Материал: Scilab ЛабПрактикум и теория

Рис.1.2.2-16. Команды для построения в одном окне 4-х графиков

Рис. 1.2.2-17. Построение 4-х графиков в одном графическом окне

1.2.3. Лабораторная работа по теме

«Вектора, матрицы и построение графиков

в системе Scilab»

1. Вопросы, подлежащие изучению

1. Работа с векторами и матрицами.

2. Построение графиков функций одной переменной.

3. Средства инструментальной панели графических окон.

4. Построение трехмерных изображений с использованием функций Scilab mesh( ), plot3( ), surf( ) и controur( ).

2. Общее задание

1. Изучите материал Темы 1.2 (п.п. 1.2.1 – 1.2.2).

2. Выберете вариант индивидуального задания из табл. 1.3.3.-1.

3. Выполните команды clear и clc для очистки окна Данных и Командного окна.

4. Опишите функцию f1(X).

5. Задайте диапазон изменения аргумента функции f1(x) и вычислить ее значения.

6. Задайте диапазон изменения аргумента функции f1(x) для построения графика.

7. Выполните команду plot( )для получения графика f1(x).

8. Опишите функцию f2(X).

9. Разместите графики функций f1(x) и f2(x) в одном окне, для чего после построения графика первой функции выполнить команду mtlb_hold('on').

10. Дополните графики необходимыми пояснениями: заголовок, имена осей, координатная сетка и легенда.

11. Задайте диапазоны изменения значений x и y для построения функции f3(x,y) и получите таблицы их значений.

12. Опишите функцию f3(X, y).

13. Получите таблицу значений функции f3(x,y).

14. Получите графики функции f3(x, y) с использованием команд mesh(), plot3( ), surf( ) и controur( ).

15. Сохраните текст рабочего окна на внешнем носителе

16. Предоставьте результаты работы преподавателю, ответьте на поставленные вопросы.

17. Оформите отчет по выполненной работе.

1. Варианты индивидуальных заданий

Таблица 1.3.3-1

3. Содержание отчета

1. В форме комментариев:

• Название лабораторной работы

• ФИО студента, номер группы

• № варианта

• Индивидуальное задание

2. Протокол вычислений (сессии) в Командном окне, снабженный соответствующими комментариями.

1.2.4. Контрольные вопросы по теме

1. Как создать вектор-строку?

2. Как создать вектор -столбец?

3. Как транспонировать вектора?

4. Какая функция служит для определения длины вектора?

5. Каким образом создать вектор с постоянным шагом?

6. Требуется ли при работе с векторами и матрицами предварительное объявление их размера?

7. Какой символ используются для разделения элементов матрицы в строке, а какой для разделения ее строк?

8. Какие команды предназначены для заполнения матрицы случайными числами, распределенными по равномерному или нормальному закону распределения?

9. Формат команд выбора минимального и максимального значения элемента матрицы.

10. Назначение команды plot().

11. Каким образом построить в одном графическом окне несколько графиков?

12. Какой пояснительной информацией может быть снабжен график, построенный в графическом окне?

13. Для чего используется функция legend()?

14. Каково назначение функции mtlb_hold()?

15. Каково назначение функции meshgrid() при построении трехмерных изображений?

16. Какие типы графиков позволяют строить встроенные функции: plot(), contour(), surf() и plot3()?

Тема 1.3. Средствами Scilab для создания и описания sce-файлов

1.3.1. Основные понятия и средства программированиям в Scilab

1.3.2. Описание и работа с sce-сценариями

1.3.3. Описание и работа с sce-функциями

1.3.4. Основные операторы sce-языка и программирование в Scilab

1.3.5. Примеры решения задач средствами Scilab

1.3.6. Лабораторная работа по теме

1.3.7. Контрольные вопросы по теме

1. Основные понятия и средства программированиям в Scilab

Использование системы Scilab только в режиме непосредственного расчета (в командном режиме) явно недостаточно для решения серьезных задач, поскольку, во-первых, зачастую требует выполнение сложных алгоритмических процессов, а, во-вторых, необходим механизм хранения в библиотеках тексты команд и операторов системы Scilab. То есть необходима средства, какие есть в языках программирования высокого уровня.

Такие средства в Scilab существует. Они состоят из так называемых sce-файлов и средств, их создания и отладки – редактора программного кода SciNotes. Sce-файлы представляют собой текстовые файлы, которые могут хранится в файлах с расширением sce (или sci). Расширение sci предназначено для хранения информации в двоичном формате.

Если вспомнить технологию процедурного программирования, то sce-файлы фактически являются процедурами системы Scilab. Sce-файлы могут состоят из следующих элементов (средств языка программирования Scilab):

• данные различного типа;

• константы и переменные;

• операции;

• системные команды и функции;

• функции пользователя;

• оператор присваивания и управляющие операторы;

• системные операторы и функции;

• средства работы с файлами данных;

• средства расширения языка.

Программирование инженерных задач в среде Scilab очень напоминает программирование на универсальных языках программирования. Однако поскольку в Scilab можно использовать не только выражения над структурированными данным (например, массивами) но и системные команды и функции, то система программирования Scilab является еще и мощной программной системой.

Для создания нового sce-файла окно Редактора можно открыть путем активизации инструмента SciNotes (рис. 1.1.1-1), а для редактирования существующих файлов инструментом Открыть или двойным щелчком мышки по имени существующего sce-файла. (1.3.1-1).

Рис. 1.3.1-1. Рабочая среда Редактора для создания sce-файла

При активной вкладке SciNotes инструменты инструментальной панели позволяют открывать, сохранять, редактировать, запускать и осуществлять отладку sce-файлов.

Эти инструменты разбиты на следующие категории:

• Файл – категория, включающая инструменты, которые позволяют создавать новые наборы команд и программы, и сохранять их в файлах; открывать существующие наборы команд и программ и загружать их из файлов; создавать различные объекты Scilab, осуществлять поиск файлов различных типов т.д.

• Edit–категория, включающая инструменты, которые позволяют работать с текстом sce-файла в окне редактора: вставлять в текст sce-файлов различные элементы; превратить в комментарий текущую строку или вернуть ее к исходному виду; уменьшить или увеличить отступы текущей строки или нескольких выделенных строк на заданное число позиций влево или вправо; выполнить интеллектуальный отступ.

• Формат – категория, включающая инструменты, которые позволяют осуществить форматирование документа: сделать или удалить отступ, удалить пробелы в конце строки, сменить регистр, добавить или удалить комментарий, заменить одинарные кавычки на двойные.

• Настройка – категория, включающая инструменты по текущей кодировки файла, настройке шрифтов, цвета и др.

• Окно - категория, включающая инструменты копирования (или отделения) вкладки в новое окно, включение или отключение разделителя на две колонки и др.

• Выполнить – категория, включающая инструменты, которые позволяют выполнить sce-файл и сохранить в текущий каталог, а также выполнять выделенную часть файла.

В Scilab существует два типа sce-файлов: файл-сценарии и sce-функции.

Файл-сценарий представляет собой последовательность команд и функции Scilab (без входных и выходных параметров), которые оперируют данными из Рабочей области, причем результаты выполнения сценария доступны Рабочей области и могут быть использованы для дальнейших вычислений.

Sce-функции – это функции Scilab, аналогичные функциям (а точнее процедурам) языков программирования высокого уровня, таких как C++,C# и VB, которые могут иметь как входные, так и выходные параметры, а также локальные переменные и глобальные переменные.