universidad nacional de tucumán facultad de ......prom = (n1+n2+n3)/3 escribir prom prom...

Universidad Nacional de Tucumán

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS

Y TECNOLOGIA

http://www.unt.edu.ar/http://www.unt.edu.ar/

SCRIPT * m-FILES * ARCHIVOS-m

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EN

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IA

Scripts (m-files) son archivos de texto con código Matlab para la ejecución en forma secuencial de comandos.

Tienen extensión .m, por ejemplo

nombre.m


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IA

Las Scripts (m-files)

pueden crearse con

cualquier editor de

texto, pero Matlab tiene

su propio editor, como

en los compiladores fortran, C,

etc.


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IA

Barra de menúsBarra de Herramientas

Coloreado automático

Barra de stastus

Editor de múltiples archivos

Ubicación del cursor

Indentanción automática

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IA

ELEMENTOS DE UN PROGRAMA

Un algoritmo consta dedatos y de sentencias

DATOS

Se almacenan en variables y constantes yse involucran en operaciones

SENTENCIAS

Describen las acciones que deben serejecutadas (cálculos, entradas/salidas ycontrol de flujo del algoritmo)

DATOS DE ENTRADA PROCESO

DATOS DE SALIDA

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IA

EJEMPLO DE PROGRAMA

Algoritmo para calcular elpromedio de 3 calificaciones

DATOS DE ENTRADA

PROCESO

DATOS DE SALIDA

N1, N2, N3

Leer N1, N2, N3Prom = (N1+N2+N3)/3Escribir Prom

Prom

PROGRAMACIÓN EN MATLAB

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IA

Estructuras de MATLAB para generar programas

Lazo WHILE

Estructuras IF – ELSE

Lazo FOR

Estructura SWITCH


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IA Estructuras IF – ELSE

Existen tres posibilidades para esta estructura condicional

ESTRUCTURA IF SIMPLE

Condicion

Sentencias

Cierta

Falsa

if condición lógica

sentencias si la

condición es cierta

......

end

Condicion

Sentencias

Cierta

Falsa

Sentencias


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IA Estructuras IF – ELSE

ESTRUCTURA IF CON ALTERNATIVA

if condición lógica

sentencias si la


......

else

sentencias si la

condición es falsa

......

end

Condicion

Sentencias

Cierta

Falsa

Sentencias

Condicion

Sentencias

Falsa

Cierta

PROGRAMACIÓN EN MATLABM

AG

IST

ER

EN

ME

TO

DO

S N

UM

ER

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IA


ESTRUCTURA IF CON ALTERNATIVAS MULTIPLES

if condición lógica 1

sentencias si la

condición 1 es cierta

......

elseif condición lógica 2

sentencias si la

condición 2 es cierta

......

else

sentencias si las demás

condiciones son falsas

......

end

Si no existe, significa que no se hace nada en caso de que no se cumplan las otras condiciones


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Estructura SWITCH

switch expresion

case caso1,

Sentencias si

expresion = caso1

case {caso2, caso3, ...}

Sentencias si

expresion = caso2 o caso3

o ...

otherwise,

Sentencias si expresión no

no es igual a ninguno de

los anteriores

end

Debe dar como resultado un escalar o una

tira de caracteres

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Estructura SWITCH



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IA

for var = expresion

Sentencias

para todos los

valores de var

endSirve para determinar el

número de veces y el valor que asumirá la variable var en cada ejecucion de las

sentencias

Lazo FOR

El lazo FOR repite un grupo de sentencias un número prefijado de veces.


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IA

Lazo FOREjemplos

for i = 1:n

sentencias

end

for i = vectorValores

sentencias

end

for i = n:-0.2:1

sentencias

end

for i = 1:m

for j = 1:n

sentencias

end

end

Condición

Sentencias

Cierta

Falsa


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while condición lógica

sentencias que se

ejecutan si la


......

end

Lazo WHILE

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Sentencia CONTINUE

Hace que se pase inmediatamente a la siguiente iteración en un lazo for o while

Sentencia BREAK

Termina la ejecución de un

lazo for o while

»a = 0; fa = 8;

»b = 3; fb = -4;

»while b-a > eps + b

» x = (a+b)/2;

» fx = x^3 - 5x^2 + 2x + 8;

» if fx == 0

» break

» elseif sign(fx)== sign(fa)

» a = x; fa = fx;

» else

» b = x; fb = fx;

» continue

» end

» fy = fx-0.8*x;

»end

»x = 2.8*fy;

input: Imprime un mensaje en la línea de comandos y recupera como valor de retorno un valor numérico o el resultado de una expresión tecleada por el usuario

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disp: imprime en pantalla un mensaje de texto o el valor de una matriz, pero sin imprimir su nombre

Lectura y Escritura interactiva de variables

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Archivos BinariosINPUT/OUTPUT

fopen: abre un archivo para lectura y/o escritura

fclose: cierra uno o más archivos

fread: lee desde un archivo datos binarios

fwrite: escribe datos binarios en un archivo

» fid= fopen('mydata.bin' , 'w');

» fwrite (fid,eye(5) , 'int32');

» fclose (fid);

» fid= fopen('mydata.bin' , 'r');

» M= fread(fid, [5 5], 'int32')

» fclose (fid);

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Archivos Binarios o noINPUT/OUTPUT

save: guarda variables del workspace (formato binario de Matlab o texto ascii)

load: carga variables en el workspace desde unarchivo binario de Matlab o texto ascii

» load misdatos

» load ‘tusdatos.txt’ -ascii;

» save 'indices.sal' SVn SV -ascii

» save

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ArchivosINPUT/OUTPUT

ALMACENAMIENTO

EN

ARCHIVOS

PROGRAMA

EN EJECUCIONWORKSPACE

Datos

fwrite

fread

save

load

sentencias

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FORMATEO DE LAS SALIDAS

fprintf: dirige su salida a un fichero (o pantalla)con un formato establecido

fprintf(fi,’tira de caracteres’,var1, var2, ...)

Identificador del archivo Texto y formato de los datos Variables

» fprintf(fi,’alpha = %f6.3n\’,alpha2)

» fprintf(’Iteracion = %d3n\’,iter)

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PARA TENER EN CUENTA

Antes de programar, se debe tener en claro que es lo que se pretende con el programa (Objetivo)

Recuerde lo que le enseñaban en la escuela cuando debian redactar un cuento (presentación, nudo y deselace). Cuando programe, primero vea como intorduce los datos, luego analice la secuencia de operaciones y el deselace es la forma en la que presenta los resultados.

Documente ampliamente sus programas. Siempre empiece dicendo que es lo que hace el programa, que entradas tiene y que resultados proprociona.

Los comentarios de inicio estan disponibles a traves del help contextual

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PROGRAMACIÓN EN MATLABPrograma en un

lenguaje de alto nivel

COMPILACION LINK

Programa en código fuente

Programa en lenguaje de

máquina EJECUCION(RUN)

Programa ejecutable

Datos

Resultados

COMPILACION LINK

Programa en código fuente

Programa en lenguaje de

máquina EJECUCION(RUN)

Programa ejecutable

Datos

Resultados

Programa que corre en Matlab

FUNCIONES

Toda función tiene:- nombre- valores de retorno (pueden no existir)- argumentos (pueden no existir)

Los valores de retorno pueden ser matrices

Número variable de argumentos y de valores de retorno

Para crear una funcion se debe generar un archivo especial. Las variables de un archivode función son locales.

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FUNCIONES

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IA Para usar la función “func”:

y = func(x1,x2, …, xN)

[y1, y2, …, yM] = func(x1,x2, …, xN)

Para crear la función “func” hay queescribir el archivo func.m que empiezacon la sentencia function:

function y = func(x1,x2, …, xN)

function [y1,y2, …,yM] = func(x1,x2, …,xN)

FUNCIONES

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IA function salida=nombre_funcion(entrada)

% Explicación de lo que la función

sentencias

sentencias

Salida = valor a retornar;

function [s1,..,sn]=nombre_funcion(e1,..,em)

% Explicación de lo que la función

sentencias

sentencias

s1 = valor a retornar;

...

sn = valor a retornar;

Guardar en un archivo con el nombre de la

función y extensión .m

¡OJO!

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function Vol = VolCon(D,h)

% Función para calcular el volumen de un

% cono. Argumentos: D (diámetro) y h (altura)

Vol = pi*D^2/4*h/3; Archivo VolCon.m

Como se crea:

Como se usa:

Sentencia

Volumen = VolCon(Diametro,altura);

Sentencia

Dentro de un programa

>>

>> VolCon(D,1.8);

ans =

2.783

>>

En ventana de comandos

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IA

PROGRAMA PRINCIPAL

QUE USA

FUNCION VolCon

Workspace

FUNCION VolCon

Workspace Local

Acceso a las variables del

programa principal a través de

Matlab en forma directa

Solo se accede a las

variable locales a

través el Debugger

La sentencia global permite asociar variables de distintos espacios de trabajo.

Las variables declaradas persistent mantienen los valores en los espacios de trabajo locales

TIPOS DE FUNCIONES

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IA INTRÍNSECAS DE MATLABIncorporadas en el propio código del programa. Rápidas y eficientes. Ejemplo: exp, atan, sin, etc

DE LA BIBLIOTECA DE MATLABFunciones definidas en archivos *.m o *.mex que vienen con el programa y sus toolboxes.Ejemplo: bode, lu, svd, etc.

DEFINIDAS POR EL USUARIOGeneradas en archivos *.m o *.mex.Ejemplo: VolCon (archivo VolCon.m)

>> x=round(11*rand(1,10))

x =

2 9 7 9 7 1 2 1 5 1

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IA

EJEMPLOS DE FUNCIONES

>> maximo=max(x)

maximo =

9

>> [maximo, posicion] = max(x)

maximo =

9

posicion =

2

>> max(x)

ans =

9

Los nombres de las funciones no son palabras reservadas en Matlab. El usuario puede definir su propia función max o sin o cos, pero...

Los argumentos pueden ser expresiones y llamadas a otra función:

>> sin(cos([0:0.1:100]*2*pi))

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FUNCIONES ¡OJO!

FUNCIONES DE LA BIBIOTECA DE MATLAB

Matemáticas elementalesEspecialesMatricialeselementalesespecíficasFactorizaciónEstadística

Análisis polinomiosIntegración ecuaciones diferencialesResolución ecuacionesOptimizaciónIntegración numéricaProcesado de señal

...

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IA

FUNCIONES MATEMÁTICAS(intrínsecas)

» 1+sin(pi/6)/(2+cos(pi/12))

ans =

1.1686

»

sqrt(1+tan(pi/12)/(1+sin(pi/2)))

ans =

1.0649

» a=15.3;

» b=12;

» teta1=tan(b/a)^-1

teta1 =

1.0022

» teta2=1/tan(b/a)

teta2 =

1.0022

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> log(100)

ans =

4.6052

>> log10(100)

ans =

2

>> exp(4.6052)

ans =

100.0030

>> z=3+4j

z =

3.0000 + 4.0000i

>> real(z)

ans =

3

>> imag(z)

ans =

4

>> abs(z)

ans =

5

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FUNCIONES MATEMÁTICAS(intrínsecas)

a =

8 6 9 2

4 8 7 4

>> sin(a)

ans =

0.9894 -0.2794 0.4121 0.9093

-0.7568 0.9894 0.6570 -0.7568

>> b=fix(rand(3,4)*100)

b =

99 23 35 44

18 51 18 74

31 50 88 60

Las operaciones elementales

trabajan tanto con escalares

como con matrices

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FUNCIONES MATEMÁTICAS

FUNCIONES Entrada/Salida

» nfilas=input('Nro de filas: ')

Nro de filas: 3

nfilas =

3

» matriz=input('Introduce matriz: ')

Introduce matriz: [1 2 3; 4 5 6]

matriz =

1 2 3

4 5 6

» 'hola'

ans =

hola

» display('Hola');

ans =

Hola

» disp('Hola');

HolaMA

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inputdisplaydisp

FUNCIONES MATEMÁTICAS ELEMENTALES

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IA

sin(x), cos(x), tan(x), asin(x), acos(x),

atan(x), log(x), log10(x), exp(x), sqrt(x),

sign(x), rem(x,y), mod(x,y), real(x), imag(x),

abs(x), angle(x), etc.

Funciones que operan de modo escalar

min(x), sum(x), cumsum(x), mean(x), std(x),

cumprod(x), [y,i]=sort(x)

Funciones que actúan sobre vectores

FUNCIONES QUE ACTÚAN SOBRE MATRICES

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IA

B = A’

B = A.’

v = poly(A)

t = trace(A)

[m,n] = size(A)

n = size(A)

nf = size(A,1)

nc = size(A,2)

Funciones matriciales elementales

sqrtm(A)

Devuelve una matriz que multiplicada por sí misma da la matriz

Alogm()

Es la recíproca de expm

Funciones matriciales especiales

FUNCIONES PARA CÁLCULOS CON POLINOMIOS

106x8xxP(x) 24

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IA

En esencia un polinomio es tratado como un vector fila.

El primer elemento del vector es el coeficiente del término que define el grado del polinomio.

El último elemento es el término independiente del polinomio.

FUNCIONES PARA CÁLCULOS CON POLINOMIOS

106x8xxP(x) 24

Definición de polinomios

Cálculo de raíces

Evaluación

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IA

Los identificadores de función (function handles)constituyen un mecanismo para referirse a un nombrede función. El principal uso es pasar a una función elnombre de otra función, junto con sus argumentos,para que la pueda ejecutar.

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IDENTIFICADOR DE FUNCIONES

EjemploLa función quad es genérica, calcula, mediante métodosnuméricos, integrales definidas. Para que pueda calcular laintegral hay que proporcionarle la función a integrar. Porejemplo, cálculo de la integral entre 0 y π de la funciónseno(x):

Ahora fh es una variable que se identifica con la función seno.También podría haberse llamado directamente:

fh = @sin; area=quad(fh,0,pi);

area=quad(@sin,0,pi);

Una función anónima es una función que se almacenadentro de un archivo. Las funciones anónimas puedenaceptar entradas y salidas de retorno, tal como lohacen las funciones estándar. Sin embargo, solopueden contener una sola línea como instrucciónejecutable.

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FUNCIONES ANÓNIMAS

>> sqr = @(x) x.^2;

>> a = sqr(4)

a =

16

>> b = sqr([1 2 3])

b =

1 4 9

Ejemplo

Crear un identificador para una función anónima que encuentre el cuadrado de un número:

OTROS TIPOS DE DATOS

Conjuntos o cadenas de caracteres

Hipermatrices

Estructuras

Vectores o matrices de celda

Matrices dispersas

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GRAFICOS EN MATLAB

¿Cómo se crea un gráfico?

>> x = 0:pi/100:2*pi;

>> y = sin(x);

>> plot(x,y)

GRAFICOS EN MATLAB

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Se abre una ventana

(Figure 1)

>> x = 0:pi/100:2*pi;

>> y = sin(x);

>> y2 = sin(x -.25);

>> y3 = sin(x -.5);

>> plot(x,y,x,y2,x,y3)

>> legend('sin(x)','sin(x-.25)','sin(x-.5)')

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Con varios grupos de

datos

GRAFICOS EN MATLAB

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Estilo de lineas,

colores y marcadores

GRAFICOS EN MATLAB

>> x2 = 0:pi/10:2*pi;

>> x1 = 0:pi/100:2*pi;

>> plot(x1, sin(x1),'r:',x2,sin(x2),‘b+')

>> x= 0:pi/100:2*pi;

>> y1=sin(x);

>> y2=cos(x);

>> figure(1)

>> plot(x, y1,'b')

>> figure(2)

>> plot(x, y2,'m')

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Gráficos múltiples

GRAFICOS EN MATLAB

¿Qué pasa si se ejecuta el comando close all?

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IA

Gráficos múltiples

GRAFICOS EN MATLAB

>> close all

>> subplot(2,2,1);

>> plot(x, y1,'r')

>> subplot(2,2,2);

>> plot(x, y2,'b')

>> subplot(2,2,3);

>> plot(x, y1,'g')

>> subplot(2,2,4);

>> plot(x, y2,'k')

Se abre una sola ventana

(Figure 1)

>> figure(2)

>> plot(x, y1, x, y2, x, y1+y2)

>> axis([0 2*pi -1.5 1.5])

>> grid on

Variantes:

axis auto

axis off

axis on

axis equal

axis square

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Control de los ejes

GRAFICOS EN MATLAB

>> x1=[0:0.1:2*pi];

>> y1=1.2*sin(x1).^2;

>> x2=[0.3:0.01:2.1*pi];

>> y2=0.8*cos(x2).^2-0.1;

>> plot(x1,y1,x2,y2,'linewidth',2)

>> title(‘Gráfico Muestra’,’fontsize’,14);

>> xlabel(‘Valores de X’);

>> ylabel(‘Valores de Y’);

>> legend(‘Serie y1’,’Serie y2’)

>> grid

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Títulos y referencias

GRAFICOS EN MATLAB

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Títulos y referencias

GRAFICOS EN MATLAB

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ylabel

xlabel

grid

legend

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Facilidades en la ventana de la figura

GRAFICOS EN MATLAB

Todo lo que se realiza por

comandos, se puede hacer

“manualmente”empleando el menú de la

ventana de la figura

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OTROS GRAFICOS

GRAFICOS EN MATLAB

plot - Gráfico 2-D, escalas lineales en los dosejes

loglog - Gráfico 2-D, escalas logarítmica en ambos ejes

semilogx - Gráfico 2-D, escala logarítmica enel eje x y lineal en el eje y

semilogy - Gráfico 2-D, escala logarítmica enel eje y y lineal en el eje x

plotyy - Gráfico 2-D, con dos ordenadas (a izquierda y derecha)

universidad nacional de tucumán facultad de ......prom = (n1+n2+n3)/3 escribir prom prom...

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