Kompyuterni modellashtirish” fanidan mustaqil ish №1 Mavzu

MatLab tizimi dasturlashning uchta asosiy kontseptsiyasini amalga oshiradi:
 modullarni, ya’ni protsedura va funktsiyalarni yaratishga asoslangan protsedura modulli dasturlash;
 ob’ektga yunaltirilgan dasturlash (ayniqsa, tizimning grafikli vositalarini joriy qilish ahamiyati);
 foydalanuvchining grafikli interfeysini yaratishga muljallangan vizual-yunaltirilgan dasturlash (GUI-Graphics User Interface).
Umuman olganda, MatLab dasturlash tili interpretatorlar sinfiga kiradi. Demak, bundan kelib chiqadiki, tizimning xar bir buyrug’i nomi bo’yicha aniqlanadi va zudlik bilan joriy qilinadi. Bu esa ixtiyoriy dasturiy kodni qism-qism bo’yicha tekshirishni osonlashtiradi.
Umuman olganda, MatLab dasturlash tili interpretatorlar sinfiga kiradi. Demak, bundan kelib chiqadiki, tizimning xar bir buyrug’i nomi bo’yicha aniqlanadi va zudlik bilan joriy qilinadi. Bu esa ixtiyoriy dasturiy kodni qism-qism bo’yicha tekshirishni osonlashtiradi.
Tizimning asosiy imkoniyatlardan biri bu uning ochikdigi va kengaytirish mumkinligidir.
Tizimning juda ko’plab buyruq va funktsiyalari matnli formatdagi m -fayl (kengaytmasi .m) va C/C++ fayllari ko’rinishida bo’lib, barcha fayllarni modifikatsiya qilish mumkin.
Umuman olganda, ma’lumotlarni kiritish va hisoblashlarni amalga oshirish quyidagicha amalga oshiriladi:
 Boshlangich ma’lumotlarni kiritishni ko’rsatish uchun >> belgidan foydalaniladi;
 Ma’lumotlar oddiy yozuvli taxrir yordamida kiritiladi;
 Sozlangan funktsiyalar (masalan, sin) yozma xarflar bilan yoziladi, hamda ularning argumentlari oddiy kavslar ichida yoziladi;
Ma’lumki, o’zgaruvchilar kompyuter xotirasida, ya’ni ishchi soha (workspace) da ma’lum bir joy egallaydi. Ishchi soxani keraksiz o’zgaruvchilardan tozalash uchun slear funktsiyasining turli xil ko'rinishlaridan foydalaniladi, masalan:
Ma’lumki, o’zgaruvchilar kompyuter xotirasida, ya’ni ishchi soha (workspace) da ma’lum bir joy egallaydi. Ishchi soxani keraksiz o’zgaruvchilardan tozalash uchun slear funktsiyasining turli xil ko'rinishlaridan foydalaniladi, masalan:
 clear - barcha aniqlangan o'zgaruvchilarni yo’qotish;
 clear x - aniqlangan x o’zgaruvchini yo’qotish;
 clear a, b, c - aniqlangan bir necha o’zgaruvchilarni yo’qotish.
Umuman olganda, AMDP neyron turi, elektrotexnik qurilmalarni modellashtirish, murakkab matematik masalalarni yechish, fizik jarayonlarni kompyuterda modellashtirish kabi ko’plab sohalarda qo’llash uchun yaratilgan. SHuning uchun ham bu soxani chuqur o’rganish katta ahamiyatga ega.
Tizim kengaytmasi. Yordam tizimi. MatLab dasturchilarga quyidagi sohalardagi paketlar kengaytmasini taqdim etdi: xarbiy sanoat majmualari, energetika, aerokosmik va avtomobil kurilishi va b. Ammo shular ichidan turli tizim va qurilmalarni blokli imitatsion modelini qiluvchi Simulink paketi eng mashg’uriga aylandi.
Tizim kengaytmasi. Yordam tizimi. MatLab dasturchilarga quyidagi sohalardagi paketlar kengaytmasini taqdim etdi: xarbiy sanoat majmualari, energetika, aerokosmik va avtomobil kurilishi va b. Ammo shular ichidan turli tizim va qurilmalarni blokli imitatsion modelini qiluvchi Simulink paketi eng mashg’uriga aylandi.
MatLab + Simulink tipik kompleksi katta qiymatdagi MatLab paketlar instrumentlar "qutisi" Toolboxes va vizual-muljallangan blokli imitatsion modellashgan Simulink dinamik tizimini imkoniyatlarni kengaytiruvchi Blocksets dan iborat. Simulink paketi MatLab bilan birga urnatiladi.
MatLab + Simulink tizimi tuzilishi Simulink paketu to’g’risida keyingi darslarimizda batafsil ma’lumot berib boramiz. Yordam tizimi >> help; buyrug’i yoki menu panelining help bo’limidan olish mumkin. Help bo’limi MatLab so’rovnoma qismi va MatLab dasturi ishlab chiqarish haqida ma’lumot beradi.
MatLab + Simulink tizimi tuzilishi Simulink paketu to’g’risida keyingi darslarimizda batafsil ma’lumot berib boramiz. Yordam tizimi >> help; buyrug’i yoki menu panelining help bo’limidan olish mumkin. Help bo’limi MatLab so’rovnoma qismi va MatLab dasturi ishlab chiqarish haqida ma’lumot beradi.
Help komandasi berilgandan keyin ekranda formatida yordam faylining mundarijasi chiqadi. Kerakli bo’limni tanlab help komandasi kiritiladi. SHundan keyin ekrandagi shu bo’limdagi funktsiya, o’zgaruvchi va operatorlarning ro’yxati chiqadi. Konkret funktsiya bo’yicha yordamni olish help komandasidan foydalaniladi. Agar funktsiya, operator yoki o’zgaruvchilarni nomi ma’lum bo’lmasa va biror kalit so’z ma’lum bo’lsa kerakli faylni quyidagi komanda yordamida topamiz: look for . Bu komanda yordamida kalit so’z yordam tizimining barcha bo’limlarida
Help komandasi berilgandan keyin ekranda formatida yordam faylining mundarijasi chiqadi. Kerakli bo’limni tanlab help komandasi kiritiladi. SHundan keyin ekrandagi shu bo’limdagi funktsiya, o’zgaruvchi va operatorlarning ro’yxati chiqadi. Konkret funktsiya bo’yicha yordamni olish help komandasidan foydalaniladi. Agar funktsiya, operator yoki o’zgaruvchilarni nomi ma’lum bo’lmasa va biror kalit so’z ma’lum bo’lsa kerakli faylni quyidagi komanda yordamida topamiz: look for . Bu komanda yordamida kalit so’z yordam tizimining barcha bo’limlarida

MatLab dagi oddiy hisoblashlar. MatLab tizimi shunday ishlab chiqilganki, hisoblashlarni, foydalanuvchi dasturini tayyorlamasdan to’g’ridan-to’g’ri bajarish mumkin. Bunda MatLab superkalkulyator vazifasini bajarib, qatorli komanda rejimida ishlaydi. Masalan, >>2+3, ans=5; >>2*3, ans=6 va xokazo.

MatLab dagi oddiy hisoblashlar. MatLab tizimi shunday ishlab chiqilganki, hisoblashlarni, foydalanuvchi dasturini tayyorlamasdan to’g’ridan-to’g’ri bajarish mumkin. Bunda MatLab superkalkulyator vazifasini bajarib, qatorli komanda rejimida ishlaydi. Masalan, >>2+3, ans=5; >>2*3, ans=6 va xokazo.
Tizimda ishlash mulokotli (dialogli) tavsifga ega bo’lib, "savol berildi - javob olindi" qoidasi bo’yicha ishlanadi. Ya’ni foydalanuvchi klaviatura yordamida hisoblanishi lozim bo’lgan ifodani kiritadi, taxrir kiladi (agar lozim bo’lsa) va kiritishni ENTER klaviaturasini bosish bilan yakunlaydi.
Umuman olganda, ma’lumotlarni kiritish va hisoblashlarni amalga oshirish quyidagicha amalga oshiriladi:
Umuman olganda, ma’lumotlarni kiritish va hisoblashlarni amalga oshirish quyidagicha amalga oshiriladi:
 Boshlangich ma’lumotlarni kiritishni ko’rsatish uchun >> belgidan foydalaniladi ;
 Ma’lumotlar oddiy yozuvli taxrir yordamida kiritiladi;
 Biror bir ifoda hisoblash natijasini blokirovka qilish uchun mazkur ifodadan keyin - ; (nuqta vergul) qo’yiladi;
 Hisoblashlar natijasini ko’rsatuvchi o’zgaruvchi aniqlanmagan bo’lsa, u holda MatLab tizimi bunday o’zgaruvchi deb ans oladi;
 Uzlashtirish amali sifatida juda ko’plab dasturlash tillari kabi : = belgi emas, balki matematikadagi oddiy = ni uzi olinadi;
 Sozlangan funktsiyalar (masalan, sin) yozma xarflar bilan yoziladi hamda ularning argumentlari oddiy kavslar ichida yoziladi;
 Hisoblashlar natijasi yangi qatorda >> belgisiz chikadi;
 Muloqot "Savol berildi - javob olindi" ko’rinishida amalga oshadi.
Ma’lumki, juda ko’plab matematik tizimlarda, agar u son bo’lmasa, u holda sin(v) va exp(v) ifodalarni hisoblab bulmaydi, ya’ni tizim bunday ifodalarni xato deb beradi. MatLab da esa agar berilgan o’zgaruvchi vektor bo’lsa, natija ham mazkur o’lchamdagi vektor bo’ladi, agar matritsa bo’lsa, natija ham matritsa bo’ladi.
Ma’lumki, juda ko’plab matematik tizimlarda, agar u son bo’lmasa, u holda sin(v) va exp(v) ifodalarni hisoblab bulmaydi, ya’ni tizim bunday ifodalarni xato deb beradi. MatLab da esa agar berilgan o’zgaruvchi vektor bo’lsa, natija ham mazkur o’lchamdagi vektor bo’ladi, agar matritsa bo’lsa, natija ham matritsa bo’ladi.
Komandali rejimda bir qatordagi belgilarning maksimal soni - 4096, m - fayllarda esa chegaralanmagan.
Barcha matematik tizimlarning markaziy tushunchasi bu matematik ifodalardir. Ma’lumki, ular ustida amallar bajarilayotganda, asosan ularning sonli qiymatlaridan foydalaniladi (kam xolatlarda belgi ko’rinishlaridan ham foydalaniladi).
MatLab ham matematik tizim bo’lgani uchun bu yerda ham asosiy tushuncha matematik ifodalardir. MatLab da matematik ifodalarni ifodalashni karab chikaylik. MatLab da ifodalar bir qator ko’rinishida ifodalanib, sonlarni butun qismlarini ajratish uchun verguldan emas balki nuqtalardan foydalaniladi.
Quyida ba’zi bir ifodalarni MatLab va oddiy matematikadagi ifodalanishini ko’rib chiqamiz:
Matematik ifodalar sonlar, konstantalar, o’zgaruvchilar, operatorlar, funktsiyalar va turli xil maxsus belgilar ustiga kuriladi. Ilgari aytib utganimizdek, nuqta vergul, ya’ni; belgi natijani chiqishini blokirovka kiladi, ammo ans maxsus o’zgaruvchi yordamida natijani olishimiz mumkin.
Son - MatLab tilining eng oddiy ob’ektlaridan biri bo’lib, u miqdoriy ma’lumotlarni ifodalab beradi. Sonlarni konstanta deb hisoblash mumkin. Sonlar butun, kasr, fiksirlangan va suzuvchi nuqtali bo’lishi mumkin.
Ularni yaxshi ma’lum bo’lgan ilmiy shaklda, ya’ni mantissa va son tartibini ko’rsatgan holda ifodalash mumkin.
Ularni yaxshi ma’lum bo’lgan ilmiy shaklda, ya’ni mantissa va son tartibini ko’rsatgan holda ifodalash mumkin.
0
-3
2.301
123.456E-24
-234.456E10
Yuqoridan ko'rinib turibdiki, mantissadan sonning butun qismi kasr qismidan, juda ko’plab dasturlash tillarida qabul qilinganidek, vergul orqali emas, balki nuqta orqali ajratiladi. Son tartibini mantissadan ajratish uchun ular orasiga ye belgisi qo’yiladi. "+" ishora sonlar oldiga qo’yilmaydi, "-" ishora esa qo’yiladi va uni unar minus deb nomlanadi. Sonlarda belgilar orasiga probel (bush joy) kuyish ruxsat etilmaydi.
Bundan tashqari sonlar kompleks bo’lishi mumkin: z=Re(z) + Im(z)*i. Bunday sonlar Re(z) xakikiy va Im(z) mavxum qismga ega bo’linadilar. Mavhum qism kvadrat darajasi -1 ga teng bo’lgan, i va j ko’paytuvchilarga ega bo’ladi:
Bundan tashqari sonlar kompleks bo’lishi mumkin: z=Re(z) + Im(z)*i. Bunday sonlar Re(z) xakikiy va Im(z) mavxum qismga ega bo’linadilar. Mavhum qism kvadrat darajasi -1 ga teng bo’lgan, i va j ko’paytuvchilarga ega bo’ladi:
3i
2j
2+3i
-3.141i
-123.456+2.7E-3i
real (z) funktsiya kompleks sonning butun qismini, image(z) - esa mavhum qismini ajratib beradi. Kompleks sonning modulini (kattaligini) abs(z) funktsiya, fazasini angle(z) funktsiya hisoblab beradi.
Masalan:
Masalan:
>> i
Ans=0+1.000i
>>z=2+3i
Z=2.000+3.000i
>>abs(z)
Ans=3.6056
>>real(z)
Ans=2
>>Imag(z)
Ans=3
>>angle(z)
Ans=0.9828
MatLab ning asosiy ob’ektlari. MatLab da ma’lumotlarni tashkil etish.