Matlab

Universidad de Zaragoza
Facultad de Ciencias
Departamento de Matem´atica Aplicada

Introducci´on a MATLAB
Luis R´andez

c 2007 randez@unizar.es
LATEX 2ε Actualizado el: 27 de Febrero de 2007

Tabla de Contenido
1.
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15.

Introducci´on
B´asicos
Vectores y Matrices
Estructuras y C´elulas
´
Ordenes
b´asicas de programaci´on
m-files: script y functionGr´aficos
Gr´aficos Avanzados
Optimizaciones
Entradas/Salidas
Profiling
Algunos ejemplos de An´alisis Num´erico
Interfaces Gr´aficos
Matrices Huecas (Sparse)
Miscel´anea

Secci´on 1: Introducci´on

3

1. Introducci´on
En la implementaci´on de algoritmos num´ericos, usualmente hay que elegir
un lenguaje de programaci´on, as´ı como librer´ıas auxiliares:
Lenguajes de programaci´on.
C, C++
FORTRANa ,FORTRAN 9X
Librer´ıas num´ericas
LINPACK, LAPACK, FFT, GSL, ...
NAG, IMSL, ...
Librer´ıas gr´aficas
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´on 1: Introducci´on

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Inconvenientes y ventajas de los lenguajes compilados

• Puede ser un proceso laborioso, donde es posiblecometer errores en
la programaci´on de algoritmos1 2 , y es conveniente depurar correctamente los c´odigos realizados.

• Es preciso linkar con librer´ıas num´ericas y gr´aficas, y es usual que
dependan del lenguaje de programaci´on y del sistema operativo.

• Las herramientas de debugging y profiling no suelen ser f´aciles de
utilizar.

• Con adecuadas optimizaciones, son r´apidos en ejecuci´on.
•Pueden ser paralelizados (MPI, PVM, OpenMp).
• Posibilidad de uso de precisi´on extendida en los c´alculos.

1 En
2 El

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

Secci´on 1: Introducci´on

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

•
•
•
•
•

Scilab: Muchas prestaciones. Gratuito.
Euler: Potente y de tama˜no reducido. Gratuito.
O-Matrix: R´apido. Comercial
Interactive DataLanguage: Comercial
Gauss: Comercial

Secci´on 1: Introducci´on

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Inconvenientes y ventajas de MATLAB

• Es algo caro.
• Como es un lenguaje interpretado, suele ser m´as lento que los compilados.

3

• Permite el desarrollo de c´odigos de forma r´apida utilizando un lenguaje de muy alto nivel.

• Los c´odigos escritos son transportables entre distintos sistemas operativos.

• Gr´aficos de muy buenacalidad.
• Utilidades de debugging y profiling.
• Hay Toolboxes espec´ıficas para ampliar las prestaciones de MATLAB
(Simulink, Optimization, Symbolic, . . . ).

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

Secci´on 1: Introducci´on

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Facilidad de uso
Ejemplo.- Consideremos el problema de sumar a una matriz elproducto
de otras dos, todas ellas de dimensi´on n × n. El programa en FORTRAN
9X, suprimiendo las l´ıneas relacionadas con el interface de subrutinas, para
n = 1000 podr´ıa ser:
program blas
integer, parameter :: d0 = selected real kind(14)
integer :: m, n, k, lda, ldb, ldc
character(len=1) :: transa, transb
integer, dimension(1) :: iseed
real(kind = d0),dimension(1000,1000) :: a, b, c...