Osa 1. Alkuunpääsy

0. Johdanto

Matlab on interaktiivinen vektori- ja matriisilaskentaohjelmisto. Se on matriisikieli, joka soveltuu mitä moninaisimpiin tieteellisen ja teknisen laskennan tehtäviin.

Cleve Moler kirjoitti alkuperäisen Matlabin Fortran-version 1970-luvun loppupuolella pienimuotoiseksi matriisilaskennan opetusohjelmaksi. Kyseessä oli Fortranilla kirjoitettu matriisitulkki, joka käytti LINPACK- ja EISPACK- kirjastojen rutiineja laskentakoneenaan. Vaiheita:

Esikuvia kielelle: "Speak Easy" ja APL (Kenneth Iverson 1960-luvulla, Jim Brown, IBM Yorktown Heights: APL2 1984, ...)

Nykyisin : "Teollisuusstandardin asemassa", suuri määrä ammattimaisia toolboxeja.

Matlab on saatavissa kaikkiin ajateltavissa oleviin käyttöjärjestelmiin. Matlab-koodit ja työtilat talletetaan tekstimuodossa, mikä takaa ongelmattoman siirrettävyyden eri ympäristöjen välillä.

Matlab-ohjelman lisenssin omistaa The MathWorks, Inc. Matlab-käyttäjien uutisryhmä on varsin aktiivinen.

-> Sisällysluetteloon <-


1. Käynnistys ja työtila, avustus

Matlab käynnistyy joko komennolla matlab tai kaksoisklikkaamalla Matlab-ikonia.
TKK:n UNIX:ssa
        use matlab
        matlab&
tai esim
        matlab -nojvm 
(kaikki aloitustarkenteet: matlab -h

Ohjelma lopetetaan komennolla

        >> quit

Komento matlab ilman tarkenteita käynnistää graafisen käyttöliittymän. Tekstipohjainen käyttöliittymä, jossa toki piirrosgrafiikka on mukana, käynnistyy jälkimmäisellä tavalla, eli
                  matlab -nojvm                      käynnistys

                        < M A T L A B (R) >
              Copyright 1984-2008 The MathWorks, Inc.
                    Version 7.6.0.324 (R2008a)
                         February 10, 2008
  To get started, type one of these: helpwin, helpdesk, or demo.
  For product information, visit www.mathworks.com.

Graafinen käyttöliittymä puolestaan helpottaa istunnon ja Matlabin ns. m-tiedostojen tallettamista, suorittamista ja hallintaa etenkin Windows-ympäristössä. Toki useimmat UNIX-käyttäjät pitänevät sitä myös mukavampana.

Ohjelman käynnistyttyä, tulkki antaa kehotteen >> . Tällöin sille voidaan kirjoittaa Matlab-komentoja. Ensimmäinen käyttötapa on tavallinen laskin, jossa on normaalit laskutoimitusmerkit + - * / ^ ja sijoitus muuttujaan ilmaistaan yhtäkuin-merkillä (=).

Esimerkki: Matlab laskimena

Syötteiden edessä on kehote >> . Ohjelman palauttama vastaus on syöterivin alapuolella ilman kehotetta.
>> format bank; format compact   % Tulostusasun säätelyä.
» hinta=165000
hinta =
     165000.00
» ala=63
ala =
         63.00
» neliohinta=hinta/ala
neliohinta =
       2619.05
» euro=5.94573
euro =
          5.95
» markoissa=neliohinta*euro
markoissa =
      15572.15
Huomaa , että format-komento säätelee vain tulostusasua, eikä vaikuta laskentatarkkuuteen. Tämä näkyy hyvin, jos jatkamme edellä olevaa istuntoa:
» format long
» euro
euro =
   5.94573000000000

Vektori/matriisiesimerkki

Vaikka yllä oleva onkin hyödyllistä, niin se on kovin tavanomaista (ja tänä päivänä (10.9.08) jo aikansa elänyttä). Matlab:n voima alkaa näkyä, kun ryhdytään operoimaan vektoreilla ja matriiseilla.

» A=[1 -1 0;2+3 4.5 7;5 6 -1] 
A =
    1.0000   -1.0000         0
    5.0000    4.5000    7.0000
    5.0000    6.0000   -1.0000
» v=[1; 2; 3]
v =
     1
     2
     3
» A=[1 -1 0;2+3 4.5 7;5 6 -1] 
A =
    1.0000   -1.0000         0
    5.0000    4.5000    7.0000
    5.0000    6.0000   -1.0000
» A*v
ans =
    -1
    35
    14
Mitä opimme: Osittain esimerkin ulkopuolelta kannattaa tässä vaiheessa vielä mainita:

Pienimuotoista Matlab-laskentaa voi harrastaa komentoikkunassa. Komentoja voi selata nuoli-ylös-näppäimellä samaan tapaan kuin Unix:n tcshellissä, ja komentoriviä voi editoida.

Vähänkin vakavampihenkinen työskentely kannattaa järjestää erillistä editori-ikkunaa hyödyntäen. Editorina voi käyttää Matlabin omaa File-valikosta avautuvaa editoria (Windows:ssa jo versiossa 5, Unix:ssa versiosta 6 alkaen). Yhtä hyvin voi käyttää mitä tahansa tekstieditoria.

Komennot voidaan kirjoittaa tekstitiedostoon, vaikkapa komennot.m. Kun tiedoston nimi (ilman m-tarkennetta) kirjoitetaan Matlab- komentoikkunassa, tulkki suorittaa komennot, aivan kuin ne kirjoitettaisiin peräkkäin Matlab-istuntoon. Siis >> komennot (tällöin on vain huolehdittava siitä, että tiedosto on joko työhakemistossa tai Matlab-polun (path) varrella. Komennon path lisäksi/sijasta on erityisen kätevää omaksua komento addpath . Esimerkkejä kohdassa 1.3.2
Vaihtoehtoisesti komennot voidaan koota tekstitiedostoon doku.txt tai vaikkapa doku.html. Tällöin tiedostossa olevia komentoja voidaan leikkaus/liimaus-hiirioperaatiolla siirtää komentoikkunan ja dokumentin välillä.

Komentojonotiedostoja kutsutaan lyhyesti skripteiksi. Skriptit ja funktiotiedostot ovat yhteiseltä nimeltään m-tiedostoja, molemmat ovat tyyppiä tied.m olevia tekstitiedostoja. Funktiotiedosto alkaa avainsanalla function ja se toimii, kuten funktion kuuluu: sille annetaan syöteparametreja, ja se palauttaa yhden tai useamman tulosarvon.

Matlabin m-tiedosto-ohjetta voit lukea lyhyen oppaan m-tiedosto-kertomuksesta sekä Matlabin omasta dokumentaatiosta, kas tästä: script. Tarkoitus on kirjoitella tähänkin ...

-> Sisällysluetteloon <-


Avustus- ja opastus

Avustusta (kts. Hig s. 24:) on saatavissa komennoilla.

help, helpwin, helpdesk, lookfor

Avustusjärjestelmän www-pohjainen muoto on saatavissa myös suoraan Mathworksin sivulta.
Tässä oppaassa esiintyvät help - tyyliset termit ovat linkkejä siellä olevaan avustusjärjestelmään.

helpdesk käynnistää www-pohjaisen laajan avustus- ja opiskelujärjestelmän hakuineen ym.