MATLAB 6

Die erste Version von Matlab wurde Ende 1970 an den Universitäten von New Mexico und Stanford entwickelt. Matlab war als Lehrmittel für den Unterricht in Fächern wie Lineare Algebra oder Numerische Mathematik vorgesehen. Es sollte den Studenten die einfache Verwendung der numerischen Programmpakete Linpack und Eispack ermöglichen.

Matlab kann wie ein „Taschenrechner“ verwendet werden; gibt man neben dem Matlab-Prompt im Kommandofenster mathematische Ausdrücke ein, so werden diese von Matlab ausgewertet. Jede Eingabe wird durch Drücken der ENTER-Taste abgeschlossen. Matlab setzt bei der Auswertung arithmetischer Ausdrücke die üblichen Prioritätsregeln voraus (siehe Tab. 5.1 auf Seite 69); werden zwei Operatoren gleicher Priorität miteinander verkettet, wird der Ausdruck von links nach rechts ausgewertet.

Die Implementierung der elementaren mathematischen Daten, der Zahlen, auf einem Computer, gleich welcher Architektur, muß auf einer festen Kodierung — oder einigen wenigen verschiedenen Kodierungen — beruhen, weil sonst eine effiziente Verarbeitung nicht möglich ist.

Das vorige Kapitel hat gezeigt, was Datenobjekte sind und welche Datentypen in Matlab zur Verfügung stehen. In diesem Kapitel wird erläutert, wie Datenobjekte eines bestimmten Typs erzeugt und in Matlab-Programmen verwendet werden können.

Ein Programm ist die Formulierung eines Algorithmus (und der dazugehörigen Datenstrukturen) in einer bestimmten Programmiersprache. Es definiert eine Funktion f _p , die die Menge der Eingabedaten¹ E auf die Menge der Ausgabedaten A abbildet: f _p : E → A.

Bereits in früheren Kapiteln wurde die Zusammensetzung von Datenverbunden (Felder, selbstdefinierte Datenobjekte) aus einfachen Datenobjekten beschrieben. So wie Datenverbunde in bestimmten Anweisungen als Einheit auftreten können (und so eine „Datenabstraktion“ darstellen), ist es auch möglich, mehrere Anweisungen zu einer Einheit — einem Unterprogramm (einer Prozedur) — zusammenzufassen, die von außen als eine neue Anweisung verwendbar ist und damit eine „algorithmische Abstraktion” ermöglicht. Das Unterprogrammkonzept — eines der wichtigsten Konzepte imperativer Programmiersprachen — wird vor allem verwendet, wenn

In imperativen Programmiersprachen gibt es meist eine klare Trennung zwischen Daten und Programmen: Prozeduren und Funktionen werden dazu verwendet, Daten aus dem Speicher zu holen und zu verändern. Funktionen und Datenstrukturen sind daher die „Grundbausteine“ imperativer Programmiersprachen. Objektorientierte Sprachen vermeiden diese strikte Trennung: Zusammengehörige Operationen und Daten werden in modularen Einheiten, in sogenannten Objekten, zusammengefaßt. Jedes Objekt hat einen internen Zustand (die Werte der Variablen des Objektes) und Funktionen, die sogenannten Methoden, die auf Variable des Objektes zugreifen können (also den internen Zustand verändern). Da für andere Objekte die internen Variablen eines Objektes normalerweise nicht „sichtbar“ sind, eignen sich objektorientierte Programmiersprachen besonders gut zur Modularisierung von Programmen. Ein objektorientiertes Programm besteht letztlich aus einer Vielzahl von Objekten, die miteinander interagieren, um das gewünschte Endergebnis zu produzieren.

Ein- und Ausgabe (E/A, engl. input/output, kurz I/O) realisieren die Kommunikation eines Programms mit seiner Umgebung. Die Eingabe dient dem Datentransport von externen Geräten in den Arbeitsspeicher. Die Eingabe geschieht meist über die Tastatur, mittels magnetischer und optischer Speichermedien (Disketten, Festplatte, CD-ROM etc.) oder über Datennetze.

Zweck dieses Kapitels ist es, einen Überblick über einige der wichtigsten Matlab-Befehle zu geben. Wegen des großen Befehlsumfanges muß auf eine genaue Beschreibung der einzelnen Befehle verzichtet werden; Kapitel 10 beschränkt sich lediglich darauf, kurz Parameter und Resultate zu beschreiben. Für eine eingehendere Diskussion sei auf die Online-Hilfe, die mittels help befehisname am Matlab-Prompt aufgerufen werden kann, oder auf das Matlab-Referenzhandbuch [30] verwiesen.