BİLGİSAYAR UYGULAMALARI Şırnak Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Güz Dönemi 1.Ders Arş.Gör. Eren DEMİR ve Arş.Gör. Veysel KIŞ (

Transkript

1 BİLGİSAYAR UYGULAMALARI Şırnak Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Güz Dönemi 1.Ders Arş.Gör. Eren DEMİR ve Arş.Gör. Veysel KIŞ ( )

2 Dersin Amacı ve Gerekçeleri DERSİN AMAÇLARI : Temel Düzeyde MATLAB kullanabilme ve program yazabilme becerileri kazandırma. DERS AMAÇLARINI GERÇEKLEŞTİRMEK İÇİN KULLANILAN ARAÇLAR: Ders anlatma, uygulama yaptırma, ödevler, ara sınav, dönem sonu sınavları. DERSİN ÇIKTILARI: Öğrenciler aşağıdakileri yapabilecektir: MATLAB simülasyon yazılımını etkin bir biçimde kullanabilme, kod yazabilme. Verilen bir mühendislik problemini koda dökerek analiz etme, gerekli program çıktılarını alabilme.

3 Bilgisayar Uygulamaları Ders Takvimi

4 Not Değerlendirmesi Vize Notunuzun %35 Ödev Notunuzun %15 Final Notunuzun %50 Bütünleme Sınavı

5 Uyulması Gerekenler Ödevler vaktinde teslim edilmelidir. Geç gelen ödevler kesinlikle değerlendirmeye alınmayacaktır. Derslerde cep telefonu ile uğraşmak, dersin amacı dışında gereksiz internette gezinmek, fotoğraf makinesi, video vb. kayıt cihazları kullanımı YASAKTIR. Hazırlayacağınız ödevlerde yararlanacağınız doküman için mutlaka kaynakça listesi oluşturulacak ve gerekli etik kurallarına uyulacaktır. Her öğrencinin dönemsel devamsızlık hakkı sadece 3 haftadır.

6 Kaynakçalar MATLAB An Introduction with Applications, Amos Gilat, Wiley 2016.

7 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri MATLAB teknik hesaplamalar için kullanılan oldukça güçlü bir yazılımdır. İsmi «MATrix LABoratory» kelimelerinin kısaltılmasıyla ortaya çıkmıştır. Programın en temel veri elemanı matrikslerden (array) oluşur. Matematiksel hesaplamalar, modelleme, simülasyon, veri analizi ve işleme, görselleştirme, grafik ve algoritma tasarımında kullanılabilir. Özellikle mühendislik bölümlerinde olmak üzere üniversitelerin matematik ve fen bilgisi alanlarında giriş ve ileri seviye derslerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Endüstri de ise araştırma, geliştirme ve tasarım da kullanılır. 7

8 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri Standart MATLAB programı bazı genel problemlerin çözümü için kullanılabilen fonksiyonlara sahiptir. Buna ek olarak, bazı özel problemlerin çözümü için tasarlanmış özel bir takım programların birleşiminden oluşan opsiyonel araç kutularına (toolboxes) sahiptir. Bazı örnek araç kutuları şunlardır: Sinyal İşleme, Kontrol Sistemleri, Haberleşme Sistemleri... MATLAB kullanıcıları genel olarak FORTRAN ve C gibi programlama dillerinin ön bilgisine sahip olan kişilerdir. Ancak MATLAB ın günümüzde popüler bir yazılım olmasıyla birlikte bir çok üniversitede artık bilgisayar programlamaya giriş dersi olarak da okutulmaktadır. 8

9 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri MATLAB programı ilk çalıştırıldığında varsayılan tasarımı ile karşımıza çıkar. 9

10 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri Program genel olarak HOME sekmesi seçili olarak kullanılır. PLOT sekmesi çizim işlemlerini yapmak için kullanılır. 10

11 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri APPS sekmesi ise MATLAB ın ek uygulamaları ve araç kutularını (toolboxes) açmak için kullanılır. 11

12 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri Varsayılan tasarımda genel olarak 4 pencere bulunur. Command Window En geniş pencedir. Current Folder Window Details Window Workspace Window Diğer pencereler ise; Editor Window Figure Window Help Window Command History Window 12

13 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri 13

14 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri Grafik komutları çalıştırıldığında Figür penceresi otomatik olarak açılır. 14

15 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri HOME sekmesinde New Script ikonuna tıklandığında veya New menüsünden Script seçildiğinde Editör penceresi açılır. 15

16 MATLAB a Giriş ve MATLAB Pencereleri HOME sekmesinde Help ikonuna tıkladığında Help Penceresi açılır. 16

17 Komut (Command) Penceresinde Çalışma Komut Penceresi MATLAB ın ana penceresidir ve komutları çalıştırmak için kullanılır. 17

18 Komut (Command) Penceresinde Çalışma Bir komut yazıldıktan sonra Enter tuşuna basıldığında komut çalıştırılır. Ancak her zaman en son yazılan komut çalışır. Bir satırda birden fazla komut yazılabilir. Aynı satırdaki komutların aynı anda çalışması için aralarına, (virgül) işareti yazılmalıdır. Enter tuşuna basıldığında komutlar soldan sağa doğru sırayla çalıştırılır. Klavyedeki (alt ok) ve (üst ok) tuşlarıyla daha önce yazılan komutlar arasında geçiş yapılabilir. Böylece gerekli olan durumlarda önce yazılan komutlar modifiye edilip tekrar çalıştırılabilir. Yazılan komut tek satıra sığmayacak uzunluktaysa... (üç nokta veya ellipsis) yazıldıktan sonra Enter tuşuna basılırsa, komutu bir sonraki satırdan yazmaya devam edilebilir. Bir komut satırı en fazla 4096 karakter alabilir. 18

19 Komut (Command) Penceresinde Çalışma Bir komutun sonuna ; (noktalı virgül) yazılırsa komut penceresinde o komuta ait herhangi bir çıktı görüntülenmez. Eğer çıktı sonucu açık ve net bir şekilde biliniyorsa veya çıktı sonucu çok uzun ise Bir satırda birden fazla komutun olduğu durumlarda komutlar arasında virgül yerine noktalı virgül yazılırsa o komutlara ait çıktı ekranda gösterilmez. Bir satırın başına % (yüzde) işareti yazılırsa o satır bir yorum satırı olarak tasarlanır. Enter tuşuna basmak ilgili komutu çalıştırmaz. Genel olarak komut penceresinde yoruma ihtiyaç duyulmaz ancak editör penceresinde bir program yazarken bazı yerlere tanımlama veya açıklama getirmek için kullanılabilir. 19

20 Komut (Command) Penceresinde Çalışma Komut satırına clc komutu yazılıp Enter a basıldığında komut penceresindeki herşey silinir. Ekrandaki komutların oldukça uzun ve karmaşık göründüğü durumlarda kullanılabilir. Ekrana clc komutu yazmak daha önce yazılan komutlarda herhangi bir değişiklik yapmaz, önceden tanımlı olan değişkenler olduğu gibi hafıza da kalır. Bu komutlara istenildiği zaman üst ok ve alt ok tuşlarıyla erişilebilir. Üst ok tuşuna basıldığında komut penceresi geçmişi açılır. Bu ekranda önceden girilen herhangi bir komut, komut penceresine taşınabilir, seçilebilir veya üstüne iki kez tıklanarak çalıştırılabilir. Komut penceresi geçmişindeki komutlardan bir veya birden fazlası seçilerek silinebilir. 20

21 Sayısal Değerler ile Aritmetik İşlemler Yapma Sol Bölme genellikle diziler ile işlem yaparken kullanılır. 21

22 Sayısal Değerler ile Aritmetik İşlemler Yapma Bir ifadede iki işlem aynı önceliğe sahip ise sırasıyla soldan sağa doğru işlem yapılır. Hesaplamada öncelik sırasını değiştirmek için parantezler kullanılabilir. 22

23 23

24 24

25 Basit Math Built-In Fonksiyonları 25

26 Basit Math Built-In Fonksiyonları 26

27 Basit Math Built-In Fonksiyonları 27

28 Basit Math Built-In Fonksiyonları 28

29 Basit Math Built-In Fonksiyonları Açıların radyan cinsinden ters trigonometrik fonksiyonları asin(x), acos(x), atan(x), acot(x) Açıların derece cinsinden ters trigonometrik fonksiyonları asind(x), acosd(x), atand(x), acotd(x) Hiperbolik trigonometrik fonksiyonları sinh(x), cosh(x), tanh(x), coth(x) pi =

30 Basit Math Built-In Fonksiyonları 30

31 Değişken Tanımlama ve Atama Değişken tanımlama ve atama işlemleri = (atama operatörü) ile yapılır. x=3*x-12 ifadesindeki = işareti eşitlik ifadesi olsaydı x in değerinin 6 olması gerekirdi. Ancak atama operatörü olduğu için sağ taraftaki ifadenin sonucu x e yazılmıştır. 31

32 Değişken Tanımlama ve Atama 32

33 Değişken Tanımlama ve Atama 33

34 Değişken Tanımlama ve Atama 34

35 Değişken Tanımlama ve Atama 35

36 Değişken Tanımlama ve Atama 36

37 Değişken İsmi Tanımlarken Uyulması Gerekenler Harf ile başlamalıdır. En fazla 63 karakter olmalıdır. Harf, rakam ve alt çizgi karakterlerini içerebilir. Vurgulama karakterlerini içeremez. (virgül, noktalı virgül vb..) MATLAB is case-sensitive. Büyük küçük harf duyarlılığı vardır. AA, Aa, aa ve aa 4 farklı değişken ismidir. Karakterler arası boşluğa izin verilmez. (yerine alt_çizgi kullanılabilir.) Math built-in fonksiyonlarının kullanımından kaçınılmalıdır. (cos, sin, sqrt, exp vb.) Bir fonksiyon ismi bir kez bir değişken için tanımlanmış ise o fonksiyon artık kullanılamaz. 37

38 Ön Tanımlı Değişkenler ve Anahtar Kelimeler MATLAB da 20 kelime değişik amaçlar için rezerve edilmiştir ve değişken ismi olarak kullanılamaz. Bu kelimeler şunlardır: Bu kelimeler yazıldığında mavi renk olur. Değişken ismi olarak tanımlandığında hata mesajı görüntülenir. Bu kelimeler iskeyword komutu yazılarak da görüntülenebilir. 38

39 Ön Tanımlı Değişkenler ve Anahtar Kelimeler Bir sayı değeri herhangi bir değişken ismine atanmamış ise MATLAB bu değeri varsayılan değişken olarak ans değişkenine atar ve ekranda gösterir. Bazı ön tanımlı değişkenler şöyledir: 39

40 Ön Tanımlı Değişkenler ve Anahtar Kelimeler Ön tanımlı değişkenler tekrardan herhangi bir değere tanımlanabilir. Ancak pi, eps ve inf gibi değişkenler bir çok uygulamada sıklıkla kullanıldığından genel olarak tekrardan tanımlama yapılmaz. Eğer program komplex sayı kullanımı yoksa i ve j değişkenleri de döngü tanımlamalarında kullanılabilir. 40

41 Değişken Yönetimi İçin Faydalı Komutlar 41

42 Script Dosyaları Komplex programlar yazmak gerektiğinde script dosyaları kullanılır. Komut pencersinde her zaman en son yazılan komut çalışır. Daha önce yazılan komutların çalışması ve bir sonuç döndermesi gerektiği durumlarda, her bir satırdaki kodun çalışması istenen durumlarda Script dosyaları kullanılır. Script dosyalarında program yazılabilir. Program yazımı için Script Dosyalarının kullanımı daha iyi bir yoldur. 42

43 Script Dosyaları Bir Script dosyası bir dizi MATLAB komutu demektir ve program olarak adlandırılır. Bir Script dosyası çalıştırıldığında, MATLAB komutları komut penceresinde çalıştırmış gibi yazıldığı sıra ile çalıştırır. Bir Script dosyası ekrana çıktı veren bir komut içerdiğinde, sonunda ; noktalı virgül olmayan komutlara ait çıktılar komut penceresinde gösterilir. Script dosyaları daha sonradan düzeltilip kaydedilebildiği için kullanımı daha uygundur. Script dosyaları herhangi bir text editör de düzenlenip tekrar MATLAB editörüne kopyalanabilir. Script dosyaları ayrıca M-files olarak da adlandırılır ve saklandığında.m uzantısıyla kaydedilir. 43

44 Script Dosyası Açma ve Kaydetme Home sekmesinden New Script ikonuna basarak açılır. 44

45 Script Dosyası Açma ve Kaydetme Home sekmesinden New Script ikonuna basarak açılır. 45

46 Script Dosyası Açma ve Kaydetme Bir Script dosyası çalıştırılmadan önce bilgisyara kaydedilmeli ve dosya ismi değişken ismi tanımla kurallarıyla aynı olmak koşuluyla göz önünde bulundurulmalıdır. Script çalıştırmak için Run ikonuna basılır veya komut penceresinden dosya ismi yazılır. Script in çalışması için dosyanın Mevcut Klasör (Current Folder) içerisinde olması gerekir. MATLAB ın dosyayı çalıştırabilmesi için öncelikle nerede saklandığını bilmesi gerekir. 46

47 Script Dosyası Açma ve Kaydetme Eğer çalıştırılmak istenen dosya Current Folder içinde değilse ekrana aşağıdaki uyarı gelir. 47

48 Script Dosyası Açma ve Kaydetme Current Folder aşağıdaki gibi değiştirilebilir. 48

49 Script Dosyası Açma ve Kaydetme Current Folder aşağıdaki gibi değiştirilebilir. 49

50 Örnek MATLAB Uygulamaları ÖRNEK 1: x yerine pi/5 koyarak aşağıdaki denklemin doğruluğunu ispatlayınız. 50

51 Örnek MATLAB Uygulamaları ÖRNEK 2: Aşağıdaki şekilde görünen 4 çember birbirlerine değdiği noktalarda birbirlerine teğetdir. C2 ve C4 daireleri arasındaki uzaklığı bulunuz. (R1= 16mm, R2=6.5mm, R3=12mm, R4=9.5mm olarak verilmiştir.) 51

52 Örnek MATLAB Uygulamaları ÖRNEK 2: C1C2C3 ve C1C4C3 üçgenlerinin tüm kenar uzunlukları bilindiğine göre, kosünüs teoreminden gama1 ve gama2 açıları bulunabilir. 52