Introduction ` a Matlab et Octave

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Introduction a Matlab et Octave
B. Torresani
Universite de Provence
Master Mathematiques et Applications
Specialite GSI
Annee Universitaire 2009-10, premier semestre 2 1
Introduction
1Quelques lignes d’introduction .
Matlab est un logiciel (commercial) de calcul numerique, de visualisation et de programmation tres
2performant et convivial . Le nom de Matlab vient de MATrix LABoratory, les elements de donnees
de base manipules par Matlab etant des matrices (pouvant bien evidemment se reduire a des vec-
teurs et des scalaires) qui ne necessitent ni dimensionnement ni declaration de type. Contrairement aux
langages de programmation classiques (scalaires et a compiler), les operateurs et fonctions Matlab per-
mettent de manipuler directement et interactivement ces donnees matricielles, rendant ainsi Matlab
particulierement e cace en calcul numerique, analyse et visualisation de donnees en particulier.
Mais Matlab est aussi un environnement de developpement ("progiciel") a part entiere : son langage
d’assez haut niveau, dote notamment de structures de contr^ oles, fonctions d’entree-sortie et de visualisa-
tion 2D et 3D, editeur/debugger, outils de construction d’interface utilisateur graphique (GUI)... permet
a l’utilisateur d’elaborer ses propres fonctions ainsi que de veritables programmes ("M- les") appeles
scripts vu le caractere interprete de ce langage.
Matlab est disponible sur tous les systemes d’exploitation standards (Windows, Unix/Linux, MacOS
X...) et son ...
Publié le : vendredi 6 mai 2011
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Introduction`aMatlabet
B.Torr´esani Universite´deProvence
MasterMath´ematiquesetApplications
Sp´ecialit´eGSI
Anne´eUniversitaire2009-10,premiersemestre
Octave
2
1 Introduction
Quelques lignes d’introduction1. Matlablacenluce´muuqirl(iemmcocier)dalendtpeorrgmaamite,devisualisatios`etronicognltues performant et convivial2. Le nom deMatlabesdode´ennme´lstnel,yre´serTxiedAMarotALoBientv debasemanipule´sparMatlabtdesmatr´etan´eertsenmmdevi´eneibtnavuop(seci-cseev`edaudri teursetdesscalaires)quinen´ecessitentnidimensionnementnid´eclarationdetype.Contrairementaux langagesdeprogrammationclassiques(scalaireseta`compiler),lesope´rateursetfonctionsMatlabper-mettentdemanipulerdirectementetinteractivementcesdonn´eesmatricielles,rendantainsiMatlab particuli`erementecaceencalculnume´rique,analyseetvisualisationdedonn´eesenparticulier. MaisMatlabageglnna:eoseri`nttearap)`leicigorp(tnemepenemtned´dvelepostaussiunenvirone dassezhautniveau,dote´notammentdestructuresdecontroˆles,fonctionsdentr´ee-sortieetdevisualisa-tion2Det3D,e´diteur/debugger,outilsdeconstructiondinterfaceutilisateurgraphique(GUI)...permet `alutilisateurde´laborersespropresfonctionsainsiquedeve´ritablesprogrammes(M-les)appel´es scriptsvulecaract`ereinterpre´t´edecelangage. MatlabScOMax,nuLidistedsempxeyssee`tsrtsuslouonspleibswU,in/xsdW(niodnstandarloitatio X...) et son architecture est relativement ouverte. Le champ d’utilisation deMatlabutpetrˆeete´neud auxsyst`emesnonlin´eairesetauxprobl`emesassoci´esdesimulationavecleproduitcomple´mentaireSIMU-LINK.Lescapacit´esdeMatlabpecialinctionssorpue´se´seersgeeetrˆereutnoteenofsedrapseihcirnepvu ´ auseindedizainesdetoolboxes(boıˆtes`aoutilsquisontdescollectionsdeM-les)couvrantdes domainestre`svari´estelsque: – Traitement de signaux (et du son en particulier) – Traitement d’image, cartographie – Analys de d ´ e onnees – Statistiques Financeetmath´ematiquesnancieres ` Math´ematiquessymboliques(acc`esaunoyauMapleV) Analysenume´rique(acce`sauxroutinesNAG) Une interface de programmation applicative (API) rend finalement possible l’interaction entreMatlab etlesenvironnementsded´eveloppementclassiques(exe´cutionderoutinesCouFortrandepuisMatlab ,ouacc`esauxfonctionsMatlabdepuis des programmes C ou Fortran).Matlabpermet en outre de d´eployerdev´eritablesapplicationsa`laidedesoutilsdeconversionoptionnelssuivants: Matlabcode C/C++, avec leMatlabCompiler MatlabExcel add-ins, avec leMatlabExcel Builder Matlabobjets COM Windows, avec leMatlabCOM Builder Toutescescaract´eristiquesfontaujourdhuideMatlabbanruotnocnidrad´eadaceulimienle,eimuqunstan danslesdi´erentsdomainesdeling´enieuretlarecherchescientique. GNUOctavesertuatetanretlaives`a,Matlab:Matlabetummcocierqualoˆicetsnuoligicle relativementcher,mˆemeautarifacad´emique.Cependant,ilexistedeslogicielslibresetopen-source analogues voire compatibles avecMatlabittu´es,on,dracgntmelegapli-ltmuemrofeta:s – GNUOctave:logloriciemaienalterocllueatmpilib´eitrrpaoppaa`trMatlab(qualifiable de ”clone Matlab”, surtout depuis la versionOctave2.9/3.0 et avec les packages du repositoryOctave -Forge). – FreeMat : logiciel libre compatible avecMatlabetOctavenena:tDIcEmorpu,tdi´,eajv`eactr`esabo editor/debugger, history, workspace tool, path tool, file browser, 2D/3D graphics... Scilab:logiciellibreanalogue`aMatlabetOctaveentermedesr`,tabestioulu,pcnofnoitilanse´t jeune queOctavemais beaucoup moins compatible avecMatlab´eintrentsyedax..se).on(fetnsioct 1tpadsee´abducoursdusiteweMatlab/Octavede l’EPFL : matlabhttp ://enacit1.epfl.ch/cours 2e´veloD´e´itesacoaplrppe´The MathWorks 3
41. INTRODUCTION etnepermettantdoncpasunere´utilisationais´eedescripts. R:unlogiciellibre,davantageorient´everslesstatistiques. NumPy:NumericalPython,uneextensiondePythontourn´eeverslecalculscientique ... Dans ce cours, on se focalisera sur l’utilisation deMatlabetOctaveq,enntsouirasg`etrendeparti compatibles.LesTPe´tanteectu´esavecMatlabrtsnitcu,iselontdeessonn´onsdntcoitsurseniMatlab; cecidit,ellessonte´galementope´rationnellessousOctave. Octaveblelibrementsurlsette´´lceahgraeetise http ://www.gnu.org/software/octave/
1.1 Prise en main 1.1.1 Matlab/Octavepour les nuls En utilisant la commandekdir´,coelpmexerpae,irtoerepr´unMonMatlab(ou autre), mmmencer par creer danslequelvousstockerezvotretravail.Placezvousdanscere´pertoire(enutilisantlacommandecd). T´ele´chargezdanscer´epertoireleschierssetrouvantsur http ://www.cmi.univ-mrs.fr/~torresan/Matlab10/Fonctions/moyennevariance.m http ://www.cmi.univ-mrs.fr/~torresan/Matlab10/Data/gspi35 2.wav Enlignedecommande(dansunefenˆetreterminal),tapermatlab &(rappel : le symbole “&” signifie quelelogicielestlance´entˆachedefond).Normalement,linterfacedematlabsache.Examinerles die´rentescomposantesdecelle-ci:feneˆtredecommande,espacedetravail,r´epertoirecourant,historique des commandes,...
Exercice 1.1snaDefalmmcodeanetnˆdereret,pa >>a = 1+1 puis >>b = 1+2 ; Lapremie`relignecalcule1+1,laectedanslavariablea,etahcleree´ustlta. La seconde calcule 1+2, l’affecte dans la variablebaattna,eaplscehustlree´ ` causedelapr´esencedu;enndeligne.Pouracherdenouveaulere´sultat, taper par exemple >>a Noterquelesvariablesainsicre´e´essonte´galementvisiblesdanslongletWorks-pace.Noteraussiquelorsquelere´sultatducalculnestpasaecte´a`uneva-riable,ilestaect´ea`unevariablepard´efautnoteeans. ´ La commande qui sauve :helpsoitiblecess,acederteˆnefalsnaddeanmmco >>help doc soit sous formatHTMLnammedce`alaco,grˆadocenudrdumntereliafecos,idtiapt`tiarctreenemMatlab (enhauta`droite).Ilestaussipossiblederechercherunefonctiona`partirdunmotcle´,grˆace`ala commandelookfor3. Par exemple >>ceanriva(orkfool)Exercice 1.2Se documenter sur les variableswho,whos, etclear, et les es-sayer. QuitterMatlab: >>exit 1.1.2Gestiondesre´pertoires,chiers,... RelancerMatlabsnaDefalteˆnederoirtdereavtrl.aisenitsurtcoisncommande,testerlsiovedupe´eprtre pwdetlsces commandes sont egalement accessibles dans l’onglet “Current. Les informations obtenues via ´ Directory” . 3Alternative : utiliser le moteur de recherche deMatlabdisponible dans le help.
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