lectures proceeding
This commit is contained in:
parent
d7b28b9dcf
commit
07677d2526
299
programming/lectures/variables_datatypes.tex
Normal file
299
programming/lectures/variables_datatypes.tex
Normal file
@ -0,0 +1,299 @@
|
|||||||
|
\documentclass{beamer}
|
||||||
|
\usepackage{xcolor}
|
||||||
|
\usepackage{listings}
|
||||||
|
\usepackage{pgf}
|
||||||
|
%\usepackage{pgf,pgfarrows,pgfnodes,pgfautomata,pgfheaps,pgfshade}
|
||||||
|
%\usepackage{multimedia}
|
||||||
|
|
||||||
|
\usepackage[english]{babel}
|
||||||
|
\usepackage{movie15}
|
||||||
|
\usepackage[latin1]{inputenc}
|
||||||
|
\usepackage{times}
|
||||||
|
\usepackage{amsmath}
|
||||||
|
\usepackage{bm}
|
||||||
|
\usepackage[T1]{fontenc}
|
||||||
|
\usepackage[scaled=.90]{helvet}
|
||||||
|
\usepackage{scalefnt}
|
||||||
|
\usepackage{tikz}
|
||||||
|
\usepackage{ textcomp }
|
||||||
|
\usepackage{soul}
|
||||||
|
\usepackage{hyperref}
|
||||||
|
\definecolor{lightblue}{rgb}{.7,.7,1.}
|
||||||
|
\definecolor{mygreen}{rgb}{0,1.,0}
|
||||||
|
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
\mode<presentation>
|
||||||
|
{
|
||||||
|
\usetheme{Singapore}
|
||||||
|
\setbeamercovered{opaque}
|
||||||
|
\usecolortheme{tuebingen}
|
||||||
|
\setbeamertemplate{navigation symbols}{}
|
||||||
|
\usefonttheme{default}
|
||||||
|
\useoutertheme{infolines}
|
||||||
|
% \useoutertheme{miniframes}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
\AtBeginSection[]
|
||||||
|
{
|
||||||
|
\begin{frame}<beamer>
|
||||||
|
\begin{center}
|
||||||
|
\Huge \insertsectionhead
|
||||||
|
\end{center}
|
||||||
|
% \frametitle{\insertsectionhead}
|
||||||
|
% \tableofcontents[currentsection,hideothersubsections]
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5
|
||||||
|
|
||||||
|
\setbeamertemplate{blocks}[rounded][shadow=true]
|
||||||
|
|
||||||
|
\title[]{Scientific Computing -- Grundlagen der Programmierung }
|
||||||
|
\author[]{Jan Grewe\\Abteilung f\"ur Neuroethologie\\
|
||||||
|
Universit\"at T\"ubingen}
|
||||||
|
|
||||||
|
\institute[Wissenschaftliche Datenverarbeitung]{}
|
||||||
|
\date{12.10.2015 - 06.11.2015}
|
||||||
|
%\logo{\pgfuseimage{../../resources/UT_BM_Rot_RGB.pdf}}
|
||||||
|
|
||||||
|
\subject{Einf\"uhrung in wissenschaftliche Datenverarbeitung}
|
||||||
|
|
||||||
|
\titlegraphic{
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.5\linewidth]{../../resources/UT_WBMW_Rot_RGB}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
%%%%%%%%%% configuration for code
|
||||||
|
\lstset{
|
||||||
|
basicstyle=\ttfamily,
|
||||||
|
numbers=left,
|
||||||
|
showstringspaces=false,
|
||||||
|
language=Matlab,
|
||||||
|
commentstyle=\itshape\color{darkgray},
|
||||||
|
keywordstyle=\color{blue},
|
||||||
|
stringstyle=\color{green},
|
||||||
|
backgroundcolor=\color{blue!10},
|
||||||
|
breaklines=true,
|
||||||
|
breakautoindent=true,
|
||||||
|
columns=flexible,
|
||||||
|
frame=single,
|
||||||
|
captionpos=b,
|
||||||
|
xleftmargin=1em,
|
||||||
|
xrightmargin=1em,
|
||||||
|
aboveskip=10pt
|
||||||
|
}
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
\newcommand{\mycite}[1]{
|
||||||
|
\begin{flushright}
|
||||||
|
\tiny \color{black!80} #1
|
||||||
|
\end{flushright}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
\input{../../latex/environments.tex}
|
||||||
|
\makeatother
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{document}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[plain]
|
||||||
|
\frametitle{}
|
||||||
|
\vspace{-1cm}
|
||||||
|
\titlepage % erzeugt Titelseite
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Grundlagen der Programmierung}
|
||||||
|
\frametitle{Resourcen}
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item Kursmaterialien auf Ilias
|
||||||
|
\url{https://ovidius.uni-tuebingen.de/ilias3/goto.php?target=crs_1090903&client_id=pr02}
|
||||||
|
\item Wintersemester 2015--2016 $\rightarrow$ 7
|
||||||
|
Mathematisch--Naturwissenschaftliche Fakult\"at $\rightarrow$ Biologie
|
||||||
|
$\rightarrow$ Biologie -- Master $\rightarrow$ Neurobiologie
|
||||||
|
$\rightarrow$ W1 Einf\"uhrung in die wissenschaftliche
|
||||||
|
Datenverarbeitung\pause
|
||||||
|
\item Einloggen mit Uni-Kennung und Passwort
|
||||||
|
\item Zugriff auf den Kurs mit dem geheimen Passwort ``Spikes'' \pause
|
||||||
|
\item Ladet eure L\"osungen in den entsprechenden Ordner hoch.
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Grundlagen der Programmierung}
|
||||||
|
\framesubtitle{Themen Woche 1}
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item MATLAB Entwicklungsumgebung
|
||||||
|
\item Variablen und Datentypen
|
||||||
|
\item Vektoren und Matrizen
|
||||||
|
\item Boolesche Operationen
|
||||||
|
\item Kontrollstrukturen
|
||||||
|
\item Was ist ein Programm, Stil und Kommentare
|
||||||
|
\item Vom Problem zum Algorithmus
|
||||||
|
\item Skripte und Funktionen
|
||||||
|
\item Graphische Darstellung von Neuro Daten, PSTH, Rasterplot
|
||||||
|
\item Fortgeschrittene Datenstrukturen
|
||||||
|
\item String Parsing
|
||||||
|
\item Lesen und schreiben von Dateien, Navigation im Dateisystem
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Grundlagen der Programmierung}
|
||||||
|
\frametitle{Themen Woche 1}
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.8\columnwidth]{./images/wueste}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Grundlagen der Programmierung}
|
||||||
|
\frametitle{Themen Woche 1}
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.8\columnwidth]{./images/ski_wueste}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Grundlagen der Programmierung}
|
||||||
|
\frametitle{Tagesmen\"u}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item [] Vormittag
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item Die MATLAB Entwicklungsumgebung \& Das Hilfesystem
|
||||||
|
\item Variablen und Datentypen
|
||||||
|
\item Skalare, Vektore und Matrizen
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\item [] Nachmittag:
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item \"Ubungen
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[plain]
|
||||||
|
\huge{1. MATLAB\textsuperscript{\textregistered} IDE \& das Hilfesystem\\
|
||||||
|
--- ein etwas gr\"o{\ss}erer Taschenrechner ---}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[plain]
|
||||||
|
\huge{2. Variablen und Datentypen}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Grundlagen der Programmierung}
|
||||||
|
\framesubtitle{Variablen}
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.2\columnwidth]{./images/bucket.png}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Grundlagen der Programmierung}
|
||||||
|
\framesubtitle{Variablen}
|
||||||
|
\huge"Eine Variable ist ein Platz im Speicher."
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.8\columnwidth]{./images/variable.pdf}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Variablen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Datentypen}
|
||||||
|
\begin{itemize}
|
||||||
|
\item \textit{integer} - Ganze Zahlen. Hier gibt es mehrere
|
||||||
|
Unterarten, die wir in Matlab (meist) ignorieren k\"onnen.
|
||||||
|
\item \textit{double} - Flie{\ss}kommazahlen.
|
||||||
|
\item \textit{complex} - Komplexe Zahlen.
|
||||||
|
\item \textit{logical} - Boolesche Werte, die als wahr
|
||||||
|
(\textit{true}) oder falsch (\textit{false}) interpretiert werden.
|
||||||
|
\item \textit{char} - ASCII Zeichen
|
||||||
|
\end{itemize}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Variablen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Datentypen}
|
||||||
|
\only<1>{
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.8\columnwidth]{./images/variable.pdf}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
\only<2>{
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.8\columnwidth]{./images/variableB.pdf}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Variablen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Erzeugen von Variablen und Wertezuweisung}
|
||||||
|
\scriptsize
|
||||||
|
\begin{lstlisting}[label=varListing1]
|
||||||
|
>> y = []
|
||||||
|
y =
|
||||||
|
[]
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> x = 38
|
||||||
|
x =
|
||||||
|
38
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\normalsize
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
%\subsection{Calculations with variables}
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Variablen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Rechnen mit Variablen}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}[label=varListing2]
|
||||||
|
>> x = 1;
|
||||||
|
>> x + 10
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
11
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> x % x wurde nicht veraendert
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
1
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> y = 2;
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> x + y
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
3
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> z = x + y
|
||||||
|
z =
|
||||||
|
3
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> z = z * 5;
|
||||||
|
>> z
|
||||||
|
z =
|
||||||
|
15
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
%\subsection{\"Ubungen}
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Variablen}
|
||||||
|
\framesubtitle{\"Ubungen 1}
|
||||||
|
|
||||||
|
\Large{Es ist Zeit f\"ur die ersten \"Ubungen!}
|
||||||
|
\normalsize
|
||||||
|
\begin{itemize}
|
||||||
|
\item \"Ubungszettel findet sich auf ILIAS:\\ W1 Einf\"uhrung in die
|
||||||
|
wissenschaftliche Datenverarbeitung $\rightarrow$ Woche 1 -
|
||||||
|
Grundlagen der Programmierung $\rightarrow$ \"Ubungen 1
|
||||||
|
$\rightarrow$ Variablen und Datentypen \pause
|
||||||
|
\item Abgabe erfolgt ebenfalls \"uber ILIAS in Form eines einzelnen Skripts \pause
|
||||||
|
\item Die ersten Schritte machen wir gemeinsam!
|
||||||
|
\end{itemize}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\end{document}
|
||||||
526
programming/lectures/vectors_matrices.tex
Normal file
526
programming/lectures/vectors_matrices.tex
Normal file
@ -0,0 +1,526 @@
|
|||||||
|
\documentclass{beamer}
|
||||||
|
\usepackage{xcolor}
|
||||||
|
\usepackage{listings}
|
||||||
|
\usepackage{pgf}
|
||||||
|
%\usepackage{pgf,pgfarrows,pgfnodes,pgfautomata,pgfheaps,pgfshade}
|
||||||
|
%\usepackage{multimedia}
|
||||||
|
|
||||||
|
\usepackage[english]{babel}
|
||||||
|
\usepackage{movie15}
|
||||||
|
\usepackage[latin1]{inputenc}
|
||||||
|
\usepackage{times}
|
||||||
|
\usepackage{amsmath}
|
||||||
|
\usepackage{bm}
|
||||||
|
\usepackage[T1]{fontenc}
|
||||||
|
\usepackage[scaled=.90]{helvet}
|
||||||
|
\usepackage{scalefnt}
|
||||||
|
\usepackage{tikz}
|
||||||
|
\usepackage{ textcomp }
|
||||||
|
\usepackage{soul}
|
||||||
|
\usepackage{hyperref}
|
||||||
|
\definecolor{lightblue}{rgb}{.7,.7,1.}
|
||||||
|
\definecolor{mygreen}{rgb}{0,1.,0}
|
||||||
|
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
\mode<presentation>
|
||||||
|
{
|
||||||
|
\usetheme{Singapore}
|
||||||
|
\setbeamercovered{opaque}
|
||||||
|
\usecolortheme{tuebingen}
|
||||||
|
\setbeamertemplate{navigation symbols}{}
|
||||||
|
\usefonttheme{default}
|
||||||
|
\useoutertheme{infolines}
|
||||||
|
% \useoutertheme{miniframes}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
\AtBeginSection[]
|
||||||
|
{
|
||||||
|
\begin{frame}<beamer>
|
||||||
|
\begin{center}
|
||||||
|
\Huge \insertsectionhead
|
||||||
|
\end{center}
|
||||||
|
% \frametitle{\insertsectionhead}
|
||||||
|
% \tableofcontents[currentsection,hideothersubsections]
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5
|
||||||
|
|
||||||
|
\setbeamertemplate{blocks}[rounded][shadow=true]
|
||||||
|
|
||||||
|
\title[]{Scientific Computing -- Grundlagen der Programmierung }
|
||||||
|
\author[]{Jan Grewe\\Abteilung f\"ur Neuroethologie\\
|
||||||
|
Universit\"at T\"ubingen}
|
||||||
|
|
||||||
|
\institute[Wissenschaftliche Datenverarbeitung]{}
|
||||||
|
\date{12.10.2015 - 06.11.2015}
|
||||||
|
%\logo{\pgfuseimage{../../resources/UT_BM_Rot_RGB.pdf}}
|
||||||
|
|
||||||
|
\subject{Einf\"uhrung in wissenschaftliche Datenverarbeitung}
|
||||||
|
|
||||||
|
\titlegraphic{
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.5\linewidth]{../../resources/UT_WBMW_Rot_RGB}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
%%%%%%%%%% configuration for code
|
||||||
|
\lstset{
|
||||||
|
basicstyle=\ttfamily,
|
||||||
|
numbers=left,
|
||||||
|
showstringspaces=false,
|
||||||
|
language=Matlab,
|
||||||
|
commentstyle=\itshape\color{darkgray},
|
||||||
|
keywordstyle=\color{blue},
|
||||||
|
stringstyle=\color{green},
|
||||||
|
backgroundcolor=\color{blue!10},
|
||||||
|
breaklines=true,
|
||||||
|
breakautoindent=true,
|
||||||
|
columns=flexible,
|
||||||
|
frame=single,
|
||||||
|
captionpos=b,
|
||||||
|
xleftmargin=1em,
|
||||||
|
xrightmargin=1em,
|
||||||
|
aboveskip=10pt
|
||||||
|
}
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
\newcommand{\mycite}[1]{
|
||||||
|
\begin{flushright}
|
||||||
|
\tiny \color{black!80} #1
|
||||||
|
\end{flushright}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
\input{../../latex/environments.tex}
|
||||||
|
\makeatother
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{document}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[plain]
|
||||||
|
\frametitle{}
|
||||||
|
\vspace{-1cm}
|
||||||
|
\titlepage % erzeugt Titelseite
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[plain]
|
||||||
|
\huge{2. Vektoren und Matrizen}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren und Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Skalare vs. Vektoren}
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.8\columnwidth]{./images/scalarArray.pdf}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren und Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Erzeugen von Vektoren}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}[label=arrayListing1]
|
||||||
|
>> a = [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] % Erstellen eines Zeilenvektors
|
||||||
|
a =
|
||||||
|
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> b = (0:9) % etwas bequemer
|
||||||
|
b =
|
||||||
|
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> c = (0:2:10)
|
||||||
|
c =
|
||||||
|
0 2 4 6 8 10
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren und Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Spalten \& Zeilenvektoren}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}[label=arrayListing2]
|
||||||
|
>> a = [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10] % Erstellen eines Zeilenvektors
|
||||||
|
a =
|
||||||
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> b = [1; 2; 3; 4; 5] % Erstellen eines Spaltenvectors
|
||||||
|
b =
|
||||||
|
1
|
||||||
|
2
|
||||||
|
3
|
||||||
|
4
|
||||||
|
5
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> b = b' % Transponieren
|
||||||
|
b =
|
||||||
|
1 2 3 4 5
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Zugriff auf Inhalte von Vektoren}
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.8\columnwidth]{./images/arrayIndexing.pdf}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\pause
|
||||||
|
Der Zugriff auf die Inhalte eines Vektors erfolgt \"uber den Index.\\
|
||||||
|
\textbf{Achtung!} Der erste Index ist die 1.
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Zugriff auf Inhalte von Vektoren}
|
||||||
|
\vspace{-0.5cm}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}
|
||||||
|
>> a = (11:20);
|
||||||
|
>> a(1) % das 1. Element
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
11
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a(5) % das 5. Element
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
15
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a(end) % das letzte Element
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
20
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Zugriff auf Inhalte von Vektoren}
|
||||||
|
\vspace{-0.5cm}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}
|
||||||
|
>> a([1 3 5]) % das 1., 3. und 5. Element
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
11 13 15
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a(2:4) % alle element von Index 2 bis 4
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
12 13 14
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a(1:2:end) %retrieve every second element
|
||||||
|
>> and =
|
||||||
|
>> 11 13 15 17 19
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Grundlegende Operationen}
|
||||||
|
\vspace{-0.25cm}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}[label=arrayListing4]
|
||||||
|
>> a = (0:2:8);
|
||||||
|
>> a + 5 % addiere einen Skalar
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
5 7 9 11 13
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a * 2 % Multiplication
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
0 4 8 12 16
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a / 2 % Division
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
0 1 2 3 4
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a(1:3) + a(2:4) % Addieren von 2 Vektoren
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
2 6 10
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a(1:2) + a(2:4) % Vektoren muessen gleich gross sein!
|
||||||
|
??? Error using ==> plus
|
||||||
|
Matrix dimensions must agree.
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Grundlegende Operationen}
|
||||||
|
\vspace{-0.25cm}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
Wie bekomme ich Informationen \"uber einen Vektor?
|
||||||
|
\begin{lstlisting}
|
||||||
|
>> a = (0:2:8);
|
||||||
|
>> % die Laenge eines
|
||||||
|
>> length(a)
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
5
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> size(a)
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
1 5
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Grundlegende Operationen}
|
||||||
|
\vspace{-0.25cm}
|
||||||
|
L\"oschen von Elementen:
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}
|
||||||
|
>> a = (0:2:8);
|
||||||
|
>> length(a)
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
5
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> a(1) = [] % loesche das erste Element
|
||||||
|
a =
|
||||||
|
2 4 6 8
|
||||||
|
>> a([1 3]) = []
|
||||||
|
a =
|
||||||
|
4 8
|
||||||
|
>> length(a)
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
2
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Grundlegende Operationen}
|
||||||
|
\vspace{-0.25cm}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
Verkettung von Vektoren:
|
||||||
|
\begin{lstlisting}
|
||||||
|
>> a = (0:2:8);
|
||||||
|
>> b = (10:2:19);
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> c = [a b] % erstelle einen Vektor aus einer Liste von Vektoren
|
||||||
|
c =
|
||||||
|
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
|
||||||
|
>> length(c)
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
10
|
||||||
|
>> length(a) + length(b)
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
10
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Einfache graphische Darstellung von Vektoren}
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item Erstellt ein neues script, L\"oschen aller Variablen, L\"oschen des Command Windows.\pause
|
||||||
|
\item Erzeugen eines Vektors, der die Zeit repr\"asentiert (0 bis 10 \times $\pi$ mit 0.05 Schrittweite).
|
||||||
|
\item Berechnung eines Sinus mit bliebiger Amplitude und Frequenz.
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Datentypen sind wichtig.}
|
||||||
|
Einlesen von unterschiedlichen Bin\"ardaten aus einer Datei
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item Aufr\"aumen des Workspaces, des Command Windows und \"offnen eines neuen Skripts.
|
||||||
|
\item Auf ILIAS liegen die folgenden Dates\"atze: signal1.bin, time.bin
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Vektoren}
|
||||||
|
\framesubtitle{Einlesen von unterschiedlichen
|
||||||
|
Bin\"a Daten aus einer Datei}
|
||||||
|
|
||||||
|
Szenario: Es werden elektrophysiologische Messungen gemacht. Die
|
||||||
|
Datein werden mit einer Messkarte digitalisiet, die eine 16 Bit
|
||||||
|
Aufl\"osung hat von 16 bit.
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item In welchem Datentyp sollten die Daten abgelegt werden, um
|
||||||
|
m\"oglichst Speichereffizient zu sein?
|
||||||
|
\item Um die Daten in z.B. die Membranspannungen umzuwandeln brauche
|
||||||
|
ich nur die Aufl\"osung und den Messbereich (16 bit auf den
|
||||||
|
Bereich $\pm$ 10\,V).
|
||||||
|
\item Aufr\"aumen des Workspaces, des Command Windows und \"offnen eines neuen Skripts.
|
||||||
|
\item Auf ILIAS liegen die folgenden Dates\"atze: signal1.bin, time.bin. signal2.bin
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}{Matrizen}
|
||||||
|
\vspace{-0.5cm}
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.65\columnwidth]{./images/matrices}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Erzeugen von Matrizen}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}
|
||||||
|
>> a = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]
|
||||||
|
>> a =
|
||||||
|
1 2 3
|
||||||
|
4 5 6
|
||||||
|
7 8 9
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> b = ones(3,3,2);
|
||||||
|
>> b
|
||||||
|
|
||||||
|
b(:,:,1) =
|
||||||
|
1 1 1
|
||||||
|
1 1 1
|
||||||
|
1 1 1
|
||||||
|
|
||||||
|
b(:,:,2) =
|
||||||
|
1 1 1
|
||||||
|
1 1 1
|
||||||
|
1 1 1
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Indexierung und Zugriff auf Inhalte}
|
||||||
|
\vspace{-0.5cm}
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.9\columnwidth]{./images/matrixIndexing}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Indexierung}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}
|
||||||
|
>> x = roundi(100, [3, 4, 5]); % 3-D Matrix mit Zufallszahlen
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> x(1,1,1); % obere linke Ecke
|
||||||
|
ans(1,1,1) =
|
||||||
|
14
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> x(1,1,:) % obere linke Ecke entlang der 3. Dimension
|
||||||
|
ans(1,1,:) =
|
||||||
|
14
|
||||||
|
ans(:,:,2) =
|
||||||
|
58
|
||||||
|
ans(:,:,3) =
|
||||||
|
4
|
||||||
|
ans(:,:,4) =
|
||||||
|
93
|
||||||
|
ans(:,:,5) =
|
||||||
|
56
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Grundlegende Operationen}
|
||||||
|
\vspace{-0.5 cm}
|
||||||
|
\tiny
|
||||||
|
\begin{lstlisting}
|
||||||
|
>> A = randi(10, [3, 3]) % 2-D Matrix
|
||||||
|
A =
|
||||||
|
3 8 2
|
||||||
|
2 10 3
|
||||||
|
10 7 1
|
||||||
|
>> B = randi(10, [3, 3]) % dto
|
||||||
|
B =
|
||||||
|
2 1 7
|
||||||
|
1 5 9
|
||||||
|
5 10 5
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> A*B % Matrix Multiplikation
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
24 63 103
|
||||||
|
29 82 119
|
||||||
|
32 55 138
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
>> A.*B % Elementweise Multiplikation
|
||||||
|
ans =
|
||||||
|
6 8 14
|
||||||
|
2 50 27
|
||||||
|
50 70 5
|
||||||
|
>>
|
||||||
|
\end{lstlisting}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[plain]
|
||||||
|
\huge{Interludium: Matrixmultiplikation}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{\"Ubungen}
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item Erstelle eine 5 x 5 Matrix die Zufallszahlen enth\"alt (nutze die
|
||||||
|
MATLAB Funktion \verb+randn()+, benutze die Hilfe. Was macht sie?).
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item Gib alle Elemente der ersten Zeile aus.
|
||||||
|
\item Gib alle Elemente der zweiten Spalte aus.
|
||||||
|
\item Greife mit einem einzigen Kommando auf die Elemnte jeder
|
||||||
|
2. Spalte zu und speichere die Daten in einer neuen Variable.
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\item Erstelle eine 3-D Matrix aus drei 2-D Matrizen. Benutze die
|
||||||
|
\verb+cat()+ Funktion f\"ur diesen Zweck ( schaue in der Hilfe
|
||||||
|
nach, wie sie benutzt wird).
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item Gib alle Elemente des ersten ``Blattes'' aus (Index 1 in der 3. Dimension).
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\item Erstelle eine 3-D Matrix mithilfe der Funktion
|
||||||
|
\verb+ones()+. Multipliziere das erste Blatt mit 1, das zweite mit
|
||||||
|
2, dritte mit 3 etc.
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}[fragile]
|
||||||
|
\frametitle{Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{\"Ubungen}
|
||||||
|
\begin{enumerate}\setcounter{enumi}{3}
|
||||||
|
\item Erstelle folgende Variablen \verb+x = [1 5 9]+ and
|
||||||
|
\verb+y = [7 1 5]+ und \verb+M = [3 1 6; 5 2 7]+. Welche der
|
||||||
|
folgenden Operationen funktionieren? Wenn nicht, warum
|
||||||
|
funktioneieren sie nicht? Teste Deine Vorhersagen.
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item \begin{verbatim} x + y \end{verbatim}
|
||||||
|
\item \begin{verbatim} x * M \end{verbatim}
|
||||||
|
\item \begin{verbatim} x + y' \end{verbatim}
|
||||||
|
\item \begin{verbatim} M - [x y] \end{verbatim}
|
||||||
|
\item \begin{verbatim} [x; y] \end{verbatim}
|
||||||
|
\item \begin{verbatim} M - [x; y] \end{verbatim}
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\item Erzeuge eine 5 x 5 x 5 Matrix die mit ganzzahligen
|
||||||
|
Zufallszahlen zwischen 0 und 100 gefuellt ist.
|
||||||
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
\item Berechne den Mittelwert aller Bl\"atter dieser Matrix (benutze \verb+mean()+, siehe Hilfe).
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\end{enumerate}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{frame}
|
||||||
|
\frametitle{Matrizen}
|
||||||
|
\framesubtitle{Nachtrag: Lineare Indexierung}
|
||||||
|
Alternativ zum ``subscript indexing'' koennen die Elemente von Matrizen auch linear addressiert werden.
|
||||||
|
\begin{figure}
|
||||||
|
\centering
|
||||||
|
\includegraphics[width=0.75\columnwidth]{./images/matrixLinearIndexing}
|
||||||
|
\end{figure}
|
||||||
|
\end{frame}
|
||||||
|
|
||||||
|
\end{document}
|
||||||
Reference in New Issue
Block a user