Matlab und Octave

Was ist MATLAB?

MATLAB (aus dem englischen MATrix LABoratory) ist ein Software-Paket für numerische Berechnungen. Es zeichnet sich durch die ausgesprochene Effizienz in der Durchführung von Operationen der Linearen Algebra, welche wiederum die Grundlage für die meisten numerischen Berechnungsmethoden sind. Weitere Merkmale sind

• die offene Struktur: praktisch jede enthaltene Funktion, ausgenommen die Grundoperationen der Linearen Algebra, kann vom Benutzer modifiziert werden;
• die thematische Gruppierung von Funktionen die je nach Bedürfnis dazu-gekauft werden können;
• die direkte Kopplung an eine graphische Programmieroberfläche für Simulationen (Simulink);
• die Möglichkeit der Einbettung von C- oder Fortran-programmierten Routinen.

Matlab starten

Du kannst Matlab auf jedem Linux-Rechner des Physik-Instituts starten. Tippe dafür in der Shell

matlab &

Das & am Ende der Zeile ist natürlich freiwillig. Nach der Unix-Einführung weisst du nun ja, was das nützt.

Nachdem Matlab gestartet hat, sollte dein Fenster etwas so aussehen

Im Eingabefenster kannst du nun deine Befehle und Rechnungen eintippen. Analog zur Befehlseingabe in der Shell. Tippe 1+1 um zu kontrollieren, dass Matlab dieser Aufgabe gewachsen ist.

Anschliessend kannst du Matlab mit exit oder quit wieder beenden.

Matlab ohne GUI starten

Die graphische Oberfläche von Matlab bietet viele nützliche Funktionen. Sie braucht aber auch einige Systemressourcen. Dies ist insbesondere dann lästig, wenn du über eine ssh-Verbindung arbeiten möchtest (dazu später mehr). Die graphische Oberfläche macht aber auch das starten von Matlab langsam. Für einfache Dinge lohnt es sich deshalb meist Matlab ohne GUI zu starten:

matlab -nodesktop

Matlab startet so interaktiv in der Shell. Diesen Job also nicht im Hintergrund laufen starten.

Octave

Der Kern von Matlab ist proprietäre Software. Um Matlab zu nutzen brauchst du deshalb eine Lizenz von Mathworks. Die UZH hat eine "floating network" Lizenz für 157 Nutzer. Diese Lizenz gilt für das gesamte Netzwerk der Uni und nicht für einzelne Computer. An der Uni können also 157 Nutzer gleichzeitig mit Matlab arbeiten. Egal an welchen Computern sie sitzen.

Mehr Infos zu den Matlab-Lizenzen findest du auf der Seite der Informatikdienste.

Auf den Linux-Rechnern am Physik-Institut ist neben Matlab auch die freie Alternative Octave installiert. Octave ist weitestgehend mit Matlab kompatibel und als freie Software bestehen keinerlei Einschränkungen wie du die Octave benutzen darfst. Starte Octave mit

octave

und kontrolliere, dass auch in Octave 1+1 = 2 gilt.

Wie du siehst ist für Octave kein GUI installiert. Das sollte dich aber nicht davon abhalten Octave zu benutzen. Du kannst diesen Kurs sowohl mit Matlab wie auch mit Octave durchführen. Dinge die nur mit einem der beiden Programme funktionieren, sind entsprechend markiert.

Wie ein Taschenrechner

Du kannst Matlab und Octave anstelle eines Taschenrechners für einfache Aufgaben verwenden. Versuche zum Schluss dieses Blockes ein paar einfache Rechnungen. Im Folgenden ein paar Vorschläge.

Aufgaben

1. 21 + 21
2. 14 * 3
3. 756 / 18
4. 50 - 8
5. sqrt(1764)
6. 6^2 + 6

Die letzte Aufgabe kannst du auf zwei Arten eingeben. Entweder du tippst alles in eine Zeile, oder du berechnest erst 6^2 und verwendest anschliessend ans um mit dem Resultat weiter zu rechnen.

Lösung Anzeigen

21 + 21 14 * 3 756 / 18 50 - 8 sqrt(1764) 6^2 + 6 %oder 6^2 ans + 6

Einfache Variablen

Du kannst in deinen Rechnungen natürlich auch Variablen verwenden:

a = 10 b = 6 3*a+2*b

Vordefinierte Symbole

Die wichtigsten, mathematischen Konstanten sind automatisch definiert:

> i % besser 1i ans = 0 + 1i > pi ans = 3.1416 > e % nur octave ans = 2.7183

Wenn du Variablen definierst, solltest du es vermeiden diese Symbole zu überschreiben. Wenn du die Komplexe Einheit meinst, solltest du deshalb immer 1i verwenden. eine Variable kann nicht mit einer Zahl beginnen, so dass dieser Ausdruck auch noch eindeutig ist, wenn du eine Variable i definiert hast.