کتاب کارگاه نرم افزار Matlab حاوی برخی از بنیادی ترین اصول استفاده از نرم افزار Matlab به منظور کاربری در محاسبات مهندسی می‌باشد. این کتاب حاصل سالها تجربه مولفین در تدریس و آموزش این نرم افزار می‌باشد. هدف از تالیف کتاب حاضر، آموزش پایه و کاربردی نرم افزار به زبانی بسیار ساده و قرار دادن دانشجو در مسیر استفاده صحیح از آن است. برای انجام پروژه‌ها و حل مسائل مختلف، تسلط یافتن به برنامه‌نویسی از طریق نرم افزار Matlab امری ضروری می‌باشد. همچنین با توجه به این موضوع که بسیاری از توابع و برنامه‌های مختلف کاربردی، به صورت از پیش تعریف شده در نرم افزار موجود است، فراگیری آنها باعث تسهیل در امر برنامه‌نویسی می‌گردد. به همین دلیل، در کتاب حاضر ابتدا کاربردی‌ترین دستورات موجود در نرم‌افزار پیرامون ماتریس‌ها، گرافیکع ریاضیات و همچنین نجوه استفاده دستورات شرطی و حلقه‌ها که ابزار اولیه برنامه‌نویسی می‌باشند، آورده شده است. سپس در انتها توضیحات لازم برای نوشتن برنامه‌های مختلف با استفاده از دستورات بیان شده به همراه طراحی الگوریتم مناسب، به صورت مرحله به مرحله آمده است. به همین علت لازم است که مطالب کتاب از ابتدا مورد مطالعه قرار گیرد تا تسلط روی مباحث، به خصوص «بخش برنامه‌نویسی» بدست آید. ضمنا از آنجائیکه کتاب حاضر به ذکر مثالهائی به زبان بسیار ساده نوشته شده است، لذا برای دانشجویان تمامی رشته‌ها و افرادی که نیاز به استفاده از رایانه برای حل مسائل مختلف دارند، میتواند مفید باشد.
مقدمه
درس کارگاه نرم افزار مهندسی که مربوط به آموزش نرم افزار مطلب می باشد. به عنوان یک واحد درسی در رشته ی مهندسی شیمی در برخی دانشگاهای کشور تدریس می شود. علت قرار دادن این درس در مجموعه ی دروس مهندسی شیمی، ریاضیات گسترده و گاهی پیچیده ی مورد نیاز برای این رشته می باشد به گونه ای که حل برخی مسائل بدون کمک گرفتن از یک نرم افزار قوی امری ناممکن است.
کتاب حاضر در بردارنده ی ابتدایی ترین و مهم ترین اصول استفاده از این نرم افزار برای حل مسائل مهندسی است که حاصل سالها تجربه ی مولفین در تدریس و آموزش این نرم افزار بوده است. شاخصه ای که این کتاب را از کتب مشابه متمایز می سازد؛ بیان روان و مثال های ساده می باشد به گونه ای که افرادی که هیچ آشنایی با این نرم افزار ندارند می توانند بادنبال کردن مطالب کتاب از ابتدا، تسلط نسبی روی مباحث پیدا نمایند.
گرچه کتاب حاضر برای درس کارگاه نرم افزار مهندسی تالیف شده است ولی قابل استفاده برای تمامی دانشجویان رشته های مهندسی و تمامی افرادی که نیاز به استفاده از برنامه های کامپیوتری برای حل مسائل دارند می باشد.
کتاب حاضر از هشت فصل تشکیل شده است. در فصل اول توضیحات کلی پیرامون نمای نرم افزار، پنجره ها و چند نکته و دستور ابتدایی پیرامون نرم افزار داده شده است. در فصل دوم نحوه ی کار با ماتریس ها و دستورهای مهم مربوط به آن ها که برای برای برنامه نویسی لازم می باشد؛ آورده شده است. در فصل سوم نحوه ی رسم نمودار های مختلف و برخی از مهم ترین دستورات در این زمینه بیان گردیده است. در فصل چهارم نیز تعدادی از مهم ترین دستورات لازم برای انجام محاسبات ریاضی و مهندسی آورده شده است. فصل های پنجم و ششم که به معرفی ویرایشگر و دستورات شرطی و حلقه ها می پردازددر واقع پایه ای برای فصل برنامه نویسی با بیان چند دستور و حل چند مثال ساده توضیح داده شده است و نهایت در فصل هشتم پاسخ تمرین های فصول مختلف آورده شده است.
هدف از تالیف این کتاب پرداختن به جزئیات تمام قسمت های نرم افزار نبوده بلکه هدف ترسیم شمای کلی از این نرم افزار و قرار دادن دانشجو- بالاخص کسانی که آشنایی کمتری با آن دارند- در مسیر استفاده ی ساده و مناسب از آن بوده است.
از آنجا که هیچ اثری خالی از اشکال نیست از خوانندگان محترم تقاضا می شود تا اگر اشکال یا اشتباهی را در متن کتاب مشاهده نمودند اطلاع دهند تا در چاپ های آتی اصلاح گردد.
حامد موسویان
پاییز 1391
فهرست مطالب
فصل 1 آشنایی با شمای کلی نرم افزار مطلب
1.1 نرم افزار مطلب چیست؟
1.2 نمای نرم افزار
1.2.1 پنجره ها
1.2.2 منوها
1.3 بیان برخی مفاهیم کلی دیگر پیرامون نرم افزار مطلب
1.3.1 آشنایی با تعدادی ثوابت و متغیرها در نرم افزار مطلب
1.3.2 قالب های نمایش اعداد
1.3.3 استفاده از Help
1.3.4 چند نکته و دستور اولیه پیرامون نرم افزار مطلب
تمرینات
فصل 2 ماتریس و دستورات مرتبط با آن
2.1 آشنایی با ماتریس ها و نحوه ی ایجاد و ویرایش آنها
2.2 برخی از مهمترین دستورات پیرامون ماتریس ها
تمرینات
فصل 3 گرافیک
3.1 رسم نمودارهای دو بعدی
3.1.1. دستور Plot
3.1.2 رنگ ها، علائم و انواع خطوط
3.1.3 دستور Set
3.1.4 دستور Comet
3.1.5 دستور Legend
3.1.6 دستورات title,xlabel,ylabel
3.1.7 دستور text
3.1.8 دستور axis
3.1.9 دستور grid
3.1.10 دستور hold
3.1.11 دستور subplot
3.1.12 دستور plotyy
3.1.13 دستور semilog
3.1.14 دستور loglog
3.1.15 دستور gtext
3.1.16 دستور ginput(n)
3.1.17 نحوه رسم نمودارهای مختلف
3.1.18 استفاده از حروف یونانی و علامت ها
3.1.19 دستور ezplot
3.2 رسم نمودار های سه بعدی
3.2.1 رسم منحنی های سه بعدی
3.2.2 رسم سطح های سه بعدی
تمرینات
فصل 4 ریاضیات
4.1 تعدادی از دستورات ریاضی موجود در نرم افزار مطلب
4.1.1 دستور syms
4.1.2 دستور subs
4.1.3 دستور polyval
4.1.4 دستور expand
4.1.6 دستور inline
4.1.7 دستور conv
4.1.8 دستور deconv
4.1.9 دستور fminbnd
4.1.10 اعداد مختلف
4.2 حل معادلات در نرم افزار مطلب
4.2.1 دستور roots
4.2.2 دستور solve
4.2.3 دستور fzero
4.2.4 دستور fsolve
4.3 انتگرال
4.3.1 انتگرال یگانه
4.3.2 انتگرال دوگانه
4.3.3 انتگرال سه گانه
4.3.4 محاسبه انتگرال به صورت عددی
4.4 مشتق
4.5 محاسبه ژاکوبین چند تابع
4.6 سری تیلور
4.7 محاسبه حد توابع
4.8 حل معادلات دیفرانسیل معمولی
4.9 حل دستگاه معادلات دیفرانسیل
4.10 معرفی برخی از مهمترین توابع ریاضی
4.10.1 تابع گاما
4.10.2 تابع بسل
4.10.3 تابع خطا
4.11 تبدیلات لاپلاس
4.12 برازش مجموعه ای از نقاط به صورت چندجمله ای
تمرینات
فصل 5 ویرایشگر
5.1 تعریف ویرایشگر
5.2 دستور input
5.3 نحوه ذخیره و اجرای برنامه در ویرایشگر
5.4 دستور disp
فصل 6 دستورات شرطی و حلقه ها
6.1 دستورات شرطی
6.1.1 دستور if
6.1.2 دستور switch
6.2 عملگرها
6.2.1 عملگرهای رابطه ای
6.2.2 عملگرهای منطقی
6.3 حلقه ها
6.3.1 حلقه for
6.3.2 حلقه while
6.4 شکستن حلقه ها
6.4.1 دستور break
6.4.2 دستور error
6.4.3 دستور return
تمرینات
فصل 7 برنامه نویسی
7.1 function file
7.2 برخی از دستورات پرکاربرد در برنامه نویسی
7.2.1دستور feval
7.2.2 دستور fplot
7.2.3 دستور inputdlg
7.2.4 دستور errordlg
7.2.5 دستور helpdlg
7.2.6 دستور questdlg
7.2.7 دستور msgbox
7.2.8 دستور waitbar
7.2.9 دستور fprintf
7.3 مثال هایی در مورد برنامه نویسی
تمرینات
فصل 8 پاسخ تمرین ها
پاسخ تمرین های فصل اول
پاسخ تمرین های فصل دوم
پاسخ تمرین های فصل سوم
پاسخ تمرین های فصل چهارم
پاسخ تمرین های فصل ششم
پاسخ تمرین های فصل هفتم
منابع و مراجع
فهرست الفبایی
