Tutorial de matlab

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Universidad de Zaragoza Facultad de Ciencias Departamento de Matem´ tica Aplicada a

Introducci´ n a MATLAB o
Luis R´ ndez a

c 2007 randez@unizar.es A L TEX 2ε Actualizado el: 27 de Febrero de 2007

Tabla de Contenido
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Introducci´ n o B´ sicos a Vectores y Matrices Estructuras y C´ lulas e ´ Ordenes b´ sicas de programaci´ n a o m-files:script y function Gr´ ficos a Gr´ ficos Avanzados a Optimizaciones Entradas/Salidas Profiling Algunos ejemplos de An´ lisis Num´ rico a e Interfaces Gr´ ficos a Matrices Huecas (Sparse) Miscel´ nea a

Secci´ n 1: Introducci´ n o o

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1. Introducci´ n o
En la implementaci´ n de algoritmos num´ ricos, usualmente hay que elegir o e un lenguaje de programaci´ n, as´ como librer´as auxiliares: o ıı Lenguajes de programaci´ n. o C, C++ FORTRANa , FORTRAN 9X Librer´as num´ ricas ı e LINPACK, LAPACK, FFT, GSL, ... NAG, IMSL, ... Librer´as gr´ ficas ı a dislin GKS lo que obliga a conocer un amplio abanico de programas.
a El compilador optimizado de FORTRAN es uno de The Top Ten Algorithms of the XX Century

Futurama

Secci´ n 1: Introducci´ n o o

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Inconvenientes y ventajas de loslenguajes compilados

• Puede ser un proceso laborioso, donde es posible cometer errores en
la programaci´ n de algoritmos1 2 , y es conveniente depurar correctao mente los c´ digos realizados. o

• Es preciso linkar con librer´as num´ ricas y gr´ ficas, y es usual que ı e a
dependan del lenguaje de programaci´ n y del sistema operativo. o

• Las herramientas de debugging y profiling nosuelen ser f´ ciles de a
utilizar.

• Con adecuadas optimizaciones, son r´ pidos en ejecuci´ n. a o • Pueden ser paralelizados (MPI, PVM, OpenMp). • Posibilidad de uso de precisi´ n extendida en los c´ lculos. o a

1 En 2 El

1962, el Mariner 1 tuvo un fallo debido al c´ digo FORTRAN DO I=1.3 o Mariner 18 se perdi´ debido a un NOT desaparecido en un programa o

Secci´ n 1: Introducci´ n o o5

MATLAB (MATrix LABoratory) es un sistema de computaci´ n interaco tivo que combina c´ lculo num´ rico, gr´ ficos, visualizaci´ n y un lenguaje de a e a o programaci´ n de alto nivel. Fu´ desarrollado inicialmente por Cleve Moler o e entre 1977 y 1984 como ayuda para la docencia. La primera versi´ n estaba o escrita en FORTRAN, y a partir de 1985 se han escrito en C. (A d´a de hoy ı laversi´ n es la 7, Release 14). o MATLAB puede realizar operaciones aritm´ ticas reales y complejas con e matrices y escalares, resolver sistemas de ecuaciones no lineales, integrar funciones y sistemas de ecuaciones diferenciales y algebraicas, . . . . Es lo que suele llamarse un manipulador num´ rico. e Hay manipuladores num´ ricos tipo MATLAB como: e • Octave: Casi un clon de MATLAB. Gratuito.

• •• • •

Scilab: Muchas prestaciones. Gratuito. Euler: Potente y de tama˜ o reducido. Gratuito. n O-Matrix: R´ pido. Comercial a Interactive Data Language: Comercial Gauss: Comercial

Secci´ n 1: Introducci´ n o o

6

Inconvenientes y ventajas de MATLAB

• Es algo caro. • Como es un lenguaje interpretado, suele ser m´ s lento que los compia
lados.
3

• Permite el desarrollo de c´ digosde forma r´ pida utilizando un leno a
guaje de muy alto nivel.

• Los c´ digos escritos son transportables entre distintos sistemas opeo
rativos.

• Gr´ ficos de muy buena calidad. a • Utilidades de debugging y profiling. • Hay Toolboxes espec´ficas para ampliar las prestaciones de MATLAB ı
(Simulink, Optimization, Symbolic, . . . ).

3 Puede utilizarse el compilador de MATLAB y/o linkar conc´ digos FORTRAN o C mediante o ficheros MEX para aumentar la velocidad.

Secci´ n 1: Introducci´ n o o

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Facilidad de uso Ejemplo.- Consideremos el problema de sumar a una matriz el producto de otras dos, todas ellas de dimensi´ n n × n. El programa en FORTRAN o 9X, suprimiendo las l´neas relacionadas con el interface de subrutinas, para ı n = 1000 podr´a ser: ı
program blas...
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