Практичні запитання 1.1. Які сучасні програми математичного моделювання використовуються для побудови та дослідження моделей систем? Побудова та дослідження моделей систем ефективно здійснюються у середовищах сучасних програм математичного моделювання з використанням бібліотеки математичних програм Netlib , мов програмування високого рівня, а також схемотехнічних САПР таких, як Micro-Cap, OrCAD та System View. Особливо ефективним є використання мови програмування високого рівня, призначеної для виконання технічних обчислень, Matlab. Отримані при цьому моделі легко інтегруються до бібліотеки Netlib та бібліотеки пакету Matlab. 1.2. Що таке Netlib? Netlib - сховище програмного забезпечення для наукового обчислення, що обслуговується AT&T, Лабораторії Bell, Університет Tennessee і Дубова Національна Лабораторія[1]Ridge. Netlib охоплює великий ряд окремих програм і бібліотек. Більшість з коди пишеться у фортрані, з деякими програмами на інших мовах. Сховище Netlib містить вільно доступне програмне забезпечення, документи, і бази даних інтересу до числового, наукового обчислення, і інші суспільства. Сховище обслуговують AT&T Лабораторії Bell, Університет Tennessee і Дубова Національна Лабораторія Ridge, і колегами по всьому світу. Збори повторюються на декількох сайтах у всьому світі, автоматично синхронізував, аби надати надійну і network ефективну послугу до глобального суспільства. 1.3. Які типи та формати даних підтримуються в Matlab? Matlab допускає використання як дійсних, так і комплексних чисел, при цьому оголошення типу даних не вимагається. Для запису комплексних чисел використовуються символи і та j. Наприклад, 1.5+2.3*і. У середовищі Matlab також визначена змінна типу string. Така змінна є довільним текстовим фрагментом, записаним в апострофах, причому розрізняють верхні та нижні символи. Текст запам'ятовусться у вигляді вектора, а кожний знак тексту становить окремий елемент такого вектора. Наприклад, запис s='student' є текстовою змінною s=student. Певні математичні функції можуть генерувати значення типу нескінченність, яке в Matlab визначається, як inf або Inf (результат операції - число/0) та невизначеність - пап або Nan (результат операції - 0/0). В середовищі Matlab використовуються значення змінних рі та eps, які визначає точність розрахунку (за замовчуванням eps=2~52). Matlab не вимагає оголошення не лише типу даних, але й їх розміру. Ім'я змінної може складатися з довільної комбінації літер і цифр, але не більше 19 знаків, розпочинатися з літери, причому в імені розрізняється велика і мала літери. Тому літери С і с можуть визначати дві різні змінні. Дані можуть бути подані як у скалярній, так і матричній формі. Для виводу даних у середовищі Matlab доступними є такі формати: short - дозволяє виводити 5 значущих цифр числа; long - дозволяє виводити 15 значущих цифр числа; short e -формат числа з плаваючою комою і 5 значущими цифрами; long є - формат числа з плаваючою комою і 15 значущими цифрами; short g - забезпечує вивід 5 значущих цифр як у форматі з фіксованою, так і плаваючою комою; long g - забезпечує вивід 15 значущих цифр як у форматі з фіксованою, так і плаваючою комою; hex - шістнадцяткова система числення; format + - друкування символів +, - або пробілу для додатних, від'ємних елементів та нуля відповідно . Уявна частина числа ігнорується. 1.4. Як записати математичний вираз на мові Matlab? Стандартно прийнято, що всі вирази в Matlab записуються за допомогою малих літер, а звертання до них з використанням великих літер трактується, як помилка. Как и большинство других языков программирования, MATLAB предоставляет возможность использования математических выражений, но в отличие от многих из них, эти выражения в MATLAB включают матрицы. Например, num_students = 25 создает матрицу 1x1 с именем num_students и сохраняет значение 25 в ее единственном элементе. запис х=А\В відповідає розв'язку системи алгебричних рівнянь Ах=В, а запис х=А/В - розв'язкові системи алгебричних рівнянь хА=В. Операція піднесення матриці А до n-го степеня (А^п) виконується перемноженням матриці А n разів. 1.5. Яке призначення тулбоксу Neural Networks? Neural Networks містить засоби для проектування, моделювання, навчання та використання відомих штучних нейронних мереж. Засоби можна використовувати для розв’язання різноманітних задач, зокрема таких, як обробка сигналів, розпізнавання зображень, ідентифікація, нелінійне керування, підвищення швидкодії комп’ютерів та ін. До складу тулбоксу входять більше 150 різних функцій, утворюючи своєрідну макромову програмування, яка дозволяє користувачу створювати, навчати та використовувати різні нейронні мережі 1.6. Що таке робоче вікно Matlab? Це вікно для вводу виводу даних, для створення, контролю і відлагоджування M-файлів і програм в MATLAB. 1.7. Як створити нову програму на мові Matlab? Для формування нової програми необхідно послідовно натиснути на піктограми File, New та M-File і створити так званий М-файл . М-файлами називаються файли, що містять написані користувачем програми мовою програмування Matlab, які виконують певні операції. 1.8. Як вивести графік функції в Matlab? Щоб вивести графік потрібно спочатку створити масиви вихідних даних. Далі за допомогою функції plot(x,y) відбудеться побудова графіку, де х,y масиви вхыдних даних. 1.9. Як здійснюється моделювання системи на мові Matlab? Нажав на кнопку run і ппц йде моделювання! 2.1.Які сучасні програми математичного моделювання використовуються для побудови та дослідження моделей систем? Scilab, MATLAB, Micro-Cap 2.2. Яке призначення тулбоксу Neural Networks? Neural Network Toolbox забезпечує побудову та дослідження штучних нейронних мереж. Дає змогу використовувати різні алгоритми їх навчання. Реалізує різні типи нейронів та пейронних мереж. Кожний нейрон описується вектором ваг, зміщенням та активаційною функцією. Зв'язок з тулблксом Simulink дозволяє використовувати навчені штучні нейронні мережі, як окремі блоки, в моделях систем. Набір інструментів Neural Networks містить засоби для проектування, моделювання, навчання та використання відомих штучних нейронних мереж. Засоби можна використовувати для розв’язання різноманітних задач, зокрема таких, як обробка сигналів, розпізнавання зображень, ідентифікація, нелінійне керування, підвищення швидкодії комп’ютерів та ін. До складу тулбоксу входять більше 150 різних функцій, утворюючи своєрідну макромову програмування, яка дозволяє користувачу створювати, навчати та використовувати різні нейронні мережі. Сюди входять активаційні функції, функції навчання нейронних мереж, налагоджування шарів нейронів, одновимірної оптимізації, ініціалізації шарів та зміщень, створення нейронних мереж, перетворення входів мережі, ваг та відстаней, розміщення нейронів (топологічні функції), використання нейронних мереж, графічні та інші функції. 2.3. Як запустити програму в кодах Matlab? Програма на мові Matlab запускається шляхом натискання піктограм Debug та Run . При цьому перед запуском програма повинна бути записана у вигляді M-файлу. 2.4. Для чого призначений тулбокс Simulink? Simulink є підпрограмою моделювання, проведення розрахунків і аналізу динамічних систем. Вона підтримує роботу з лінійними і нелінійними, неперервними та дискретними системами та їх комбінацією. За допомогою Simulink можна конструювати моделі аналогових, дискретних і гібридних динамічних систем та розв'язувати задачі їх аналізу. В Simulink можна моделювати системи, шо мають декілька входів і виходів. Отримані в Simulink моделі легко інтегруються до бібліотеки програми Matlab. У складі цієї бібліотеки розроблені моделі можна використовувати та досліджувати при різних формах сигналів як автономно, так і в сукупності з іншими моделями. Ввід моделей в Simulink та їх аналіз здійснюються з використанням таких бібліотек: Sources (джерел сигналів), Sinks (виводу результатів), Continuous (неперервних систем), Discontinuous (розривних систем), Discrete (дискретних систем), Linear (лінійних блоків), Nonlinear (нелінійних блоків), Connections (з'єднань), Functions & Tables (таблично заданих трансцендентних функцій, виразів і функцій), Math (математичних, логічних операцій та операцій відношення), Signals & Systems (систем і підсистем). 2.5. Як створити нову модель в середовищі Simulink? Для створення нової моделі у середовищі Simulink вибирається команда Model з підменю New меню File головного меню Simulink або натискається піктограма New Model на інструментальній панелі Library Browser. В результаті з’являється вікно, призначене для формування моделей Simulink . Після того, як Simulink відкриє нове вікно для моделювання, необхідно помістити в нього блоки, що формують модель. Доцільним є переміщення вікна моделювання так:, щоб можна було б бачити одночасно і бібліотеки блоків. Функціональні блоки переносяться з бібліотеки у вікно моделей тулбоксу Simulink за допомогою миші. 2.6. Як запускається модель в середовищі Simulink? Запуск режиму моделювання. Після того, як визначені параметри розрахунку для створеної моделі, Simulink готовий розпочати її розрахунок. Запуск функціонування моделі в середовищі Simulink здійснюється шляхом натискання піктограм Simulation та Start або використання комбінації клавіш Ctrl-T. Після виконання команди Start відбувається зміна пункту меню Simulation і з'являється команда Stop. Зупинити розрахунок моделі можна вибором Stop меню Simulation або натиснувши Ctrl-T, як і для початку моделювання. Для тимчасового припинення моделювання вибирають команду Pause меню Simulation. Після вибору цієї команди відбувається зміна пункту меню на Continue. Для продовження припиненого моделювання вибирають команду Continue. 2.7. Назвати та пояснити основні кроки алгоритму створення моделі в середовищі Simulink. Створення моделі. Файл існуючої моделі в середовище Simulink може бути завантажений шляхом натискання піктограми Open головного меню Simulink. Для редагування існуючої блок-схеми моделі потрібно або натиснути піктограми Open на інструментальній панелі Library Browser, або команду Open меню File головного меню Simulink, а потім вибрати чи ввести ім'я файлу моделі, що буде редагуватися, або ввести ім'я файлу моделі (без розширення .mdl) у вікні команди Matlab. Модель при цьому повинна знаходитись у поточному каталозі або в каталозі, який зазначений у шляху. Для створення нової моделі у середовищі Simulink вибирається команда Model з підменю New меню File головного меню Simulink або натискається піктограма New Model на інструментальній панелі Library Browser. В результаті з’являється вікно, призначене для формування моделей Simulink . Після того, як Simulink відкриє нове вікно для моделювання, необхідно помістити в нього блоки, що формують модель. Доцільним є переміщення вікна моделювання так:, щоб можна було б бачити одночасно і бібліотеки блоків. Функціональні блоки переносяться з бібліотеки у вікно моделей тулбоксу Simulink за допомогою миші.