Matlab-like · 2012. 9. 10. · Environnement : Windows, Linux, MacOS Nicolas SZAFRAN (UJF)...

Matlab-like

Nicolas SZAFRAN

UJF

2011-2012

Nicolas SZAFRAN (UJF) Matlab-like 2011-2012 1 / 37

Presentation

Plan

1 Presentation

2 Les bases

3 Utilisation avancee


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Matlab


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Matlab

Logiciel de calcul numerique (6= calcul symbolique comme Maple)cree a la fin des annees 1970 autour des librairies Fortran EISPACK etLINPACK (calcul matriciel) et reecrit en 2000 autour de la librairieLAPACK.


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Matlab


Logiciel commercial (payant) developpe par The MathWorks. Licenceproprietaire.


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Matlab



Environnement : Windows, Linux, MacOS


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Matlab



Environnement : Windows, Linux, MacOS

Site Web : www.mathworks.fr


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Octave


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Octave

Logiciel de calcul numerique cree a la fin des annees 1980 pourfaciliter l’utilisation de routines Fortran.Compatibilite du langage avec Matlab


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Octave


Logiciel libre (gratuit). Licence GNU.


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Octave



Environnement : Linux, MacOS, Sun Solaris, Windows


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Octave



Environnement : Linux, MacOS, Sun Solaris, Windows

Site Web : www.octave.org


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Scilab


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Scilab

Logiciel de calcul numerique cree au debut des annees 2000 a l’INRIA.


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Scilab


Logiciel libre (gratuit). Licence CeCILL (CEA-CNRS-INRIA logiciellibre).


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Scilab



Environnement : Linux, Windows, MacOS


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Scilab



Environnement : Linux, Windows, MacOS

Site Web : www.scilab.org


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Comparatif Matlab-Octave-ScilabMatlab


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Les de Matlab :


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Les de Matlab :

rapidite d’execution, compilation possible du code Matlab

diversite des librairies

IDE integre et performant

possibite de developpement de GUI performante

assez repandu dans le monde industriel


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Les de Matlab :






Les de Matlab :


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Les de Matlab :






Les de Matlab :

logiciel payant

logiciel gourmant en ressources (disque et RAM)


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Comparatif Matlab-Octave-ScilabOctave


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Les de Octave :


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Les de Octave :

compatibilite avec Matlab

logiciel gratuit

ajout de librairies supplementaires


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Les de Octave :


logiciel gratuit


Les de Octave :


Presentation


Les de Octave :


logiciel gratuit


Les de Octave :

developpement de GUI difficile

peu repandu

lenteur relative d’execution


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Comparatif Matlab-Octave-ScilabScilab


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Les de Scilab :


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Les de Scilab :


IDE integre

possibite de developpement de GUI basique

assez repandu


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Les de Scilab :


IDE integre


assez repandu

Les de Scilab :


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Les de Scilab :


IDE integre


assez repandu

Les de Scilab :

incompatibilite avec Matlab

lenteur relative d’execution


Les bases

Plan

1 Presentation

2 Les bases



Les bases

Interpreteur de commande


Les bases


Execution a la volee (interpreteur) d’instructions via une fenetre decommande ou l’execution de fichiers-scripts


Les bases



Exemple Octave

octave:1> a = 2*cos(pi/3)-1

a = 2.22044604925031e-16

octave:2> for i=2:4, i*i, end

ans = 4

ans = 9

ans = 16


Les bases



Exemple Scilab

--> a = 2*cos(%pi/3)-1

a =

2.220446049D-16

--> for i=2:4, i*i, end

ans =

4.

ans =

9.

ans =

16.


Les bases

Objets de baseMatrice numerique (reelle ou complexe)


Les bases


Exemple : la matrice A =

(

2 35 −1

)


Les bases



(

2 35 −1

)

A = [ 2 3 ; 5 -1]


Les bases



(

2 35 −1

)

A = [ 2 3 ; 5 -1]

Exemple : le vecteur-colonne complexe b =

(

1 + i

2

)


Les bases



(

2 35 −1

)

A = [ 2 3 ; 5 -1]


(

1 + i

2

)

b = [ 1+%i ; 2] // codage Scilab


Les bases



Les bases



(

2 35 −1

)


Les bases



(

2 35 −1

)

A = [ 2 3 ; 5 -1]


Les bases



(

2 35 −1

)

A = [ 2 3 ; 5 -1]


(

1 + i

2

)


Les bases



(

2 35 −1

)

A = [ 2 3 ; 5 -1]


(

1 + i

2

)

b = [ 1+i ; 2] % codage Octave


Les bases



Les bases


Exemple : le vecteur-ligne c =(

3 8 13 18 23)


Les bases



3 8 13 18 23)

c = 3:5:23


Les bases



3 8 13 18 23)

c = 3:5:23

Vecteur-ligne (resp. vecteur-colonne) ≡Matrice avec une seule ligne (resp. une seule colonne)


Les bases



Les bases


Exemple : le scalaire complexe d = e iπ/4


Les bases



d = exp(%i * %pi / 4) // codage Scilab


Les bases



d = exp(%i * %pi / 4) // codage Scilab

Scalaire ≡

Matrice avec une seule ligne et une seule colonne


Les bases

Operations de base


Les bases

Operations de base

Operations au niveau matriciel


Les bases

Operations de base


Exemple : A =

(

2 31 −5

)

, B =

(

−2 12 3

)

, C = A+ B , D = A · B


Les bases

Operations de base


Exemple : A =

(

2 31 −5

)

, B =

(

−2 12 3

)

, C = A+ B , D = A · B

A=[2 3;1 -5];B=[-2 1;2 3]; C=A+B, D=A*B

C =

0 4

3 -2

D =

2 11

-12 -14


Les bases

Operations de base


Exemple : A =

(

2 31 −5

)

, B =

(

−2 12 3

)

, C = A+ B , D = A · B

A=[2 3;1 -5];B=[-2 1;2 3]; C=A+B, D=A*B

C =

0 4

3 -2

D =

2 11

-12 -14

Les dimensions des operandes doivent etre compatibles


Les bases

Operations de base


Les bases

Operations de base

Operations au niveau matricielpossibilite d’operations element par element


Les bases

Operations de base


Exemple : A =

(

2 31 −5

)

, B =

(

−2 12 3

)

D = A · B et E = (Ei ,j) = (Ai ,j × Bi ,j)


Les bases

Operations de base


Exemple : A =

(

2 31 −5

)

, B =

(

−2 12 3

)

D = A · B et E = (Ei ,j) = (Ai ,j × Bi ,j)

A=[2 3;1 -5];B=[-2 1;2 3]; D = A * B; E = A .* B

D =

2 11

-12 -14

E =

-4 3

2 -15


Les bases

Operations de base



Les bases

Operations de base


Exemple : B =

(

−2 12 3

)

D = B · B = B2 et E = (Ei ,j) = (B2i ,j)


Les bases

Operations de base


Exemple : B =

(

−2 12 3

)

D = B · B = B2 et E = (Ei ,j) = (B2i ,j)

B = [-2 1;2 3]; D = B ^ 2; E = B .^ 2

D =

6 1

2 14

E =

4 1

4 9


Les bases

Operations de base


Les bases

Operations de base

Arithmetique :

+ - / * ^ ./ .* .^


Les bases

Operations de base

Arithmetique :

+ - / * ^ ./ .* .^

Booleen :

< > <= >= == ~=


Les bases

Operations de base


Les bases

Operations de base

Transposee : ’

Exemple : A =

1 23 45 6

et B = tA = AT = transpose(A)


Les bases

Operations de base

Transposee : ’

Exemple : A =

1 23 45 6

et B = tA = AT = transpose(A)

--> A = [1 2;3 4;5 6], B = A’

A =

1 2

3 4

5 6

B =

1 3 5

2 4 6


Les bases

Fonctions de base


Les bases

Fonctions de baseFonctions mathematiques


Les bases


Fonctions usuelles :

trigonometriques : cos, sin, tan, acos, asin, atan

logarithmiques : log, log10, log2, exp

hyperboliques : sinh, cosh, tanh, asinh, acosh, atanh

numeriques : abs, ceil, floor, round, min, max


Les bases







s’applique a une matrice element par element


Les bases







s’applique a une matrice element par elementExemple

--> A = [1.2 1.5 1.8 2.3 2.6 3.1]; B = round(A)B =

1 2 2 2 3 3


Les bases

Fonctions de baseFonctions sur des matrices

linspace : operateur pour creer un vecteur-ligne de valeurs equireparties


Les bases



Exemple

--> i = linspace(3,10,8)i =

3 4 5 6 7 8 9 10


Les bases



Exemple

--> i = linspace(3,10,8)i =

3 4 5 6 7 8 9 10

--> t = linspace(2,3,6)

t =

2.0000 2.2000 2.4000 2.6000 2.8000 3.0000


Les bases



Exemple

--> i = linspace(3,10,8)i =

3 4 5 6 7 8 9 10

--> t = linspace(2,3,6)

t =

2.0000 2.2000 2.4000 2.6000 2.8000 3.0000

on peut aussi utiliser l’operateur :


Les bases


zeros : cree une matrice composee de 0


Les bases


zeros : cree une matrice composee de 0

Exemple

--> A = zeros(2,4)A =

0 0 0 0

0 0 0 0


Les bases


ones : cree une matrice composee de 1


Les bases


ones : cree une matrice composee de 1

Exemple

--> A = ones(2,4)A =

1 1 1 1

1 1 1 1


Les bases


eye : cree une matrice identite

Exemple

--> A = eye(2)A =

1 0

0 1


Les bases


rand : cree une matrice composee de valeurs aleatoires entre 0 et 1


Les bases


rand : cree une matrice composee de valeurs aleatoires entre 0 et 1

Exemple

--> A = rand(2,3)A =

0.546419 0.047637 0.182567

0.718978 0.187824 0.659542


Les bases

Programmation


Les bases

Programmation

definition des variables ”a la volee”


Les bases

Programmation


instruction d’affectation (operateur =)


Les bases

Programmation



instructions de controle :if ... then ... else ... end

while ... end

for ... end

continue

break


Les bases

Programmation




while ... end

for ... end

continue

break

structuration a l’aide de routinesfunction ... endfunction


Les bases

Programmation




while ... end

for ... end

continue

break

structuration a l’aide de routinesfunction ... endfunction

ecriture de programme sous forme de fichier(s)


Les bases

Fonctions


Les bases

Fonctions

function [liste arg out] id function (liste arg in)

instructions

endfunction


Les bases

Fonctions


instructions

endfunction

possibilite de listes d’arguments (en entree et en sortie) de taillevariable


Les bases

Fonctions


instructions

endfunction

possibilite de listes d’arguments (en entree et en sortie) de taillevariable

argument(s) en entree passe(s) par valeur


Les bases

Graphique


Les bases

Graphique

Trace en 2D et 3D.


Les bases

Graphique

Trace en 2D et 3D.

plot mesh


Utilisation avancee

Plan

1 Presentation

2 Les bases



Utilisation avancee

Utilisation de types non numeriques


Utilisation avancee


type booleen


Utilisation avancee


type booleen

type fonction


Utilisation avancee


type booleen

type fonction

type chaıne de caracteres


Utilisation avancee


type booleen

type fonction

type chaıne de caracteres

types structures : struct, list, tlist, cell


Utilisation avancee

Fonctions specialisees


Utilisation avancee


Routines et fonctions disponibles dans le logiciel ou dans des librairiesseparees


Utilisation avancee



algebre lineaire


Utilisation avancee



algebre lineaire

traitement du signal


Utilisation avancee



algebre lineaire


statistique


Utilisation avancee



algebre lineaire


statistique

interpolation, approximation


Utilisation avancee



algebre lineaire


statistique


equa. diff., integration


Utilisation avancee



algebre lineaire


statistique



optimisation


Utilisation avancee



algebre lineaire


statistique



optimisation

. . .


Utilisation avancee

Gestion des entrees/sorties


Utilisation avancee


lecture au clavier


Utilisation avancee


lecture au clavier

ecriture a l’ecran


Utilisation avancee


lecture au clavier

ecriture a l’ecran

E/S sur fichiers


Utilisation avancee

Programmation avancee


Utilisation avancee


structuration sous forme de fichiers separes


Utilisation avancee



variables locales et globales


Utilisation avancee



variables locales et globales

test des arguments en entree/sortie d’une routine


Utilisation avancee

Graphique avance


Utilisation avancee

Graphique avance

parametrage des traces


Utilisation avancee

Graphique avance


trace multiple


Utilisation avancee

Graphique avance


trace multiple

gestion des objets graphiques


Utilisation avancee

Interfacage avec d’autres langages


Utilisation avancee


appel de programmes externes


Utilisation avancee



interfacage avec des modules compiles et ecrits en C, Fortran, C++


Utilisation avancee



interfacage avec des modules compiles et ecrits en C, Fortran, C++

creation de nouvelles routines a l’aide de modules compiles


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