Utilizarea sistemului Matlab - pentru aplicații grafice

1. Generalitati

MATLAB este un mediu de programare si un limbaj de înalta performanta utilizat în tehnica

care integreaza calcul numeric, grafica avansata, vizualizare si programare. Acesta ofera

cercetatorilor, inginerilor si oricarui om de stiinta un sistem interactiv, puternic si usor de utilizat,

în care problemele si solutiile sunt exprimate într-un mod natural. Utilizarile sale tipice includ:

- calcul matematic (numeric si simbolic);

- algoritmi de dezvoltare;

- modelare si simulare;

- analiza de date, explorarea si vizualizarea acestora;

- grafica stiintifica si inginereasca;

- aplicatii de dezvoltare, incluzând realizarea de interfete grafice utilizator.

MATLAB are o familie de aplicatii specifice numite "toolboxes", care aplica o tehnologie

specializata si care sunt o colectie de functii MATLAB ("M-files") ce extind mediul MATLAB

sa rezolve clase particulare de probleme. Aria în care sunt disponibile toolbox – urile include:

procesare de semnal, procesare de imagine, comanda sistemelor, simulare, retele neurale, fuzzy

logic si multe altele.

Toata familia de produse MATLAB apartine firmei The MathWorks Inc. Ultima versiune

este MATLAB 7.

MATLAB este un sistem interactiv, al carui element de baza este o matrice care nu trebuie

declarata înainte de folosire si care nu are o dimensiune ce trebuie specificata. În sens larg, un

vector este o matrice cu o linie sau o coloana, iar un scalar este un vector cu dimensiunea 1.

Acest mod de lucru permite exprimarea simpla si naturala a operatiilor matematice (asa cum s-ar

scrie pe hârtie) si rezolvarea multor probleme de calcul tehnic cu formulari matriceale si

vectoriale. Numele de MATLAB provine de la "matrix laboratory".

MATLAB – lucreaza fie în modul linie de comanda, situatie în care fiecare linie este

prelucrata imediat, rezultatele putând fi afisate, fie cu programe (mai multe instructiuni

MATLAB, cu posibilitatea apelarii altor fisiere de acelasi tip si a apelarii recursive) continute in

fisiere numite fisiere – M ("M-files") deoarece au extensia .m.

Sistemul MATLAB cuprinde 5 parti principale.

1) Limbajul MATLAB este un limbaj de nivel înalt de tip matrice / vector cu instructiuni de

control, functii, structuri de date, intrari / iesiri si trasaturi de programare orientata pe obiecte.

2) Mediul de lucru MATLAB este un set de instrumente si facilitati cu care intra în contact

utilizatorul sau programatorul MATLAB. Include facilitati pentru gestiunea variabilelor

(acces, vizualizare, informatii) în spatiul de lucru si importarea / exportarea datelor. În plus,

permite dezvoltarea, depanarea si lucrul cu fisiere de tip M ("M-files").

3) "Handle Graphics" este sistemul grafic MATLAB care include comenzi de nivel înalt pentru

vizualizari 2-D si 3-D, procesare de imagine, animatie si prezentari grafice. Include si

comenzi de nivel redus pentru personalizarea modului de prezentare a graficelor si

construirea interfetelor grafice utilizator (GUI) pentru aplicatii.

4) Libraria de functii matematice MATLAB este o colectie vasta de algoritmi de calcul si

analiza. Exista peste 500 de functii matematice, pentru statistica si inginerie optimizate

pentru calcul matriceal. Acestea includ:

- algebra liniara si calcul matriceal;

- functii Fourier si de analiza statistica;

- rezolvare de ecuatii diferentiale;

2

- operatii trigonometrice si alte operatii matematice fundamentale.

5) Interfata Program Aplicatie ("Application Program Interface") – API - este o librarie

specializata care permite interactiunea cu programe externe mediului MATLAB. Este

permisa astfel apelarea programelor scrise în C sau Fortran, importarea / exportarea datelor si

stabilirea de relatii de tip client / server între MATLAB si alte programe.

Cursul îsi propune sa descrie facilitatile grafice MATLAB pentru vizualizarea datelor si

stabilirea modului de prezentare a graficelor, precum si pentru crearea unor interfete grafice

utilizator.

În acest sens, MATLAB furnizeaza:

- o serie de functii (rutine) grafice de nivel înalt care implementeaza cele mai utilizate tehnici

pentru afisarea datelor precum reprezentarile grafice în coordonate rectangulare sau polare,

reprezentarile grafice speciale (cu bare, histograme s.a.), reprezentarile grafice ale liniilor de

contur sau suprafetelor si animatia;

În plus, prin functii specializate, pot fi controlate unele aspecte privind modul de prezentare

al graficelor (culoare, umbrire, etichete pe axe s.a.) fara a fi necesara accesarea explicita a

unor proprietati ale obiectelor.

- sistemul grafic orientat pe obiecte ("Handle Graphics"), care permite inclusiv realizarea de

interfete grafice programabile;

"Handle Graphics" defineste un set de obiecte grafice (linii, suprafete, text s.a.) si ofera

mecanismul de manipulare a acestor obiecte pentru a obtine rezultatele dorite. Se poate avea

astfel un control mult mai precis asupra modului de afisare al datelor si se pot dezvolta

aplicatii grafice proprii.

Utilizând "Handle Graphics" , utilizatorul poate crea meniuri si elemente de control interactiv

pentru reprezentarile grafice (butoane prin apasare, potentiometre, casete de control, liste de

optiuni s.a.).

Fisierele - M utilizator, create pentru a executa operatii grafice, pot utiliza atât functii grafice

de nivel înalt cât si sistemul "Handle Graphics" în mod direct.

2. Sistemul grafic MATLAB orientat pe obiecte ("Handle Graphics")

MATLAB foloseste programarea orientata pe obiecte pentru controlul interactiv al

reprezentarilor grafice. Conform acesteia, ferestrele figura sunt obiecte figura (“figure”) si sunt

copii ai obiectului grafic radacina "root" (fereastra ecran). De asemenea, sunt parinti ai oricaror

alte obiecte grafice: ai axelor ("axes"), elementelor de control ale interfetelor grafice

("uicontrol") si meniurilor ("uimenu").