WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 19 |
В серии: Библиотека ALT Linux Scilab Решение инженерных и математических задач Е. Р. Алексеев, О. В. Чеснокова, Е. А. Рудченко Москва ALT Linux; БИНОМ. Лаборатория знаний 2008 УДК 004.67 ББК 22.1 А47 Алексеев Е. Р.

А47 Scilab: Решение инженерных и математических задач / Е. Р. Алексеев, О. В. Чеснокова, Е. А. Рудченко. М. : ALT Linux ; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. 260 с. : ил. ; 8 с. цв. вклейки. (Библиотека ALT Linux).

ISBN 978-5-94774-890-1 Книга посвящена свободно распространяемому математическому пакету Scilab. Описаны графические возможности пакета (построение графиков и диаграмм), возможности программирования в среде пакета. Подробно рассмотрено решение математических задач (нелинейные уравнения и системы, задачи линейной алгебры, задачи оптимизации, дифференцирование и интегрирование, задачи обработки экспериментальных данных: интерполяция и аппроксимация, метод наименьших квадратов, обыкновенные дифференциальные уравнения и системы, уравнения в частных производных). К книге прилагается Live CD ALTLinux 4.0 Junior, содержащий программу Scilab 4.1.1.

Сайт книги:http://books.altlinux.ru/altlibrary/scilab Книга адресована студентам и преподавателям математических и инженерных специальностей и научным сотрудникам.

УДК 004.67 ББК 22.1 По вопросам приобретения обращаться:

БИНОМ. Лаборатория знаний (499) 157-52-72. E-mail: binom@Lbz.ru http://www.Lbz.ru Материалы, составляющие данную книгу, распространяется на условиях лицензии GNU FDL. Книга содержит следующий текст, помещаемый на первую страницу обложки: В серии “Библиотека ALT Linux”. Название: Scilab: Решение инженерных и математических задач.

Книга не содержит неизменяемых разделов. Авторы разделов указаны в заголовках соответствующих разделов. ALT Linux торговая марка компании ALT Linux. Linux торговая марка Линуса Торвальдса. Прочие встречающиеся названия могут являться торговыми марками соответствующих владельцев.

© Алексеев Е. Р., Чеснокова О. В., Рудченко Е. А., © ALT Linux, ISBN 978-5-94774-890-1 © БИНОМ. Лаборатория знаний, Оглавление Введение Глава 1. Пакет Scilab. Начало работы 1.1 Установка Scilab на ПК........................ 1.2 Среда Scilab.............................. 1.3 Основные команды главного меню Scilab.............. Глава 2. Основы работы в Scilab 2.1 Текстовые комментарии....................... 2.2 Элементарные математические выражения............. 2.3 Переменные в Scilab.......................... 2.4 Системные переменные Scilab.................... 2.5 Ввод вещественного числа и представление результатов вычислений.............................. 2.6 Функции в Scilab........................... Глава 3. Массивы и матрицы в Scilab. Решение задач линейной алгебры 3.1 Ввод и формирование массивов и матриц............. 3.2 Действия над матрицами....................... 3.3 Специальные матричные функции.................. 3.4 Символьные матрицы и операции над ними............ 3.5 Решение систем линейных алгебраических уравнений....... Глава 4. Построение двумерных графиков 4.1 Функция plot.............................. 4.2 Построение нескольких графиков в одной системе координат.. 4.3 Построение нескольких графиков в одном графическом окне.. 4.4 Функция plot2d............................ 4.5 Оформление графиков при помощи функции plot......... 4.6 Оформление графиков при помощи функции plot2d....... 4 Оглавление 4.7 Построение точечных графиков................... 4.8 Построение графиков в виде ступенчатой линии.......... 4.9 Построение графиков в полярной системе координат....... 4.10 Построение графиков функций, заданных в параметрической форме................................. 4.11 Режим форматирования графика.................. Глава 5. Построение трехмерных графиков в Scilab 5.1 Функции plot3d и plot3d1....................... 5.2 Функции meshgrid, surf и mesh.................... 5.3 Функции plot3d2 и plot3d3...................... 5.4 Функции param3d и param3d1.................... 5.5 Функция contour............................ 5.6 Функция contourf........................... 5.7 Функция hist3d............................ 5.8 Примеры построения некоторых трехмерных графиков в Scilab. Глава 6. Нелинейные уравнения и системы в SCILAB 6.1 Алгебраические уравнения...................... 6.2 Трансцендентные уравнения..................... 6.3 Системы уравнений.......................... Глава 7. Численное интегрирование и дифференцирование 7.1 Интегрирование по методу трапеций................ 7.2 Интегрирование по квадратуре.................... 7.3 Интегрирование внешней функции................. 7.4 Приближенное дифференцирование, основанное на интерполяционной формуле Ньютона................ 7.5 Вычисление производной функции в точке. Приближенное вычисление частных производных.................. Глава 8. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений Глава 9.



Программирование в Scilab 9.1 Основные операторы sci-языка.................... 9.2 Обработка массивов и матриц в Scilab............... 9.3 Работа с файлами в Scilab...................... 9.4 Пример программы в Scilab..................... 9.5 Функции в Scilab........................... Глава 10. Создание графических приложений в среде Scilab 10.1 Работа с графическим окном.................... 10.2 Динамическое создание интерфейсных элементов. Описание основных функций.......................... Оглавление Глава 11. Обработка экспериментальных данных 11.1 Метод наименьших квадратов.................... 11.2 Интерполяция функций........................ Глава 12. Решение дифференциальных уравнений в частных производных 12.1 Общие сведения о дифференциальных уравнениях в частных производных.............................. 12.2 Использование метода сеток для решения параболических уравнений в частных производных.................. 12.3 Использование метода сеток для решения гиперболических уравнений............................... 12.4 Использование метода сеток для решения эллиптических уравнений............................... Глава 13. Решение задач оптимизации 13.1 Поиск минимума функции одной переменной........... 13.2 Поиск минимума функции многих переменных.......... 13.3 Решение задач линейного программирования........... Глава 14. Задания для самостоятельной работы в Scilab 14.1 Задания по теме Массивы и матрицы в Scilab......... 14.2 Задания по теме Построение двумерных графиков....... 14.3 Задания по теме Построение трехмерных графиков...... 14.4 Задания по теме Нелинейные уравнения и системы...... 14.5 Задания по теме Обработка экспериментальных данных... 14.6 Задания по теме Решение задач оптимизации......... Предметный указатель Литература Сведения об авторах Введение Авторы давно хотели написать книгу, посвященную инженерным и научным расчетам с помощью свободно распространяемых программ. Мы остановили свой выбор на свободно распространяемой системе компьютерной математики Scilab.

Scilab предназначен для выполнения инженерных и научных вычислений. По своим возможностям пакет Scilab сопоставим с известным математическим пакетом Mathcad, а по своему интерфейсу похож на пакет MATLAB. Однако при этом пакет Scilab свободно распространяемая программа, а значит бесплатная для конечного пользователя. Существуют версии Scilab для различных операционных систем: для ОС Linux, ОС семейства Windows (в том числе и для MS Windows Vista) и даже для MacOS. На момент написания книги последней была версия пакета 4.1.1. Именно на базе ее и была написана книга. Последнюю версию пакета всегда можно скачать на официальном сайте программыwww.scilab.org.

К сожалению очень мало русскоязычной литературы, посвященной Scilab. Вообще отсутствуют книги на русском языке для пользователей, начинающих осваивать пакет. Написанная авторами книга призвана заполнить этот пробел. Авторы рекомендуют два русскоязычых сайта, посвященные пакету Scilab:

• сайты авторов книгиhttp://scilab.land.ru,http://teacher.dn-ua.com, на которыx можно найти большинство материалов книги в форматахodtиpdf.

• сайт М. И. Павловойhttp://www.csa.ru/~zebra/my_scilab/index.html, с которого, собственно, и началось знакомство авторов книги с пакетом.

Много ссылок на литературу на разных языках можно найти на странице официального сайта Scilab http://www.scilab.org/publications/index_ publications.phppage=books.html.

Входной язык системы Scilab позволяет не только использовать встроенные команды, но и разрабатывать собственные визуальные приложения.

Файлы с расширением odt текстовые документы в стандартном формате Open Document, их можно редактировать с помощью многих программ, шире всего для этого используется офисный пакет OpenOffice.org (http://ru.openoffice.org).

Введение В книге на практических примерах рассмотрены основные принципы работы в Scilab. Книга состоит из тринадцати глав и приложения.

Первая глава является своеобразным введением в Scilab. В ней описаны основные возможностей пакета, системные требования к компьютеру и операционной системе, уделено внимание особенностям установки Scilab 4.1.1 на ПК. Кроме того, глава знакомит читателя со средой пакета и его главным меню.

Вторая глава посвящена основам работы в среде Scilab. Описана работа с переменными, основные операции и функции.

В третьей главе описана работа с массивами и матрицами в Scilab, рассматриваются возможности Scilab при решении задач линейной алгебры.

В четвёртой главе речь идет о графических возможностях Scilab. Подробно описаны возможности пакета для построения двумерных графиков в декартовой и полярной системах координат, а также графиков, заданных параметрически.

Рассмотрены возможности форматирования двумерных графиков.

Возможности пакета для работы с трехмерными графиками описаны в пятой главе.

Шестая глава знакомит читателя с различными способами решения нелинейных уравнений и систем в Scilab.

В седьмой главе внимание уделено вычислительным методам интегрирования и дифференцирования, а в восьмой главе описано решение обыкновенных дифференциальных уравнений.

Девятая глава посвящена возможностям программирования в системе Scilab.

Подробно описаны все операторы встроенного в Scilab языка программирования.

Глава содержит большое количество примеров программ.

Десятая глава познакомит читателя с визуальным программированием.





В ней изложены необходимые сведения об объектах и способах работы с ними.

В одиннадцатой главе описаны задачи обработки результатов эксперимента.

В двенадцатой главе речь идет о дифференциальных уравнениях в частных производных, описан метод сеток численного решения дифференциальных уравнений в частных производных и представлена его реализация в Scilab.

В тринадцатой главе вниманию читателя представлены задачи оптимизации функций одной и многих переменных без ограничений, а так же задачи линейного программирования.

В приложении приведены задания для самостоятельного решения.

Мы надеемся, что книгу можно будет использовать при изучении курсов информатики, вычислительной математики и др.

К книге прилагается CD диск.

Авторы благодарят компанию ALT Linux и лично Кирилла Маслинского за возможность издать книгу, посвященную пакету Scilab.

Е. Р. Алексеев, О. В. Чеснокова, Е. А. Рудченко Донецк, сентябрь, Глава Пакет Scilab. Начало работы Scilab это система компьютерной математики, которая предназначена для выполнения инженерных и научных вычислений, таких как:

• решение нелинейных уравнений и систем;

• решение задач линейной алгебры;

• решение задач оптимизации;

• дифференцирование и интегрирование;

• обработка экспериментальных данных (интерполяция и аппроксимация, метод наименьших квадратов);

• решение обыкновенных дифференциальных уравнений и систем.

Кроме того, Scilab предоставляет широкие возможности по созданию и редактированию различных видов графиков и поверхностей.

Несмотря на то, что система Scilab содержит достаточное количество встроенных команд, операторов и функций, отличительная ее черта это гибкость.

Пользователь может создать любую новую команду или функцию, а затем использовать ее наравне со встроенными. К тому же, система имеет достаточно мощный собственный язык программирования высокого уровня, что говорит о возможности решения новых задач.

1.1. Установка Scilab на ПК 1.1 Установка Scilab на ПК Свободно распространяемую версию пакета вместе с полной документацией на английском языке можно получить на сайте программыwww.scilab.org.

Существуют версии Scilab для операционных систем Windows и Linux. Они имеют некоторые отличия в названиях пунктов главного меню, но команды пакета в обеих версиях идентичны.

1.1.1 Установка Scilab под управлением Windows Рассмотрим особенности установки пакета для операционной системы Windows. Для того, чтобы установить Scilab-4.1.1 на ПК, необходимо обратиться к одноименному выполняемому файлу, после чего начнет свою работу Мастер установки. В первом окне Мастера установки нужно выбрать язык (английский или французский) и нажать кнопку OK для продолжения установки.

Следующее окно является информационным. Пользователь получает сообщение о том, что на его компьютер будет установлен пакет Scilab версии 4.1.1 и рекомендацию закрыть другие приложения перед установкой. Для перехода к третьему окну Мастера установки используют кнопку Next. В этом окне следует принять условия лицензионного соглашения (I accept the agreement) и нажать клавишу Next для продолжения. На следующем этапе пользователю будет предложено выбрать путь для установки пакета. По умолчанию это папка C:\Program Files\scilab-4.1.1. Другой путь можно установить при помощи кнопки Browse.... Кроме того, в этом окне выводится информация о количестве места на выбранном диске, требуемого для установки стандартного набора компонентов системы. Нажатие кнопки Next приведет к появлению диалогового окна, представленного на рис. 1.1. Здесь пользователю будет предложено выбрать один из четырех типов установки:

• установка по умолчанию (Installation Default);

• полная установка (Full installation);

• компактная установка (Compact installation);

• установка выбранных компонентов (Custom installation).

Далее будет приведен список компонентов, соответствующих выбранному типу установки. Переход к следующему окну Мастера установки осуществляется с помощью кнопки Next.

Следующее окно мастера установки сообщает пользователю о том, что после установки в меню Пуск будет создан ярлык, предназначенный для запуска Scilab. По умолчанию ему будет присвоено имя scilab-4.1.1. Изменить параметры ярлыка в меню Пуск можно при помощи кнопки Browse.... Нажатие кнопки 10 Глава 1. Пакет Scilab. Начало работы Рис. 1.1. Окно выбора компонентов для установки Scilab Next приведет к появлению следующего окна, в котором Мастер установки предложит список дополнительных задач, доступных после установки. Для переходя к следующему шагу также необходимо выбрать Next.

Перед началом установки Мастер выдает краткий отчет о параметрах установки. Выбор кнопки Install приведет к началу процесса установки. Процесс установки Scilab заключается в копировании файлов системы на жесткий диск. Контролировать его пользователь может с помощью так называемого линейного индикатора. Завершается процесс установки появлением информационного окна.

Нажатие кнопки Next приведет к последнему шагу, где у пользователя будет возможность установить единственную опцию Launch scilab. Если этот параметр активен, то Scilab запустится сразу после нажатия кнопки Finish, иначе запуск можно произвести из главного меню (Пуск – Программы – scilab-4.1.1) или с помощью ярлыка на рабочем столе (рис. 1.2).

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 19 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.