[ 선형대수 : Matlab ] Ch ap 2: 매트랩 환경

[선형대수:Matlab]Chap 2: 매트랩환경 최 윤 정

학습차례 • 매트랩 시작하기 • 매트랩의 창 • 매트랩으로 문제 해결하기 • 작업 결과를 저장하기 MATLAB for Engineers

학습목표 지난시간에 했습니다. • 매트랩 프로그램을 시작하여 명령창에서 간단한 문제를 푼다. • 매트랩의 행렬 사용법을 이해한다. • 다양한 매트랩 창의 이름을 알고 사용한다. • 간단한 행렬을 만들고 사용한다. • 변수의 이름과 사용법을 이해한다. • 매트랩에서 연산의 순서를 이해한다. • 매트랩에서 스칼라와 배열, 행렬 계산 사이의 차이점을 이해한다. • 수를 부동소수점 수 형식이나 과학표기법으로 표현할 수 있다. • 명령창에서 숫자를 표시하는 데 사용하는 형식을 조정할 수 있다. • 매트랩 세션에서 사용된 변수의 값을 저장한다. • M-파일에 일련의 명령을 저장한다. MATLAB for Engineers

2.1 매트랩 시작하기 MATLAB for Engineers

Command Window →명령을 입력한다. MATLAB for Engineers

명령창을 계산기처럼 사용할 수 있다. 연산순서는 표준 연산규칙을 그대로 따른다. MATLAB for Engineers

31쪽에 있는 계산을 해봅시다. MATLAB for Engineers

실습문제 2.1을 풀어봅시다. (32쪽) MATLAB for Engineers

2.2 매트랩의 창(window) • 매트랩에는 많은 창이 있고 필요시 자동으로 열린다 Command Window MATLAB for Engineers

명령창: Command Window MATLAB for Engineers

명령창: Command Window • 계산노트(scratch pad)처럼 사용 • 일단 명령을 타이핑하고 엔터키를 치고 나면 되돌릴 수 없음. • 명령을 바꾸려면 명령을 고쳐서 다시 내리거나 화살표 키를 사용하여 앞서 내린 명령을 불러내서 고친 다음에 엔터키를 치면 된다. MATLAB for Engineers

명령기록창: Command History Window Command History Window MATLAB for Engineers

명령기록창:Command History Window • 명령창에서 내린 명령들을 기록함. • 명령창에서clc명령을 내리면 명령창의 내용이 클리어된다. 하지만 명령 기록창에 기록된 명령들은 그대로 유지된다. • 명령기록창에 기록된 명령을 명령창으로 전달하는 방법 • 명령어를 더블클릭한다. • 명령어를 드래그하여 명령창으로 끌고 간다. • 34쪽 따라해보세요 MATLAB for Engineers

작업공간창: Workspace Window Workspace Window MATLAB for Engineers

작업공간창: Workspace Window • 사용자가 명령창에서 만든 변수를 추적할 수 있도록 그 변수에 대한 다음 정보를 간직하고 있음. • Name • Value • Class • Size • Bytes • Name표시줄을 오른쪽 마우스로 클릭하여 어떤 항목의 정보를 표시할지 선택할 수 있다. • 명령창에서 만든 변수들은 작업공간창에 수록된다. MATLAB for Engineers

다음 명령을 타이핑해보자.(35~36쪽) 스칼라 Scalar 벡터 Vector 행렬 Matrix whos 명령과 clear 명령에 대해서도 알아보자. MATLAB for Engineers

현재 디렉터리창:Current Directory Window • 현재 디렉터리 창에는 파일의 목록이 표시된다. • 매트랩으로 파일을 불러들일 때나 정보를 저장할 때는 현재 디렉터리를 사용한다. MATLAB for Engineers

현재 디렉터리창:Current Directory Window MATLAB for Engineers

문서창: Document Window • 작업공간창에 있는 변수를 더블클릭하면 자동적으로 문서창이 뜨는데, • 여기에는 배열 편집기(array editor)가 포함되어 있다. • 배열 편집기에서 변수의 값을 바꿀 수 있다. MATLAB for Engineers

문서창: Document Window Document Window MATLAB for Engineers

세미콜론을 붙이면 화면에 출력이 표시되는 것을 막을 수 있다. 다음 명령을 타이핑해보자.(40쪽) 그래프를 그리는 명령을 내리면 그림창이 자동적으로 나타난다. 매트랩으로는 그래프를 아주 쉽게 그릴 수 있다. MATLAB for Engineers

편집창: Editing Window • 편집창을 이용하면 명령어들을 곧바로 실행하지 않고 저장한 다음에 실행할 수 있다. • 편집창을 여는 방법 • 도구표시줄의 file 메뉴 선택 • new file 아이콘 클릭 MATLAB for Engineers

도구표시줄의 file 메뉴나 new file 아이콘을 눌러서 편집창을 열 수 있다. MATLAB for Engineers

Save and Run 편집창에서 명령어들을 입력한 다음에 Save and Run 아이콘을 눌러 이들을 차례로 실행할 수 있다. MATLAB for Engineers

2.3 매트랩으로 문제 해결하기 • 지금까지 매트랩으로 간단한 문제를 몇 개 풀어보았다. • 이제 매트랩으로 조금 더 복잡한 문제를 푸는 방법을 알아보자. MATLAB for Engineers

변수 (Variable) • 사용자는 변수에 원하는 값을 할당할 수 있다. • A=3 • 이제 변수 A에는 3이라는 값이 할당되어 있다 • 앞으로 변수 A를 사용하여 여러 가지 계산을 할 수 있다. MATLAB for Engineers

변수의 이름을 만드는 규칙 • 변수 이름은 문자로 시작해야 한다. • 중간에는 문자, 숫자, 밑줄(_)을 사용할 수 있다. • 대문자와 소문자는 서로 구별된다. • 예약어(keyword)는 사용할 수 없다. MATLAB for Engineers

iskeyword명령을 사용하면 어떤 예약어들이 있는지 알 수 있다. iskeyword ans = 'break' 'case' 'catch' 'continue' 'else' 'elseif' 'end' 'for' 'function' 'global' 'if' 'otherwise' 'persistent' 'return' 'switch' 'try' 'while' MATLAB for Engineers

매트랩 내장함수의 이름을 변수이름으로 사용할 수는 있다. 그렇지만… • 매트랩에서 내장하고 있는 함수 이름을 변수의 이름으로 다시 지정할 수는 있지만 이렇게 하는 것은 좋지 않다. • 매트랩에는sin이라는 내장 함수가 있다. • sin = 3이라고 하면 sin이라는 변수에 3이 할당되므로 이 다음부터는 sin을 함수로 더 이상 쓸 수 없다. MATLAB for Engineers

실습문제 2.2 x MATLAB for Engineers

매트랩에서 사용되는 기본 데이터 형은 행렬(Matrix)이다. • 여러 개의 숫자를 행과 열에 배치하여 하나로 묶을 수 있다. • 스칼라(Scalar): 값 한 개 • 행과 열이 하나인 행렬(1×1행렬) • 벡터(Vector): 1차원 행렬 • 행 한 줄, 또는 열 한 줄로 된 행렬 • 행렬(Matrix): 2차원 행렬 • 행과 열로 된 행렬 MATLAB for Engineers

Command Prompt Result 스칼라 연산 • 매트랩을 계산기처럼 사용할 수 있다. >> 9 + 10 ans=19 MATLAB for Engineers

할당 연산자(=) • 다음 명령을 타이핑하면 a=1+2 변수 a 에 1+2 를 계산한 값이 할당된다. MATLAB for Engineers

= 기호는 수학에서는 등호이지만 컴퓨터에서는 할당연산자라는 것에 주의!! • x=3+5 • 수학에서는 양변이 서로 같다는 뜻 • 컴퓨터에서는 변수 x에 3+5의 값을 할당한다는 뜻 (좀 더 정확히 말하면 x라는 이름이 붙어있는 메모리 위치에 3+5라는 값을 집어넣으라는 뜻) MATLAB for Engineers

=의 두 가지 의미가 그렇게 다른 것인가? • 물론이다!!! • x=x+1 • 수학에서는 틀린 식!! 그러나, • 컴퓨터에서는 x라는 이름의 메모리 위치에 있는 값에 1을 더한 다음, 그 값을 다시 x라는 이름의 메모리 위치에 넣으라는 뜻. MATLAB for Engineers

연산 순서 • 수학에서 사용하는 규칙을 그대로 따른다. • 계산기 사용할 때와 마찬가지이다. • 괄호 먼저 • 거듭제곱(Exponentiation) • 곱셈/나눗셈 • 덧셈/뺄셈 MATLAB for Engineers

연산 순서 5*(3+6) = 45 5*3+6 = 21 빈칸은 무시되지만 잘 못사용하면 에러를 유발한다. !! = 21 5*3 + 6 MATLAB for Engineers

괄호 • ( ) 만 사용된다. • { } 와 [ ]는 계산에는 사용되지 않는다. • 곱셈할 때 괄호만 해 주어서는 안 된다. 5 * (3+4) 은 5(3+4) 과 다르다. MATLAB for Engineers

왼쪽에서 오른쪽으로 계산한다. 5*6/6*5 = 25 5*6/(6*5) = 1 MATLAB for Engineers

연습: 원기둥의 표면적 구하기 h = 10 h : height r = 5 r : radius MATLAB for Engineers

다음 명령을 차례로 타이핑해봅시다.(47쪽) MATLAB for Engineers

Example 2.1 [문제] 풍동(wind tunnel)에서 공기의 질량을 구한다. • PV=nRT • n=m/MW MATLAB for Engineers

1. 문제를 명확히 나타낸다. • 풍동에서 공기의 질량을 구한다. MATLAB for Engineers

2. 입력과 출력을 표시한다. • 입력 • 부피 V=1000 m3 • 온도 T=300 K • 압력 P=100 kPa • 분자질량 MW=29 kg/mol • 기체상수 R=8.314 kPa m3/kmol K • 출력 • 질량 m[kg]=? MATLAB for Engineers

3. 손이나 계산기로 문제를 미리 풀어본다. MATLAB for Engineers

4. 매트랩으로 문제를 푼다. • 손으로 푼 과정을 참고하면서 매트랩으로 문제를 풀어본다.(교재 52쪽) MATLAB for Engineers

5. 풀이를 검사한다. • 손으로 계산한 결과와 일치하는지 확인 • 이치에 맞는 답인지 확인 MATLAB for Engineers

배열 연산 • 매트랩을 성능 좋은 계산기정도로 사용할 수도 있지만 매트랩의 진가는 행렬(또는 배열)로 만들어 계산하는 데 있다. • 지금부터 행렬과 배열을 만들어보자. MATLAB for Engineers

괄호안에 숫자들을 쳐 넣으면 행 벡터를 만들 수 있다. MATLAB for Engineers

[ 선형대수 : Matlab ] Ch ap 2: 매트랩 환경

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