ماتلاب 3 اساسيات البرمجة في ماتلاب

 

المحاضرة الثالثة

اساسيات البرمجة في ماتلاب

تعد ماتلاب لغة برمجة واسعة التطبيقات و من اهم تطبيقاتها تلك التي تختص بمحاكاة المشاريع العملية وكذلك تطبيقات الذكاء الصناعي المختلفة وللوصول الى المراحل المتطورة من هذه المشاريع لابد أولا من اتقان اساسيات هذه اللغة

انشاء ملفات ماتلاب والتعامل معها

في السابق كنا نقوم بكتابة الأوامر البرمجية في نافذة سطر الأوامر حيث يقوم الماتلاب بتنفيذها مباشرة بعد الضغط على الزر enter من لوح المفاتيح ولكنها ليست طريقة عملية لكتابة البرامج باستخدام ماتلاب اذ لا يمكن حفض الاكواد التي يتم كتابتها في نافذة سطر الأوامر ولحفظ البرامج في ماتلاب يجب كتابتها داخل ملف من نوع m file حيث تكون ملفات الماتلاب بامتداد m لأنشاء فايل جديد نقوم بالضغط عل الايقونة new script من شريط الأدوات او من خلال الايقونة المجاورة new ثم نختار script ولفتح فايل محفوظ على الجهاز نضغط على الايقونة المجاورة لهما open الصورة التالية توضح مكن هذه الايقونات

ولتنفيذ الفايل نضغط على الايقونة run في محرر الملفات والذي سيظهر بشكل تقائي عند فتح او انشاء أي ملف

 

ادخال البيانات من المستخدم وطباعتها على الشاشة

يعد طلب البيانات من المستخدم وطباعتها على الشاشة من اشهر البرامج التي ينفذها المبرمجون عند بداية تعلم أي لغة برمجة جديدة يمكن طلب ادخال البيانات من المستخدم عن طريق استخدام الدالة  input ونقوم بتمرير رسالة نصية بين قوسيها توضح للمستخدم البيانات المطلوب استخدامها عند حفظ الفايل في مسار مغاير للمسار الموجود حاليا في ماتلاب فسوف يظهر  الماتلاب الرسالة التالية لحل المشكلة اختر change folder او add to path

نلاحظ ان الدالة input تستقبل البيانات الرقمية فقط و لجعلها تستقبل البيانات النصية نمرر متغير ثاني للدالة يحمل القيمة 's'

في بداية كل ملف نكتب الامرين التاليين clc لحذف سطر الأوامر و clear all لحذف المتغيرات الموجودة وذلك لتجنب تداخل البيانات التي نستخدمها حاليا مع البيانات المخزونة في سجل ماتلاب

نقوم باستخدام الدالة disp ونمرر المتغير او الرسالة النصية التي نريد طباعتها على الشاشة

والان لنقوم بتطبيق المذكور أعلاه وملاحظة الناتج

مثال1

clc

clear all

x=input('enter your name     ','s');

disp(x)

التعليقات في ماتلاب

التعليقات من الأساسيات الضرورية المتواجدة في جميع لغات البرمجة وهي عبارة عن اسطر لا يقوم الحاسوب بتنفيذها والفائدة منها هو توضيح الكود البرمجي ( ملاحظات يقوم المبرمج بكتابتها داخل الكود البرمجي لنفسه عند الرجوع الى الكود بعد مدة زمنية او لزملائه المبرمجين )  و يمكن كتابة التعليقات في ماتلاب باستخدام الرمز % قبل السطر

مثال2

% clar window

clc

clear all

% input from user

x=input('enter your name     ','s');

%print on screen

disp(x)

 

العمليات الرياضية

بالنسبة لبرنامج علمي فان توفر العمليات الرياضية امر لا بد منه و في الامر الواقع فان الماتلاب اكثر لغة برمجة تسهل القيام بالعديد من العمليات الرياضية ولاسيما على المصفوفات سنتطرق هنا الى اهم العمليات الرياضية التي يمكن اجرائها باستخدام ماتلاب

+ :- تقوم بعملية الجمع

- :- تقوم بعملية الطرح

/ :- تقوم بعملية القسمة

* :- تقوم بعملية الضرب

^ :- تقوم بالرفع الى القوى

mod :- تقوم بإيجاد لاقي القسمة

مثال3

% clar window

clc

clear all

x=5;y=7;

sum=x+y

sub=y-x

mul=x*y

div=y/x

pow=x^y

mod= mod (x,y)

العمليات الرياضية على المصفوفات

عند اجراء أي عملية رياضية بين مصفوفة او متجه و عدد ثابت فأننا نستخدم نفس الرموز سابقة الذكر وسيقوم الماتلاب بتوزيع العملية بين العدد الثابت وجميع عناصر المصفوفة او المتجه

*. :- تقوم بضرب عناصر مصفوفتين او متجهين كل عنصر بما يقابله في المصفوفة الأخرى

/. :- تقوم قسمة عناصر مصفوفتين او متجهين كل عنصر بما يقابله في المصفوفة الأخرى

‘ :- تقوم بعملية transpose للمصفوفات او المتجهات وهي عملية رياضية تعمل على تحويل الصفوف الى أعمدة والاعمدة الى صفوف

مثال4

% clar window

clc

clear all

x=[1 2 3 4];

y=[1 2 3 4];

cons_mul=x*2

mat_mul=x.*y

mat_div=x./y

trans_x=x'

trans_y=y'

 

الاسبقيات في العمليات الرياضية

يقوم الحاسوب عند تنفيذ البرامج في جميع لغات البرمجة بتنفيذ العمليات حسب نضام اسبقيات ثابت حيث يقوم بتنفيذ العمليات بالترتيب مما قد يغير الناتج عن الناتج الذي يتوقعه المبرمج اذا لم يراعي الاسبقيات وفيما يلي سنذكر العمليات حسب الاسبقيات من الأولى ال الأخيرة

1.   الاقواس

2.   الأسس

3.   الضرب والقسمة من اليسار الى اليمين

4.   الجمع والطرح من اليسار الى اليمين

بعض الدوال الرياضية في ماتلاب

الدالة	المعنى
Sin	جيب الزاوية
Cos	جيب تمام الزاوية
Tan	ظل الزاوية
Atan	ظل معكوس الزاوية
Abs	القيمة المطلقة
Exp	المرفوع للقوة بأساس عشرة (10عدد)
Sqrt	الجذر التربيعي
Log	اللوغارتم الطبيعي
log 10	اللوغارتم العشري
log 2	لوغارتم ذو أساس 2

 

المعاملات المنطقية

يوفر ماتلاب المعاملات المنطقية التالية

< :-  اصغر من

<= :- اصغر من او يساوي

> :- اكبر من

>= :- اكبر من او يساوي

== :- يساوي

~= :- لا يساوي

مثال5

% clar window

clc

clear all

x=6;

y=5;

l=x<y

l_o_e=x<=y

g=x>y

g_o_e=x>=y

e=x==y

n_e=x~=y

 

العمليات المنطقية

في ماتلاب يمكن الجمع بين اكثر من قيمة او معامل منطقي باستخدام العمليات (البوابات) المنطقية  وهي كالتالي

&& ترجع true في حال كون القيمتين على طرفيها true وباقي الحالات تقوم بأرجاع false

|| ترجع true في حال أي واحدة من القيمتين على طرفيها true وباقي الحالات تقوم بأرجاع false

~ تقوم بارجاع نفي (عكس) القيمة التي بعدها

مثال6

% clar window

clc

clear all

and= true && true

or= true || true

not= ~true