Programmieren mit MATLAB: Programmiersprache, Grafische Benutzeroberflächen, Anwendungen

✍ Scribed by Ulrich Stein

• Publisher: Hanser
• Year: 2012
• Tongue: German
• Leaves: 353
• Edition: 4. Auflage
• Category: Library

✦ Synopsis

Dieses Lehrbuch für Studierende der Ingenieurwissenschaften im Grundstudium vermittelt zunächst elementare Prinzipien der Datenverarbeitung und anschließend anhand der in MATLAB integrierten Programmiersprache systematisch die Grundkenntnisse des Programmierens. Darauf bauen Anwendungen auf, vertiefen das Wissen und führen in numerische Verfahren von MATLAB ein. Wo für spezielle Probleme das Basismodul von MATLAB nicht mehr ausreicht, wird für eine intensivere Nutzung auf die MATLAB-Toolboxen verwiesen, deren Installation zum Verständnis dieses Buches aber nicht notwendig ist.
Schwerpunkt dieses Lehrbuchs bildet das Programmieren mit MATLAB. Es zeigt, wie man ingenieurwissenschaftliche Probleme mit MATLAB-Programmen lösen kann. Dabei helfen zahlreiche anschauliche Beispiele, Abbildungen und Übungsaufgaben. Programmierkennisse anderer Programmiersprachen sind nützlich, werden aber nicht vorrausgesetzt.
Für die 4. Auflage wurde die Darstellung einiger numerischer Methoden und des Rechnens mit MATLAB verbessert und ergänzt. Grundkonstrukte des Programmierens und Lernziele werden verständlicher dargestellt - dies gilt zum Beispiel für die Produkt- und Summenbildung.

Auf der Website www.Stein-Ulrich.de/Matlab/
- MATLAB-Programm-Code zu den Beispielen im Buch
- Lösungen der Aufgaben des Buches
- Weitere Beispiele für MATLAB-Anwendungen
- Studentische MATLAB-Projektarbeiten
- Link-Sammlung zum MATLAB-Umfeld

✦ Table of Contents

Cover
Vorwort
Inhalt
1: Einführung
1.1 Hello, world
1.2 Datenverarbeitung
1.2.1 Hardware
1.2.2 Software
1.2.3 Datentypen
1.2.4 Editieren
1.2.5 Programmausführung
1.3 Erster Kontakt mit MATLAB
1.3.1 Der MATLAB-Desktop
1.3.2 MATLAB als Taschenrechner
1.3.3 Zahlen- und Textdarstellung
1.3.4 Variablen und Datentypen
1.3.5 Vektoren und Matrizen
1.3.6 MATLAB aufräumen
1.3.7 Zusammenfassung
1.3.8 Aufgaben
2: Programmstrukturen
2.1 Funktionen
2.1.1 Eine Black Box
2.1.2 Eingangs- und Rückgabeparameter
2.1.3 Funktionen in MATLAB
2.1.4 Funktionsbeispiel: Umfang
2.1.5 Stack, Funktionsparameter
2.1.6 Ablaufprotokoll
2.1.7 MATLAB-Arbeitsverzeichnis
2.1.8 Zusammenfassung
2.1.9 Aufgaben
2.2 Ein- und Ausgabe
2.2.1 I/O-Kanäle
2.2.2 Einfache Ausgabe
2.2.3 Formatierte Ausgabe
2.2.4 Einfache Eingabe
2.2.5 Ein-/Ausgabe-Beispiel: UmfangInput
2.2.6 Zusammenfassung
2.2.7 Aufgaben
2.3 Ablaufstrukturen
2.4 Verzweigungen
2.4.1 Bedingungen
2.4.2 Vergleiche
2.4.3 Logische Verknüpfungen
2.4.4 Alternative
2.4.5 if-else-Beispiele
2.4.6 Fallunterscheidung
2.4.7 Zusammenfassung
2.4.8 Aufgaben
2.5 Schleifen
2.5.1 Schleifenbedingung
2.5.2 Zählschleife
2.5.3 Summen- und Produkt-Bildung
2.5.4 Verschachtelte Schleifen
2.5.5 Wiederholschleife
2.5.6 while-Beispiel: e-Funktion
2.5.7 Schleifen verlassen
2.5.8 Zusammenfassung
2.5.9 Aufgaben
2.6 Felder
2.6.1 Matrizen
2.6.2 Matrix-Beispiel: sinPlot
2.6.3 Matrizen erzeugen
2.6.4 Der :-Operator und linspace
2.6.5 Analyse von Feldern
2.6.6 meshgrid
2.6.7 Matrix-Operatoren
2.6.8 Verknüpfungen
2.6.9 Cell-Arrays
2.6.10 Zusammenfassung
2.6.11 Aufgaben
2.7 Grafik
2.7.1 Grafiktypen
2.7.2 2D-Grafik
2.7.3 3D-Grafik
2.7.4 Mehrere Plots in einer figure
2.7.5 3D-Kurven
2.7.6 Grafik-Handle
2.7.7 Zusammenfassung
2.7.8 Aufgaben
2.8 Strukturen
2.8.1 Strukturierte Daten
2.8.2 Datenfelder
2.8.3 struct
2.8.4 struct-Beispiel: person
2.8.5 struct ändern
2.8.6 struct-Beispiel: CAD-Drahtmodell
2.8.7 Objektorientierte Programmierung
2.8.8 Zusammenfassung
2.8.9 Aufgaben
2.9 Dateien
2.9.1 Dateizugriff
2.9.2 Dateien lesen
2.9.3 Dateien schreiben
2.9.4 Excel-Dateien
2.9.5 MAT-Files
2.9.6 Zusammenfassung
2.9.7 Aufgaben
2.10 Strings
2.10.1 Character-Arrays
2.10.2 String-Funktionen
2.10.3 String-Evaluation
2.10.4 Zusammenfassung
2.10.5 Aufgaben
3: GUI
3.1 Grafische Benutzeroberfläche
3.1.1 Das große Warten – Callbacks
3.1.2 Einführung in GUIDE
3.1.3 Zusammenfassung
3.1.4 Aufgaben
3.2 GUI-Elemente
3.2.1 Fenster und Maus
3.2.2 GUIDE-M-File
3.2.3 Text-Ausgabefeld
3.2.4 Text-Eingabefeld
3.2.5 GUI-Rückgabewert
3.2.6 GUI-Grafikobjekt
3.2.7 Pop-up-Menü
3.2.8 Zusammenfassung
3.2.9 Aufgaben
3.2.9 Aufgaben
3.3 GUI-Menüs
3.3.1 Menu Bar
3.3.2 Context Menu
3.3.3 Zusammenfassung
3.3.4 Aufgaben
3.4 Standarddialoge
3.4.1 Standarddialog-Typen
3.4.2 Aufgaben
3.5 Callback-Interaktionen
3.5.1 Maus-Interaktion
3.5.2 Tastatur-Interaktion
3.5.3 Zusammenfassung
3.5.4 Aufgaben
4: Anwendungen
4.1 Akustik: Signalverarbeitung
4.1.1 Schwingungen
4.1.2 Fourier-Transformation
4.1.3 wav-Format
4.1.4 Zusammenfassung
4.1.5 Aufgaben
4.2 Bildverarbeitung
4.2.1 RGB-Farbmodell
4.2.2 Grafikformate
4.2.3 Bilder einlesen
4.2.4 Bilder bearbeiten
4.2.5 Hoch- und Tiefpass
4.2.6 Zusammenfassung
4.2.7 Aufgaben
4.3 Spiel: Projekt Labyrinth
4.3.1 Projektstruktur
4.3.2 Datenbasis
4.3.3 Spiel laden
4.3.4 Spielfeld zeichnen
4.3.5 Spielablauf
4.3.6 Zusammenfassung
4.3.7 Aufgaben
4.4 Mathematik: Funktionen
4.4.1 Polynome
4.4.2 Kurvendiskussion
4.4.3 Polynom-Fit, Lineare Regression
4.4.4 Datenauswertung
4.4.5 Nullstellen
4.4.6 Newton-Verfahren
4.4.7 Numerische Integration
4.4.8 Vektorfelder
4.4.9 Zusammenfassung
4.4.10 Aufgaben
4.5 Physik: Differentialgleichungen
4.5.1 Federschwingung
4.5.2 Differentialgleichungen
4.5.3 Numerische Lösung
4.5.4 Gedämpfte Schwingungen
4.5.5 Erzwungene Schwingungen
4.5.6 Randwertproblem
4.5.7 Zusammenfassung
4.5.8 Aufgaben
4.6 Technische Mechanik
4.6.1 Zentrales Kraftsystem
4.6.2 Lineare Gleichungssysteme
4.6.3 Zusatzaufgabe
4.6.4 Multivariate Regression
4.6.5 Zusammenfassung
4.6.6 Aufgaben
4.7 Regelungstechnik
4.7.1 Stehpendel
4.7.2 Stabilität
4.7.3 Eigenwerte und Eigenvektoren
4.7.4 Regelung
4.7.5 Control System Toolbox™
4.7.6 Simulink®
4.7.7 Zusammenfassung
4.7.8 Aufgaben
4.8 Prozess-Kommunikation
4.8.1 COM, OLE und ActiveX
4.8.2 Kontakt zu MS-Excel
4.8.3 VBA-Kontakt zu Excel
4.8.4 Weitere COM-Excel-Beispiele
4.8.5 Zusammenfassung
4.8.6 Aufgaben
4.9 MEX – C in MATLAB
4.9.1 C
4.9.2 DLL
4.9.3 C-Beispiel
4.9.4 Parameterübergabe
4.9.5 Zusammenfassung
4.9.5 Zusammenfassung
4.9.6 Aufgaben
5: Programmierhilfen
5.1 Das Programm läuft nicht!
5.2 Der Debugger
5.3 Weitere MATLAB-Tools
5.3.1 M-Lint Code Checker
5.3.2 Profiler
5.3.3 Dependency Report
5.3.4 Help Report
5.3.5 File Comparison Report
5.4 Zusammenfassung
6: Befehlsübersicht
Literatur
Index
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