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

7 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

64346. Активатор барабанно-валкового типу безперервної дії для комплексів по виробництву дрібноштучних виробів 952.46 KB
  Практичне використання механічної активації стримується відсутністю такої конструкції активатора яка б задовольняла численні вимоги реального виробництва до надійності довговічності стабільності ремонтопридатності й забезпечувала б прийнятні технікоекономічні показники.
64347. Метод підвищення оперативності передачі даних на основі динамічного управління маршрутизацією 1.61 MB
  Загальна характеристика роботи Сучасний рівень розвитку інформаційних систем і засобів автоматизації характеризується постійним впровадженням нових інформаційних технологій в процес збору обробки і передачі даних.
64348. Поліпшення тягово-економічних характеристик локомотивів шляхом підвищення коефіцієнту корисної дії системи подачі піску 311 KB
  Ця умова задовольняється завдяки багатьом чинникам серед яких найбільш ефективним і дешевим засобом який зберігся з часів створення перших локомотивів та безальтернативно використовується на залізничному транспорті...
64349. ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ ЗУБОНАРІЗАННЯ ЦИЛІНДРИЧНИХ ЗУБЧАСТИХ КОЛІС ГІПЕРБОЛОЇДНИМ ІНСТРУМЕНТОМ ЗА РАХУНОК УДОСКОНАЛЕННЯ ФОРМОУТВОРЕННЯ РІЗАННЯМ 326.5 KB
  Одним з перспективних шляхів вирішення цієї задачі є створення нових видів ріжучого інструменту для формоутворення циліндричних зубчастих коліс на основі більш досконалих схем формоутворення на існуючому зубооброблюючому обладнанні.
64350. МЕТОДИКА НАВЧАННЯ КОНТРОЛЮ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ МАЙБУТНІХ ВИКЛАДАЧІВ ТЕХНІЧНИХ ДИСЦИПЛІН 1.22 MB
  Виконання цього завдання потребує перегляду підходів до змісту та організації контролю навчальної діяльності учнів особливо при вивченні спеціальних і загальнотехнічних дисциплін де формуються професійні знання вміння і навички професійно важливі якості особистості.
64351. ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ТА ОБЛАДНАННЯ ДУГОВОГО НАПЛАВЛЕННЯ РОБОЧОГО ШАРУ ВАЛИКАМИ ЗІ ЗМІННОЮ ТРАЄКТОРІЄЮ НАНЕСЕННЯ 29.87 MB
  На сьогоднішній день найбільш поширеним у промисловості є електродугове наплавлення під шаром флюсу. Воно досить універсальне і дозволяє отримати високу якість наплавленого металу, який може експлуатуватися в умовах високих статичних...
64352. МІЦНІСТЬ, ДЕФОРМАЦІЇ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ЯКОСТІ СТАЛЕЗАЛІЗОБЕТОННИХ МОСТІВ 313 KB
  Стрімке подорожчання цементу камяних матеріалів сприяє ширшому використанню в нашій країні сталезалізобетонних прогонових будов переважно для перекриття середніх а в особливих умовах та у важкодоступних гірських районах і малих прольотів мостів.
64353. ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ГАЗОДИНАМІЧНОГО ЗАХИСТУ КАТОДІВ ПЛАЗМОТРОНІВ ДЛЯ НАЗЕМНИХ ВИПРОБУВАНЬ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ 4.71 MB
  Рівень температури повітря за фронтом ударної хвилі обумовлює вимоги до рівня температур на стенді теплових випробувань і є найбільш важливою характеристикою.
64354. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ПРАВОВІ ЗАСАДИ АДМІНІСТРАТИВНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ СПЕЦІАЛЬНИХ УСТАНОВ ОРГАНІВ ВНУТРІШНІХ СПРАВ 153 KB
  Значна кількість завдань міліції реалізується в процесі виконання своїх функцій спеціальними установами органів внутрішніх справ. Проте організаційно-правові основи діяльності цих установ ОВС України, незважаючи на їх теоретичну і практичну важливість...