Возможности систем MATLAB

Возможности ранних версий MATLAB

Уже первые, ориентированные на Microsoft Windows, версии системы (MATLAB 4.x) обладали мощными средствами выполнения научно-технических вычислений и их визуализации. В их числе задание и применение обычных векторов и матриц, разреженных матриц, многомерных массивов, массивов ячеек и структур. Уже системы MATLAB 5.* обладали обширными возможностями в визуализации результатов вычислений и имели десятки пакетов расширения. Однако, поскольку эти возможности детально описывались в книгах [1—9] мы опустим их описание и отметим возможности только новейших реализаций MATLAB.

Ввиду множества особенностей интерфейса последующих версий системы MATLAB и дополнения их многими новыми функциями и возможностями, отражение их в данной книге стало не целесообразным. «Любителям старины», пользующимся версиями MATLAB 4.*/5.*, вряд ли стоит приобретать данную книгу, если, конечно, они не планируют все же перейти на более новые версии системы.

Возможности версий MATLAB 6.0/6.1

Версия системы MATLAB 6.0 не только позволяет заменить предшествующие версии, но и характеризуется целым рядом новых и важных возможностей:

• • доведенное до более чем 600 число встроенных функций и команд;
• • новый интерфейс с набором инструментов для управления средой, включающий в себя окно команд (Command Window), окно истории команд (Command History), браузер рабочей области (Workspace Browser) и редактор массивов (Array Editor);
• • новые инструменты, позволяющие при помощи мыши интерактивно редактировать и форматировать графики, оптимизировать их коды и затраты памяти на графические команды и атрибуты;
• • улучшенные алгоритмы на основе оптимизированной библиотеки LAPACK;
• • новая библиотека FFTW (быстрых преобразований Фурье) Массачусетского технологического института;
• • ускоренные методы интегральных преобразований;
• • новые, более мощные и точные алгоритмы интегрирования дифференциальных уравнений и квадратур;
• • новые современные функции визуализации: вывод на экран двумерных изображений, поверхностей и объемных фигур в виде прозрачных объектов;
• • новая инструментальная панель Camera для управления перспективой и ускорение вывода графики с помощью OpenGL;
• • новый интерфейс для вызова Java-процедур и использования Java-объектов непосредственно из MATLAB;
• • новые, современные инструменты проектирования графического пользовательского интерфейса;
• • обработка (регрессия, интерполяция, аппроксимация и вычисление основных статистических параметров) графических данных прямо из окна графики;
• • новое приложение MATLAB для системы разработки Visual Studio, позволяющее автоматически, непосредственно из Microsoft Visual Studio, преобразовывать Си и Си++ коды в выполняемые MATLAB файлы (МЕХ-файлы);
• • интеграция с системами контроля версий кода, такими как Visual Source Safe;

• • новый интерфейс (последовательный порт) для обмена данными с внешним оборудованием из MATLAB;
• • новый пакет управления измерительными приборами (Instrument Control ToolBox) для обмена информацией с приборами, подключенными к Каналу общего пользования (GPIB, HP-IB, IEEE-488) или к шине VXI через адаптер VXI — GP1B (только в версиях для Windows и Sun Solaris) и последовательному интерфейсу RS-232, RS-422, RS-485 (также и для Linux-версии), в том числе в соответствии со стандартом VISA (Virtual Instruments Systems Application — Применение виртуальных измерительных приборов);
• • существенно обновленные пакеты расширения, в частности, новые версии пакета моделирования динамических систем Simulink 4 и Real Time Workshop 4;
• • интеграция с системами управления потребностями, например, DOORS.

Поставляемый с системой MATLAB 6.0 новый пакет расширения Simulink 4 также имеет ряд новинок. Они перечислены ниже по категориям.

Усовершенствование пользовательского интерфейса:

• • новый графический отладчик для интерактивного поиска и диагностики ошибок в модели;
• • усовершенствован навигатор моделей (Model Browser, Windows 95/98/Ме/ 2000/NT4);
• • новый однооконный режим для открытия подсистем;
• • контекстное меню для блок-диаграмм (открывается щелчком правой кнопки мыши) как в Windows, так и в Unix версиях;
• • новый диалог Finder для поиска моделей и библиотек.

Simulink поступает к пользователям с более 100 встроенными блоками, в состав которых входят наиболее необходимые функции моделирования. Блоки сгруппированы в библиотеки в соответствии с их назначением: источники сигнала, приемники, дискретные, непрерывные, нелинейные, математика, функции и таблицы, сигналы и системы. В дополнение к обширному набору встроенных блоков Simulink имеет расширяемую библиотеку блоков благодаря функции создания пользовательских блоков и библиотек.

Реализованы новые и улучшенные возможности блоков:

• • наряду с существовавшей ранее поддержкой скалярных и векторных сигналов обеспечена поддержка матричных сигналов многими блоками Simulink;
• • блоки Product, Multiplication, Gain и Math Function теперь поддерживают матричные операции на матричных сигналах;
• • Мих и Demux блоки теперь поддерживают мультиплексирование матричных сигналов;
• • новый блок Reshape изменяет размер матрицы своего входного сигнала;
• • блок Probe теперь по умолчанию выводит размер матрицы сигнала, подаваемого на вход;
• • новый блок Bitwise Logical Operator (логические операции по битам) накладывает маску, инвертирует или производит логические операции с отдельными битами целочисленного сигнала без знака;
• • четыре новых блока Look-Up Table (просмотра таблиц);
• • новый Polynomial блок выводит полиномиальную функцию от входного сигнала.

Расширенная поддержка для крупных приложений:

• • новые объекты данных Simulink позволяют создавать специфические для приложений типы данных MATLAB;
• • новый графический пользовательский интерфейс Simulink Explorer для наблюдения и редактирования объектов данных Simulink;
• • усовершенствование блока Configurable Subsystems (конфигурируемые подсистемы);
• • новое меню выбора блока конфигурируемой подсистемы;
• • поддержка защиты интеллектуальной собственности с помощью S-функ-ций, позволяющая не передавать исходный код S-функций (требуется Real-Time Workshop 4.0 (Лаборатория реального времени));
• • поддержка S-функций, кодируемых на языке ADA (требуется новый отдельный пакет Real Time Workshop Ada Coder);
• • улучшенная интеграция co Stateflow — пакетом инструментов моделирования систем, управляемых событиями, значительно усовершенствованный Stateflow Coder для генерации кода;
• • run-time сервер MATLAB для запуска программ MATLAB без установленной системы MATLAB;
• • улучшенная версия хРС Embedded Target для записи генерируемого кода не только на переносимые носители, но и в постоянные запоминающие устройства, твердотельные диски и на жесткий диск управляющего компьютера. Наряду с хРС поддерживаются другие платформы встроенных управляющих систем, включая VxWorks/Tornado (причем как UNIX, так и Windows хостом с MATLAB), Real Time Windows Target; Lynx Embedded OSEK Target, стандартизированную в автомобилестроении, DOS Target на управляющем компьютере Intel386 и старше (последняя только со снятым с производства компилятором Watcom Си/Си++ для DOS и несовместима с приложениями Windows). Но возможность работы без хоста с системой MATLAB (Stand-Alone) имеется только в хРС;
• • поддержка хРС Target стандартной полевой шины промышленной автоматизации CAN, возможность синхронизации хРС сигналами, поступающими по этой шине;
• • web-сервер, встроенный в хРС Target, позволяющий осуществлять управление встроенными компьютерами и просмотр их состояния при помощи браузеров Интернета (Microsoft Explorer 4.0 и старше и Netscape Navigator 4.5 и старше).

Все это говорит о том, что двенадцатый выпуск системы (MATLAB 6.0 + Simulink 4.0 + Stateflow 4.0 +...) подвергся не косметической, а самой серьезной переработке, выдвигающей эту систему на новый уровень развития и применения.

Вышедшая вслед за MATLAB 6.0 версия MATLAB 6.1 претерпела несущественные изменения. В нее, в частности, добавлены всего три новые функции — одна по обработке строк и две по реализации звуковых возможностей. Однако существенно обновился набор пакетов расширения этой системы. Тем не менее считать MATLAB 6.1 новой реализацией нельзя и не случайно MathWorks объявила MATLAB 6.1 лишь модификацией MATLAB 6.0.