Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1 7 0 Simulink 5 6 Обработка сигналов и проектирование фильтров 2005 (1245705), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Глава 1 Работа с МАТ1 АВ и ВппийпК Эта глава содержит краткий вводный курс по новейшей системе МАТ1.АВ 7.0. Он впервые описывает именно данную реализацию. Аналогичный курс по МАТ1.АВ 6.5 БР1 был дан во втором томе данной серии книг по двум последним версиям МАТ[.АВ. Эти курсы могут быть использованы для изучения этих двух последних версий системы МАТ[ АВ + Япш!пй. Включение курса по МАТ[ АВ 7 в данную книгу делает ее вполне самостоятельной.
Достаточно полное описание систем МАТЮКАВ 6.5 БР! + Япто1!пк 5 и МАТ[.АВ 7 + Бипи1!1й 6 дано в первом томе данной серии книг. 1.1. Назначение и особенности системы МАТЕАВ 1.1.1. Назначение системы МАТ!.АВ МАТ[.А — одна .из старейших, тщательно проработанных и проверенных временем систем автоматизации математических расчетов, построенная на расширепном представлении и применении матричных операций [1 — !8[.
Это нашло отражение в названии системы — МАТпх 1 АВога1огу — мпгяричяпя лпбпрптприя. Матрицы широко применяются в сложных математических расчетах, например, при решении задач линейной алгебры и математического моделирования статических и динамических систем н устройств [19 — 22[. Онн являются основой автоматического составления и решения уравнений состояния динамических объектов и систем. Примером программы, выполняющей это, может служить расширение МАТ[ А — Япш1ий. Оно существенно повышает интерес к системе МАТ1.АВ, вобравшей в себя лучшие достижения в области быстрого решения матричных задач за послевоенное время. МАТ1.АВ поставляется как комплекс МАТ!.АВ+8!гпв!йй+Тоо[Ьох+В[ос!гаег, где разделами Системы Тоо1Ьох и В[пекле! корпорация Маг!зЮогкз называет пакеты расширения.для систем МАТ1.АВ и Ягпвйпк, соответственно. При этом ядро новых реализаций системы МАТЕАВ+81,пв! па+Топ!Ьох+В!оскзе1 описано в книге [1![.
В данной книге дается описание вах[нейших пакетов расширения, относящихся к обработке сигналов и проектированию фильтров. Одной из основных задач системы МАТЮКАВ всегда было предоставление пользователям мощного языка прпгрпммпрпвпния, ориентированного на технические и математические расчеты и способного превзойти возможности традиционных языков программирования, которые многие годы использовались для реализации численных методов. При этол1 особое внимание уделялось как повышению скорости вычислений, так и адаптации системы к решению самых разнообразных задач пользователей.
Важными достоинствами системы являются ее пгпкрыгяпсть и рпсшпряемпсть. Большинство команд и функций системы реализованы в виде т-файлов текстового формата (с расширением ш) и файлов на языке Си, причем все файлы доступны для модификации. Пользователю дана возможность создавать не только отде- Глава 1. Работа с МАТЮКАВ и Ятиалй льные файлы, но и библиотеки файлов для реализации своих специфических задач. Такие файлы можно готовить как в простом и удобном редакторе ш-файлов системы МАТЕАВ, так и в любом другом текстовом редакторе — например Мьсгозой УУогд 95/97/2000/ХР. Более того, такие файлы можно перенести с помощью буфера в командную строку МАТЕАВ и тут же исполнить. А в новых реализациях МАТЕАВ любой набор команд в справке можно тут же исполнить с помощью команды ена1пасе яе1ессйоп контекстного меню правой клавиши мыши.
Объем документации по пакетам расширения Тоо)Ьох и В!осКзе( составляет десятки тысяч страниц. Поэтому эта книга описывает достаточно полно только наиболее важные из пакетов расширения, которые используются лля обработки и представления изображений. В этой главе описаны начала работы с базовой системой МАТЕ.АВ и основным пакетом расширения Ячш!!пК. Это позволит читателю уверенно пользоваться описанными далее пакетами. Однако, для более полного знакомства с МАТЕАВ + ЯптцйпК надо использовать книги (11, 16Е 1.1.2. Версии МАТЕАВ, предшествующие МАТЕАВ? Совсем недавно (в 2001 году) появилась новая версия этой системы МАТЕАВ 6.0 (реализация 112).
Спустя некоторое время вышла ее модификация МАТЕ.АВ 6.1 (112.1) с существенно измененными н расширенными пакетами применений — в частности, с Впшьйпй 4. Однако корпорация Ма1!зууогйз не сочла ее очередной реализацией. В 2002 году появилась версия этой системы— МАТЕАВ 6.5 (реализация К13), которая в 2003 г. была доработана и стала поставляться с сервисным пакетом Беги.се РасЕ 1 и обновленным пакетом расширения ЯпшйпЕ 5.
Поразительная легкость модификацил системы и возможность ее адаптации к решению специфических задач науки н техники привели к созданию десятков пакетов прикладных программ (Тоойюх), намного расширивших сферы применения системы. Это особенно характерно для новых ре иизаций. Некоторые нз пакетов расширения, например, Яшц)!пав (моделирование динамических систем и устройств, заданных в виде системы блоков), Хо!еЬооК (интеграция с ~екстовым процессором ЕУогд и подготовка «живых» электронных книг) и Буп1Ьойс Ма!Ь (символьные вычисления с применением ядра системы Мар!е) настолько органично интегрировались с системой МАТЮКАВ, что стали ее составными частями.
1.2. Возможности последних реализаций систем МАТ1 АВ 1.2.1. Возможности версий МАТЕАВ 6.0/6.1 Многие пользователи переходят на последние реализации системы МАТ1 АВ после многолетней работы с предшествующими версиями. При этом нередки нестыковки между средствами различнь:х версий. Поэтому полезно знать, какими особенностями обладают не только новейшие реализации системы, но и предшествующие им популярные реализации последних лет. Уже первые, ориентированные на Мгсгозой ЕУ)пг!очз, версии системы (МАТЕ.АВ 4.х) обладали мощными средствами выполнения научно-технических вычислений и нх визуализации.
В их числе задание и применение обычных векторов и матриц, разреженных матриц, многомерных массивов, массивов ячеек и структур. Уже системы МАТЕАВ 4.* облапали обширными возможностями в визуализации результатов вычислений и имели десятки пакетов расширения. Одна- 14 Глава 1. Работа с МАТЮКАВ и Яти(1пй Усовершенствование пользовательского интерфейса: ° новый графический отладчик для интерактивного поиска и диагностики ошибок в модели; ° усовершенствован навигатор моделей (Моде! Вгочгввг, Мог!паз 95/98/Ме/ 2000/ЫТ4); ° новый однооконный режим для открытия подсистем; ° контекстное меню для блок-диаграмм (открывается щелчком правой кнопки мыши) как в И(пг!ова, так и в оп)х версиях; ° новый диалог Р!пбвг для поиска моделей и библиотек.
Япзцйпк поступает к пользователям с более !00 встроенными блоками, в соспш которых входят наиболее необходимые функции моделирования. Блоки сгруппированы в библиотеки в ссютветствии с их назначением: источники сигнала, приемники, дискретные, непрерывные, нелинейные, математика, функции и таблицы, сигналы и системы. В дополнение к обширному набору встроенных блоков. Япшйп!г имеет расширяемую библиотеку блоков благодаря функции созлания пользовательских блоков и библиотек. Реализованы новые и улучшенные возможности блоков: ° нар~щу с существовавшей ранее поддержкой скалярных и векторных сигналов обеспечена поддержка матричных сигналов многими блоками Япшйп!с;.
° блоки Ргодцс1, Мпй)рйсайоп, Са(п и Ма!Ь Рцпсйоп теперь поддерживают матричные операции на матричных сигналах; ° Мцх и Оешвх блоки теперь поддерживают мультиплексирование матричных сигналов; ° новый блок Кез!заре изменяет размер матрицы своего входного сигнала; ° блок РгоЬе теперь по умолчашпо выводит размер матрицы сигнала, подаваемого на вход; «новый блок В1!вчзе Еой(са! Орега!ог (погичесхив операции по битам) накладывает маску, ипвертирует или производит по~ические операции с отдельными битами целочисленного сигнала без знака; ° четыре новых блока воок-()р ТаЫе (просмотра таблиц); ° новый Ро!уповйа! блок выводит полиномиальную функцию от входного сигнала.
Расширенная поддержка для крупных,.риложений: ° новые объекты данных Япшйпк позволяют создавать специфические для приложений типы данных МАТ!.АВ; ° новый графический пользовательский интерфейс Ягпвйпк Ехр!ошг для наблюдения и редактирования объектов данных Б!швйп!г; е усовершенствование блока СопбяцгаЫе БцЬзуз!ешз (конфигурируемые подсистемы); е новое меню выбора блока конфигурируемой подсистемы; ° поддержка защиты интеллектуальной собственности с помощью Б-функций, позволяющая не передавать исходный код 3-функций (требуется Кеа(-Т!ше УУогкзйор 4.0 (Лаборатория Реального Времени))', ~ поддержка Б-функций, кодируемых на языке АОА (требуется новый отдельный пакет Кеа! Типе йгог!гз!зор Аг1а Сог!ег); ~ улучшенная интеграция со Б!а!ейом — пакетом инструментов моделирования систем, управляемых событиями.
значительно усовершенствованный Б!а!ейов Собег для генерации кода; ° гцп-Ише сервер МАТЮКАВ для запуска программ МАТЮКАВ без установленной системы МАТЮКАВ; 1.2. Возможности последних реализаций систем МАТЮКАВ т'5 ° улучшенная версия хРС ЕгпЬег)с)ег) Тагйе1 для записи генерируемого кода не только на переносимые носители, но и в постоянные запоминающие устройства, твердотельные диски н на жесткий диск управляющего компьютера; ° наряду с хРС поддерживаются другие платформы встроенных управляющих систем, включая ЧхЧЧогНз/Тогпас)о (причем как 1ЛЧ!Х, так и Ю!пиотта хостом с МАТ( АВ).
Кеа! Типе 1Ч!пдоттз Тагйе1; !.упх ЕшЬетЫес) ОБЕК Тагйе1, стандартизированную в автомобилестроении, ООБ Тагбе! на управляющем компьютере 1п1е!386 и старше (последняя только со снятым с производства компилятором %а1согп Си/Си++ для ООБ н несовместима с приложениями %!пг)отгз); ° возможность работы без хоста с системой МАТ) АВ (5(апг)-А!опе) имеется только в хРС; ° поддержка хРС Тагйе! стандартной полевой шины промышленной автоматизации СА)х(, возможность синхронизации хРС сигналами, поступающими по этой шине; ° туеЬ-сервер, встроенный в хРС Тагяе(, позволяющий осуществлять управление встроенными компьютерами и просмотр их состояния при помощи браузеров Интернета (М!сгозой Ехр1огег 4.0 ц старше и )Че(асара Ь)ау!Ва1ог 4.5 и старше).
Все это говорит о том, что двенадцатый выпуск системы (МАТ) АВ 6.0 + Рйпш!!пй 4.0 + Б1а(ейоту 4.0 +...) подвергся не косметической, а самой серьезной переработке, выдвигающей эту систему па абсолютно новый уровень развития и применения, Вышедшая вслед за МАТЮКАВ 6.0 версия МАТ1.АВ 6.! претерпела весьма несущественные изменения. В нее, в частности, добавлены всего три новые функции — одна по обработке строк и две по реализации звуковых возможностей. Однако существенно обновился набор пакетов расширения этой системы.
Тем не менее, считать МАТ) АВ 6. ! новой реализацией нельзя и не случайно Ма(ЬттогНз объявила МАТ1 АВ 6.! лишь модификацией МАТ( АВ 6.0. 1.2.2. Воэможности версии МАТ1.АВ 6.5 В версию системы МАТЕАВ 6.5, объявленную уже как новая ! 3-я реализация, введены следующие усовершенствования: ° расширенная поддержка внртульной машины )ауа Ч!г(ца! Мас1т!пе; ° применение новой версии основного пакета моделирования сис!ем В!пщ!!пК 5; ъ обновление полутора десятков пакетов применения; ' Б-функция — пользовательский прогряммиыя модуль, который определяет поведеиие Яп ейпН блока. Япяйпх содержит шаблоны для создвиия $-функций с помошыа сушествуюших или разработанных ззио|ю кодов ив Си, Адв (в версии Япш1шН 4.0г'Кев) Фогхзьар 4.0, нужен отдельный блок Кев( 'туогхз!зор Аг!в Сог!ег), Гопшо или МАТА.АВ.