51077

Работа с многомерными массивами пакета MatLab

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Использование функций ones zeros rnd и rndn Функции ones создание массивов с единичными элементами zeros создание массивов с нулевыми элементами и rnd или rndn создание массивов с элементами – случайными числами с соответственно равномерным и нормальным распределением могут также использоваться для создания многомерных массивов. Примеры приводятся ниже: E=ones332 E::1 = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 E::2 = 1 1 1 1 1...

Русский

2014-02-05

39.12 KB

2 чел.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра  Электроэнергетика

Применение ЭВМ в электроэнергетических расчетах

Лабораторная работа №7

Работа с многомерными массивами пакета MatLab.

Направление подготовки: 

140200 – «Электроэнергетика»

Форма обучения (очная)

Тула 2010 г.


  1.  Цель работы:

Знакомство с возможностями системы MATLAB: освоение навыков работы с многомерными масcивами в пакете MATLAB.

  1.  Теоретические сведения, необходимые для выполнения лабораторной работы
  2.  Применение оператора «:» в многомерных массивах.

При  обычном задании массивов (с помощью символа точки с запятой «;») число рядов (строк) массива получается на 1 больше, чем число символов «;», но массив остается двумерным. Оператор «:» (двоеточие) позволяет легко выполнять операции по увеличению размерности массивов. Приведем пример формирования трехмерного массива путем добавления новой страницы. Пусть задан исходный двумерный массив М размером

>> M=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

M =

    1     2     3

    4     5     6

    7     8     9

Для добавления новой страницы с тем же размером можно расширить М следующим образом:

>> M(:,:,2)=[10 11 12;13 14 15;16 17 18]

M(:,:,1) =

    1     2     3

    4     5     6

    7     8     9

M(:,:,2) =

   10    11    12

   13    14    15

   16    17    18

Посмотрим, что теперь содержит массив М при явном его указании:

>> M

M(:,:,1) =

    1     2     3

    4     5     6

    7     8     9

M(:,:,2) =

   10    11    12

   13    14    15

   16    17    18

Как можно заметить, числа в выражениях М(: , : , 1) и М(: , : , 2) означают номер страницы.

  1.  Использование функций ones, zeros, rand и randn

Функции ones (создание массивов с единичными элементами), zeros (создание массивов с нулевыми элементами) и rand или randn (создание массивов с элементами – случайными числами с соответственно равномерным и нормальным распределением) могут также использоваться для создания многомерных массивов. Примеры приводятся ниже:

>> E=ones(3,3,2)

E(:,:,1) =

    1     1     1

    1     1     1

    1     1     1

E(:,:,2) =

    1     1     1

    1     1     1

    1     1     1

>> Z=zeros(2,2,3)

Z(:,:,1) =

    0     0

    0     0

Z(:,:,2) =

    0     0

    0     0

Z(:,:,3) =

    0     0

  1.   0

>> R=randn(3,2,2)

R(:,:,1) =

  -0.4326    0.2877

  -1.6656   -1.1465

   0.1253    1.1909

R(:,:,2) =

   1.1892    0.1746

  -0.0376   -0.1867

   0.3273    0.7258

Эти примеры достаточно очевидны и не требуют особых комментариев. Обратите, однако внимание на легкость задания размеров массивов для каждой размерности. Кроме того, следует отметить, что если хотя бы одна размерность массива равна нулю, то массив будет пустым:

>> A=randn(3,3,3,0)

A =

  Empty array: 3-by-3-by-3-by-0

Как видно из данного примера, пустой массив возвращается с соответствующим комментарием.

  1.  Объединение массивов

Для создания многомерных массивов служит описанная ранее для матриц специальная функция конкатенации cat:

  1.  сat(DIM,A,B) – возвращает результат объединения двух массивов А и В вдоль размерности DIM;
  2.  сat(2,A,B) – возвращает массив [A,B], в котором объединены ряды (горизонтальная конкатенация);
  3.  сat(1,A,B) – возвращает массив [A,B], в котором объединены столбцы (вертикальная конкатенация);
  4.  В=сat(DIM,A1,A2,…) – объединяет множество входных массивов А1, А2,… вдоль размерности DIM;

Функции сat(DIM,C{:}) и сat(DIM,C. FIELD) обеспечивает соответственно конкатенацию (объединение) ячеек массива ячеек или структур массива структур, содержащих числовые матрицы, в единую матрицу. Ниже приводятся примеры применения функции cat:

  1.  Задание:
  2.  Примените оператор «:».

1

[1 4 5; 5 6 7; 5 4 12]

16

[9 7 8; 6 8 7; 0 8 2]

2

[3 8 7; 3 7 9; 8 6 4]

17

[10 4 5; 5 9 7; 5 5 0]

3

[6 6 4; 4 8 7; 4 7 6]

18

[4 7 9; 9 6 5; 6 4 3]

4

[1 1 3; 2 8 1; 5 3 3]

19

[1 4 5; 8 3 7; 5 7 0]

5

[4 2 5; 5 4 7; 7 2 1]

20

[12 6 7; 15 0 11; 6 4 1]

6

[6 3 9; 8 9 9; 5 8 0]

21

[16 0 3; 9 4 9; 5 9 1]

7

[8 5 6; 0 7 7; 6 9 7]

22

[6 0 9; 8 7 9; 5 8 1]

8

[9 7 3; 5 8 8; 3 6 9]

23

[7 3 8; 17 9 9; 5 8 4]

9

[6 10 4 ; 1 6 0; 5 4 3]

24

[5 3 9; 8 7 7; 15 9 0]

10

[7 13 2 ; 1 5 1; 7 4 4]

25

[4 3 9; 7 9 9; 5 8 4]

11

[2 4 5; 15 6 7; 5 4 0]

26

[6 7 9; 6 5 8; 5 5 2]

12

[1 5 5; 5 7 8; 4 5 6]

27

[4 3 6; 8 9 7; 7 8 1]

13

[0 4 1; 4 6 7; 5 8 3]

28

[5 3 9; 8 7 9; 5 7 0]

14

[5 4 4; 7 5 9; 3 5 0]

29

[6 3 9; 7 6 9; 8 8 0]

15

[7 2 6; 12 6 12; 5 4 3]

30

[4 3 9; 8 9 9; 5 5 0]

  1.  Используйте функции ones, zeros, rand и randn.

1

[1  4  5]

ones

11

[1  7  5]

ones

21

[1  1  5]

ones

2

[2  4  6]

zeros

12

[0  3  5]

zeros

22

[1  4  9]

zeros

3

[3  3  8]

rand

13

[1  3  8]

rand

23

[1  2  8]

rand

4

[0  4  5]

randn

14

[0  1  5]

randn

24

[1  3  6]

randn

5

[3  7  9]

ones

15

[1  0  6]

ones

25

[4  7  5]

ones

6

[1  4  5]

zeros

16

[3  4  5]

zeros

26

[1  0  8]

zeros

7

[0  3  5  8]

rand

17

[2  3  7  4]

rand

27

[1  2  5  7]

rand

8

[6  4  5]

ones

18

[1  6  5]

ones

28

[0  3  9]

ones

9

[0  3  5]

ones

19

[8  4  4]

ones

29

[2  4  3]

ones

10

[4  4  5]

randn

20

[4  7  5  5]

randn

30

[9  6  5  7]

randn

  1.  Объедините массивы

1

[1 5; 5 7; 5 4]   сat(DIM,A,B)

16

[9  8; 6  7; 0  2]

сat(DIM,A,B)

2

[3 8 7; 3 7 9; 8 4]

сat(2,A,B)

17

[4 5; 5  7; 5  0]

сat(2,A,B)

3

[6 6 4; 4  7; 4 7 6]

сat(1,A,B)

18

[4 7 9; 9  5; 6 4 3]

сat(1,A,B)

4

[1 1 3; 2  1; 5  3]

сat(2,A,B)

19

[1 4 5; 8  7; 5  0]

сat(DIM,A,B)

5

[4 2 5; 5 4 7; 7 2 1]

сat(1,A,B)

20

[12 6 7; 15 0 11; 6 4 1]

сat(2,A,B)

6

[6 3 9; 8 9 9; 5 8 0]

сat(DIM,A,B)

21

[16 0 3; 9 4 9; 5 9]

сat(1,A,B)

7

[8 5 6; 0  7; 6 9]

сat(2,A,B)

22

[6 0 9; 8  9; 5 8 1]

сat(1,A,B)

8

[9 7 3; 5 8 8; 3  9]

сat(1,A,B)

23

[7  8; 17 9 9; 5 8 4]

сat(2,A,B)

9

[6 10 4 ; 1 6 0; 5 4 3]

сat(DIM,A,B)

24

[5 3 9; 8 77; 15 9 0]

сat(DIM,A,B)

10

[7 13 2 ; 1 5 1; 7 4 4]

сat(1,A,B)

25

[4 3 9; 7 9 9; 5 8 4]

сat(1,A,B)

11

[2  5; 15 6 7; 5 4 0]

сat(2,A,B)

26

[6  9; 6 5 8; 5 2]

сat(1,A,B)

12

[1 5; 5 7 8; 4 5 6]

сat(2,A,B)

27

[4 3 6; 8  7; 7 8 1]

сat(DIM,A,B)

13

[0 4 1; 4 6 7; 5 8 3]

сat(1,A,B)

28

[5 3 9; 8  9; 5 7 0]

сat(1,A,B)

14

[5 4 4; 7 5 9; 3 5 0]

сat(DIM,A,B)

29

[6  9; 7 6 9; 8 8 0]

сat(DIM,A,B)

15

[7 2 6; 6 12; 5 4 3]

сat(1,A,B)

30

[4 3 9; 8 9 9; 5 5 0]

сat(1,A,B)

  1.  Правила выполнения и содержание отчета по лабораторной работе

Выполнить отчет о проделанной работе, в котором привести программу решения заданий 1 – 3.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1.  Чем характеризуются многомерные массивы?
  2.  Что позволяет выполнить оператор «:»?
  3.  Что выполняет функция ones?
  4.  Что выполняет функция zeros?
  5.  Что выполняет функция cat?

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55386. Ключи к познанию прошлого 47 KB
  Цели занятия: Знакомство обучающихся с новым предметом – история. Развивать у обучающихся интерес к предмету, умения анализировать, рассуждать, аргументировать свою точку зрения. Учить ребят работать с учебником, с текстом, работать в группе, высказывать свою точку зрения, слушать мнение других.
55387. Письмо другу 52 KB
  Цели урока: создание условий для того чтобы научить ребят писать сочинения; развитие устной и письменной речи памяти творческих способностей детей;...
55390. Міжнародні телекомунікаційні проекти як ефективний засіб формування комунікативної компетенції учнів 402 KB
  Життя ставить перед сучасною освітою завдання виховання та навчання учня, який може гнучко адаптуватися в життєвих ситуаціях, що динамічно змінюються, самостійно здобувати необхідні знання, уміло використовувати їх для вирішення різноманітних проблем на практиці, щоб протягом всього життя мати можливість знайти в ньому відповідне місце
55391. ПРОЕКТНА ДІЯЛЬНІСТЬ УЧНІВ НА УРОКАХ УКРАЇНСЬКОЇ МОВИ ТА ЛІТЕРАТУРИ 140 KB
  Метод проектів особливо на уроках української мови та літератури передбачає не тільки наявність суб’єктивно чи соціально значущої для учня проблеми не просто її дослідження пошук шляхів вирішення а й практичне впровадження отриманих результатів у тому чи іншому продукті діяльності.
55392. Проектная деятельность на уроке технологии 86 KB
  Обобщить знания о пищевом рационе режиме питания условиях приёма пищи и сформулировать правила рационального питания. Воспитывать бережное отношение к здоровью и продуктам питания.
55393. Метод проектов на уроках истории и во внеклассной деятельности 396 KB
  Материально-техническое обеспечение проекта: аудио видео стенд. Для подготовки учеников к настоящим проектам необходимо начать их знакомство с данной технологией на уровне второй ступени обучения.
55394. Використання проектної технології як засіб активізації пізнавальної діяльності учнів на уроках інформатики 339.5 KB
  Мій досвід роботи в школі показав що в розвитку зацікавленості до предмета не можна покладатися тільки на зміст виучуваного матеріалу уникаючи залучення учня до активної діяльності.