it-labs/ТЕМА1/report.md

Отчет по теме 1

Мокеев Никита, А-03-24

1 Изучение размещения компонентов графического интерфейса и главного меню среды GNU Octave

2 Настройка текущего каталога

Нажал на окно рядом с Текущая папка: и установил путь к папке ТЕМА1:

3 Настройка командного окна

Нажал на "Окно" и отметил галочками нужные закладки:

4 Установка путей

В главном меню нажал "Правка"+"Установить путь" и добавил пути к папкам ТЕМА1 и ТЕМА2:

5 Изучение работы со справкой

• "Справка"+"Документация"+"На диске" -> GNU Octave Manual -> Function Index
• Команда help. Пример работы команды:

>> help randn
'randn' is a built-in function from the file libinterp/corefcn/rand.cc

 -- X = randn (N)
 -- X = randn (M, N, ...)
 -- X = randn ([M N ...])
 -- X = randn (..., "single")
 -- X = randn (..., "double")
 -- V = randn ("state")
 -- randn ("state", V)
 -- randn ("state", "reset")
 -- V = randn ("seed")
 -- randn ("seed", V)
 -- randn ("seed", "reset")
     Return a matrix with normally distributed random elements having
     zero mean and variance one.

     The arguments are handled the same as the arguments for ‘rand’.

     By default, ‘randn’ uses the Marsaglia and Tsang "Ziggurat
     technique" to transform from a uniform to a normal distribution.

     The class of the value returned can be controlled by a trailing
     "double" or "single" argument.  These are the only valid classes.

     Reference: G. Marsaglia and W.W. Tsang, ‘Ziggurat Method for
     Generating Random Variables’, J. Statistical Software, vol 5, 2000,
     <https://www.jstatsoft.org/v05/i08/>

     See also: rand, rande, randg, randp.

Additional help for built-in functions and operators is
available in the online version of the manual.  Use the command
'doc <topic>' to search the manual index.

Help and information about Octave is also available on the WWW
at https://www.octave.org and https://octave.discourse.group/c/help/

• Для дополнительно подгружанемых пакетов "Справка"+"Пакеты Octave"

6 Создание матриц и векторов

• Создал матрицу A со случайными, нормально распределенными элементами, с 4 строками и 6 столбцами:

>> A=randn(4,6)
A =

  -8.8652e-04  -1.0071e+00   2.6421e+00   3.8636e-01  -7.3431e-01  -1.5501e+00
  -4.9683e-01   1.0487e+00   1.1767e+00   1.4078e+00   5.8390e-01  -6.8323e-01
  -1.3548e+00   6.6523e-01  -1.3285e-01   6.6288e-01   4.4201e-01  -1.9994e-01
  -8.7788e-01   7.6938e-01  -5.0126e-01   5.2538e-01  -2.4666e-01   2.1566e-01

• Создал матрицу B 4 на 7 со случайными элементами, равномерно распределенными в диапазоне от 0 до 1:

>> B=rand(4,7)
B =

   0.7970   0.1010   0.7218   0.3126   0.4221   0.6251   0.7380
   0.7449   0.2626   0.9508   0.9491   0.7637   0.5634   0.2042
   0.1526   0.4856   0.1360   0.3862   0.6602   0.1868   0.8259
   0.3730   0.9549   0.7369   0.6055   0.6335   0.9687   0.4128

• Создал вектор C с целыми числами от 4 до 27:

>> C=4:27
C =

    4    5    6    7    8    9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27

• Создал символьный вектор H:

>> H='This is a symbols vector'
H = This is a symbols vector

• Создал вектор-строку L с 2 комплексными элемантами:

>> L=[-2+23.1j,3-5.6j]
L =

   -2.0000 + 23.1000i    3.0000 -  5.6000i

7 Выполнение операций

• Преобразование матрицы C в матрицу с 6 столбцами:

>> D=reshape(C,[],6)
D =

    4    8   12   16   20   24
    5    9   13   17   21   25
    6   10   14   18   22   26
    7   11   15   19   23   27

• Матричное перемножение B и A с транспонированием матрицы B:

>> E=B'*A
E =

  -0.905003   0.366963   2.775023   1.653730  -0.174901  -1.694415
  -1.626754   1.231418   0.032795   1.232379   0.058296  -0.227191
  -1.304200   0.927556   2.638398   2.094717  -0.096503  -1.636723
  -1.526554   1.403175   1.587962   2.031026   0.345964  -1.079674
  -1.830334   1.302351   1.608475   2.008629   0.271495  -1.171358
  -1.383938   0.830841   1.804013   1.667391  -0.286397  -1.182251
  -1.583318   0.337804   1.873541   1.336895  -0.159519  -1.359576

• Создание матрицы путём "горизонтального" соединения матриц A и B:

>> F=[A,B]
F =

 Columns 1 through 10:

  -8.8652e-04  -1.0071e+00   2.6421e+00   3.8636e-01  -7.3431e-01  -1.5501e+00   7.9703e-01   1.0102e-01   7.2181e-01   3.1263e-01
  -4.9683e-01   1.0487e+00   1.1767e+00   1.4078e+00   5.8390e-01  -6.8323e-01   7.4488e-01   2.6265e-01   9.5078e-01   9.4908e-01
  -1.3548e+00   6.6523e-01  -1.3285e-01   6.6288e-01   4.4201e-01  -1.9994e-01   1.5260e-01   4.8561e-01   1.3603e-01   3.8621e-01
  -8.7788e-01   7.6938e-01  -5.0126e-01   5.2538e-01  -2.4666e-01   2.1566e-01   3.7305e-01   9.5489e-01   7.3688e-01   6.0547e-01

 Columns 11 through 13:

   4.2208e-01   6.2507e-01   7.3803e-01
   7.6366e-01   5.6337e-01   2.0416e-01
   6.6017e-01   1.8683e-01   8.2585e-01
   6.3355e-01   9.6867e-01   4.1280e-01

• Поэлементное перемножение матриц А и D:

>> G=A.*D
G =

  -3.5461e-03  -8.0569e+00   3.1705e+01   6.1818e+00  -1.4686e+01  -3.7201e+01
  -2.4841e+00   9.4381e+00   1.5297e+01   2.3933e+01   1.2262e+01  -1.7081e+01
  -8.1286e+00   6.6523e+00  -1.8598e+00   1.1932e+01   9.7243e+00  -5.1984e+00
  -6.1452e+00   8.4632e+00  -7.5188e+00   9.9823e+00  -5.6732e+00   5.8229e+00

• Поэлементное деление элементов матриц G на 4.5:

>> M=G./4.5
M =

  -7.8802e-04  -1.7904e+00   7.0455e+00   1.3737e+00  -3.2636e+00  -8.2670e+00
  -5.5203e-01   2.0973e+00   3.3993e+00   5.3184e+00   2.7249e+00  -3.7957e+00
  -1.8064e+00   1.4783e+00  -4.1330e-01   2.6515e+00   2.1610e+00  -1.1552e+00
  -1.3656e+00   1.8807e+00  -1.6709e+00   2.2183e+00  -1.2607e+00   1.2940e+00

• Поэлементное возведение в степень элементов матрицы D:

>> DDD=D.^3
DDD =

      64     512    1728    4096    8000   13824
     125     729    2197    4913    9261   15625
     216    1000    2744    5832   10648   17576
     343    1331    3375    6859   12167   19683

• Cоздание логической матрицы, совпадающей по размерам с D и с элементами по заданному условию:

>> DL=D>=20
DL =

  0  0  0  0  1  1
  0  0  0  0  1  1
  0  0  0  0  1  1
  0  0  0  0  1  1

• Превращение матрицы в вектор-столбец:

>> Dstolb=D(:)
Dstolb =

    4
    5
    6
    7
    8
    9
   10
   11
   12
   13
   14
   15
   16
   17
   18
   19
   20
   21
   22
   23
   24
   25
   26
   27

8 Изучение стандартных функций

Математические функции:

• Корень:

>> B1=sqrt(B)
B1 =

   0.8928   0.3178   0.8496   0.5591   0.6497   0.7906   0.8591
   0.8631   0.5125   0.9751   0.9742   0.8739   0.7506   0.4518
   0.3906   0.6969   0.3688   0.6215   0.8125   0.4322   0.9088
   0.6108   0.9772   0.8584   0.7781   0.7960   0.9842   0.6425

• Натуральный логарифм:

>> B2=log(B)
B2 =

  -0.226865  -2.292455  -0.325995  -1.162730  -0.862562  -0.469892  -0.303766
  -0.294538  -1.336935  -0.050472  -0.052261  -0.269637  -0.573819  -1.588831
  -1.879965  -0.722345  -1.994860  -0.951385  -0.415259  -1.677569  -0.191340
  -0.986048  -0.046156  -0.305325  -0.501751  -0.456419  -0.031827  -0.884786

• Синус:

>> B3=sin(B)
B3 =

   0.7153   0.1008   0.6607   0.3076   0.4097   0.5852   0.6728
   0.6779   0.2596   0.8139   0.8129   0.6916   0.5340   0.2027
   0.1520   0.4667   0.1356   0.3767   0.6133   0.1857   0.7351
   0.3645   0.8163   0.6720   0.5691   0.5920   0.8241   0.4012

Операции с матрицами:

• Длина матрицы(количество столбцов):

>> k=length(B1)
k = 7

• Размер матрицы:

>> nm=size(B1)
nm =

   4   7

• Количество элементов в матрице:

>> elem=numel(B1)
elem = 28

• Вектор линейного интервала:

>> NN=linspace(11.5,34.1,20)
NN =

 Columns 1 through 15:

   11.500   12.689   13.879   15.068   16.258   17.447   18.637   19.826   21.016   22.205   23.395   24.584   25.774   26.963   28.153

 Columns 16 through 20:

   29.342   30.532   31.721   32.911   34.100

• Матрица из единиц:

>> FF=ones(2,4)
FF =

   1   1   1   1
   1   1   1   1

• Матрица из нулей:

>> GG=zeros(5)
GG =

   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0

• Диагональ матрицы:

>> B1D=diag(B1)
B1D =

   0.8928
   0.5125
   0.3688
   0.7781

• Диагональная матрица из вектора:

>> DB=diag(B1D)
DB =

Diagonal Matrix

   0.8928        0        0        0
        0   0.5125        0        0
        0        0   0.3688        0
        0        0        0   0.7781

• Сортировка в столбцах:

>> BS1=sort(B)
BS1 =

   0.1526   0.1010   0.1360   0.3126   0.4221   0.1868   0.2042
   0.3730   0.2626   0.7218   0.3862   0.6335   0.5634   0.4128
   0.7449   0.4856   0.7369   0.6055   0.6602   0.6251   0.7380
   0.7970   0.9549   0.9508   0.9491   0.7637   0.9687   0.8259

• Сортировка по 2 стобцу:

>> BS2=sortrows(B,2)
BS2 =

   0.7970   0.1010   0.7218   0.3126   0.4221   0.6251   0.7380
   0.7449   0.2626   0.9508   0.9491   0.7637   0.5634   0.2042
   0.1526   0.4856   0.1360   0.3862   0.6602   0.1868   0.8259
   0.3730   0.9549   0.7369   0.6055   0.6335   0.9687   0.4128

• Сумма каждого столбца:

>> DS1=sum(D)
DS1 =

    22    38    54    70    86   102

• Сумма каждой строки:

>> DS2=sum(D,2)
DS2 =

    84
    90
    96
   102

• Произведение по столбцам:

>> DP1=prod(D)
DP1 =

      840     7920    32760    93024   212520   421200

• Определитель:

>> dt=det(A*A')
dt = 30.417

• Обратная матрица:

>> dinv=inv(A*A')
dinv =

   0.195493  -0.178920   0.018720   0.280781
  -0.178920   0.512852  -0.507281   0.032452
   0.018720  -0.507281   1.652127  -1.325540
   0.280781   0.032452  -1.325540   2.074159

9 Работа с индексацией элементов матриц

• Элемент 3 строки 5 столбца:

>> D1=D(3,5)
D1 = 22

• Часть строки 3 строки с 4 по последний столбцы:

>> D2=D(3,4:end)
D2 =

   18   22   26

• Кусок матрицы:

>> D3=D(2:3,3:5)
D3 =

   13   17   21
   14   18   22

• Элементы с 16 по 20 место(по столбцам сверху вниз):

>> D4=D(16:20)
D4 =

   19   20   21   22   23

• Смешанная матрица( 3,4 строки; 1,3,6 столбцы):

>> D5=D(3:4,[1,3,6])
D5 =

    6   14   26
    7   15   27

10 Управляющие конструкции

• Цикл по перечислению:

>> Dsum=0
Dsum = 0
>> for i=1:6
Dsum=Dsum+sqrt(D(2,i))
endfor
Dsum = 2.2361
Dsum = 5.2361
Dsum = 8.8416
Dsum = 12.965
Dsum = 17.547
Dsum = 22.547

• Цикл пока выполняется условие:

>> Dsum2=0;i=1
i = 1
>> while(D(i)<22)
Dsum2=Dsum2+sin(D(i))
i=i+1
endwhile
Dsum2 = -0.7568
i = 2
Dsum2 = -1.7157
i = 3
Dsum2 = -1.9951
i = 4
Dsum2 = -1.3382
i = 5
Dsum2 = -0.3488
i = 6
Dsum2 = 0.063321
i = 7
Dsum2 = -0.4807
i = 8
Dsum2 = -1.4807
i = 9
Dsum2 = -2.0173
i = 10
Dsum2 = -1.5971
i = 11
Dsum2 = -0.6065
i = 12
Dsum2 = 0.043799
i = 13
Dsum2 = -0.2441
i = 14
Dsum2 = -1.2055
i = 15
Dsum2 = -1.9565
i = 16
Dsum2 = -1.8066
i = 17
Dsum2 = -0.8937
i = 18
Dsum2 = -0.057011
i = 19

• Условие if:

>> if(D(3,5)>=20)
printf('D(3,5)>=20')
else
printf('D(3,5)<20')
endif
D(3,5)>=20

11 Использование графических функций

• Функция построения графиков:

>> graphics_toolkit('gnuplot')
>> plot(D(1,:),B([2,4],1:6))

• Функция расчета и построения гистограммы:

>> graphics_toolkit('gnuplot')
>> hist(A(:),6)

• Функция pie():

>> graphics_toolkit('gnuplot')
>> pie(C)

• Функция bar():

>> graphics_toolkit('gnuplot')
>> bar(C)

12 Работа с текстовым редактором

Нажал «Файл»+ «Создать»+«Создать сценарий», в окно редактора перенёс команды из пункта 9, сохранил в файле Prog1.m.

Вывод программы:

>> Prog1

D1 = 22
D2 =

   18   22   26

D3 =

   13   17   21
   14   18   22

D4 =

   19   20   21   22   23

D5 =

    6   14   26
    7   15   27

13 Сохранение и загрузка переменных

В главном меню выбрал «Файл» + «Сохранить область переменных» и сохранил содержимое области переменных в файле Perem. Вышел и запустил систему заново. Текущей папкой выбрал ТЕМА1. Выбрал «Файл» + «Загрузить область переменных» и восстановил содержимое из файла Perem.