Ulrich.schneider@hshl.de am 10. April 2025 um 19:58 Uhr

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	== Aufgabe 4.1 - Erzeugen und Lesen von mat-Dateien ==		== Aufgabe 6.1 - Erzeugen und Lesen von mat-Dateien ==
	# Schreiben Sie ein Skript, in welchem Sie eine Einheitsmatrix, eine Nullmatrix und ein String mit dem Inhalt „test“ erzeugen.		# Schreiben Sie ein Skript, in welchem Sie eine Einheitsmatrix, eine Nullmatrix und ein String mit dem Inhalt „test“ erzeugen.
	# Erstellen Sie in MATLAB<sup>®</sup> einen Ordner mit dem Namen: „Daten“ (Befehle: <code>mkdir()</code>).		# Erstellen Sie in MATLAB<sup>®</sup> einen Ordner mit dem Namen: „Daten“ (Befehle: <code>mkdir()</code>).
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	clear all; close all; clc;		clear all; close all; clc;

	%4.1.1)		%6.1.1)
	A = eye(10);		A = eye(10);
	B = zeros(20);		B = zeros(20);
	name = 'test';		name = 'test';

	%4.1.2)		%6.1.2)
	foldername = 'Daten';		foldername = 'Daten';
	mkdir(foldername);		mkdir(foldername);

	%4.1.3)		%6.1.3)
	filename = 'c)';		filename = 'c)';
	save([foldername '\' filename]);		save([foldername '\' filename]);

Ulrich.schneider@hshl.de: Die Seite wurde neu angelegt: „Kategorie:MATLAB {| class="wikitable" |- | '''Autor:''' || Prof. Dr.-Ing. Schneider |- | '''Termin:''' || 11.04.2025 |} == Aufgabe 4.1 - Erzeugen und Lesen von mat-Dateien == # Schreiben Sie ein Skript, in welchem Sie eine Einheitsmatrix, eine Nullmatrix und ein String mit dem Inhalt „test“ erzeugen. # Erstellen Sie in MATLAB^® einen Ordner mit dem Namen: „Daten“ (Befehle: `mkdir()`). # Spe…“

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Die Seite wurde neu angelegt: „Kategorie:MATLAB {| class="wikitable" |- | '''Autor:''' || Prof. Dr.-Ing. Schneider |- | '''Termin:''' || 11.04.2025 |} == Aufgabe 4.1 - Erzeugen und Lesen von mat-Dateien == # Schreiben Sie ein Skript, in welchem Sie eine Einheitsmatrix, eine Nullmatrix und ein String mit dem Inhalt „test“ erzeugen. # Erstellen Sie in MATLAB® einen Ordner mit dem Namen: „Daten“ (Befehle: <code>mkdir()</code>). # Spe…“

Neue Seite

[[Kategorie:MATLAB]]
{| class="wikitable"
|-
| '''Autor:''' || [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]
|-
| '''Termin:''' || 11.04.2025
|}
== Aufgabe 4.1 - Erzeugen und Lesen von mat-Dateien ==
# Schreiben Sie ein Skript, in welchem Sie eine Einheitsmatrix, eine Nullmatrix und ein String mit dem Inhalt „test“ erzeugen.
# Erstellen Sie in MATLAB® einen Ordner mit dem Namen: „Daten“ (Befehle: <code>mkdir()</code>).
# Speichern Sie alle vorher erzeugten Variablen in eine mat-Datei im erzeugten Ordner (Befehle: <code>save()</code>)
# Speichern Sie nur die Matrizen in einer neuen mat-Datei mit den Namen des vorher erzeugten Strings im erzeugten Ordner.
# Löschen Sie die an Teilaufgabe a) erzeugten Variablen aus dem Workspace und laden Sie die vorher erzeugte <code>„test.mat“</code> Datei aus dem Ordner (Befehle: <code>load()</code>)
# Nutzen Sie die Benutzeroberfläche (<code>uigetfile</code>), um Daten zu laden.
'''Nützliche Befehle:''' [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/clear.html <code>clear</code>], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/close.html <code>close</code>], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/clc.html clc], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/mkdir.html mkdir], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/save.html save], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/load.html load], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/uigetfile.html uigetfile]

{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| Musterlösung 4.1 
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">%% Musterlösung Aufgabe 4.1 - Erzeugen und Lesen von mat-Dateien
clear all; close all; clc;

%4.1.1)
A = eye(10);
B = zeros(20);
name = 'test';

%4.1.2)
foldername = 'Daten';
mkdir(foldername);

%4.1.3)
filename = 'c)';
save([foldername '\' filename]);

%4.1.4)
filename = name;
save([foldername '\' filename],'A','B');

%4.1.5)
clear A B name
load([foldername '\' filename]);

% 4.1.6
[file,path] = uigetfile({'*.mat'});
selectedfile = fullfile(path,file);
load(selectedfile);
</source>
|}

== Aufgabe 4.2 - Erzeugen und Lesen von txt-Dateien ==
# Schreiben Sie ein Skript, in welchem Sie zunächst eine 5x5 Matrix erzeugen, welche zeilenweise aufsteigend die Werte von π bis 25π enthält.
# Schreiben Sie diese Matrix in eine Textdatei mit den Anforderungen (Befehl: dlmwrite()):
## Zahlen in einer Zeile sollen mit einem Tabstopp getrennt werden.
## Zeilen sollen mit Zeilenumbrüchen getrennt werden.
## Zahlen sollen auf 6 Stellen genau gespeichert werden
# Laden Sie den Inhalt der Textdatei in eine neue Matrix (Befehl: dlmread())

'''Nützliche Befehle:''' dlmwrite(), dlmread()

{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| Musterlösung 4.2 
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">%% Musterlösung 4.2 - Erzeugen und Lesen von txt-Dateien
clear all;
close all;
clc;

A = ones(5,5);
B = 1:25;
for i=1:25
A(i) = B(i)*pi;
end
A = A';

filename = 'TextDatei.txt';
dlmwrite(filename,A,'delimiter','\t','precision',6,'newline','pc');

C = dlmread(filename)
</source>
|}
== Aufgabe 4.3 - Cell Arrays ==
#Erzeugen Sie Tabelle 1 als Cell-Array in MATLAB® (Befehle: cell(), num2cell()).
# Wandeln Sie das Cell-Array in eine Tabelle um (Befehle: cell2table()).
# Erzeugen Sie eine Textdatei und speichern Sie dort das erstellte Cell -Array (Befehle: fopen(), fprintf(), fclose()).
Tutorial: [https://de.mathworks.com/help/matlab/import_export/write-to-delimited-data-files.html#br2ypq2-1 MATLAB®: Export Cell Array to Text File]
{| class="wikitable"
|+ Tabelle 1: Tabelle als Cell-Array
|-
! Name !! Alter !! Beruf
|-
| Walter White || 50 || Lehrer
|-
| Saul Goodman || 45 || Anwalt
|-
| Skyler White || 47 || Einzelhandelskauffrau
|-
| Jesse Pinkman || 26 || arbeitssuchend
|}
'''Nützliche Befehle:''' cell, num2cell, cell2table, fopen, fclose, fprintf
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| Musterlösung 4.3 
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">%% Musterlösung Aufgabe 4.3 - Cell Arrays
clear all;
close all;
clc;

%4.3.1)
Header = {'Name','Alter','Beruf'};
Names = {'Walter White';'Saul Goodman';'Skyler White';'Jesse Pinkman'};
Alter = [50; 45; 47; 26];
Beruf = {'Lehrer';'Anwalt';'Einzelhandelskauffrau';'Arbeitslos'};
cellarray = cell(5,3);

cellarray(1,:) = Header;
cellarray(2:5,1) = Names;
cellarray(2:5,2) = num2cell(Alter);
cellarray(2:5,3) = Beruf;

%4.3.2)
table = cell2table(cellarray);

%4.3.3)
filename = 'Teil_3_CellArray.txt';
fileID = fopen(filename,'w');
formatSpecHeader = '%s %s %s\r\n';
formatSpec = '%s %d %s\r\n';

[nrows,ncols] = size(cellarray);
for row = 1:nrows
if row==1
fprintf(fileID,formatSpecHeader,cellarray{row,:});
else
fprintf(fileID,formatSpec,cellarray{row,:});
end
end

fclose(fileID);
</source>
|}

== Aufgabe 4.4 - Programmiergrundlagen - Schleifen und Bedingungen ==
# Schreiben Sie ein MATLAB®-Skript, das mit Hilfe einer <code>for</code> -Schleife die Summe der Zahlen von 1 bis 100000 berechnet (z. B. <code>n=n+1</code>).
# Schreiben Sie ein MATLAB®-Skript, das mit Hilfe einer <code>while</code>-Schleife die Summe die Zahlen von 1 bis 100000 berechnet.
# Schreiben Sie ein MATLAB®-Skript, das
## Einen Vektor X mit 10000 Zufallszahlen zwischen 0 und 1 erzeugt.
## Mit Hilfe einer <code>for</code>-Schleife den Index des ersten Elementes in X berechnet, das > 0.9 ist (falls ein solches existiert) und diesen Index in der Variablen <math>x_1</math> speichert.
## Mit Hilfe einer while-Schleife den Index des ersten Elementes in X berechnet, das< 0.1 ist (falls ein solches existiert) und diesen Index in der Variablen <math>x_2</math> speichert.
## Mit Hilfe von „ logical indexing" das erste Element findet, das echt zwischen 0.5 und 0.55 liegt (falls ein solches existiert) und diesen Index in der Variablen <math>x_3</math> speichert.

'''Nützliche Befehle:''' [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/for.html <code>for</code>], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/if.html <code>if</code>], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/while.html <code>while</code>], [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/break.html <code>break</code>]

{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| Musterlösung 4.4 
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">%% Aufgabe 4.4 - Schleifen und Bedingungens
clear all
%(a)
Summe1 = 0;
for i=0:1:100000
Summe1 = Summe1+i;
end

%(b)
Summe2 = 0;
i = 0;
while i<=100000
Summe2 = Summe2+i;
i = i+1;
end

clear all
%(c)
VektorX = rand(1,10000);
%Element finden, welches >0.9 ist
for i=1:1:10000

if(VektorX(i)>0.9)
x1 = i;
break;
end
end

%Element finden, welches <0.1 ist
i=1;
while i<=10000

if(VektorX(i)<0.1)
x2 = i;
break;
end
i = i+1;
end

%Element finden, welches zwischen 0.5 und 0.55 liegt
%% Möglichkeit 1: Schleife

for i=1:1:10000

if(VektorX(i)>=0.50 && VektorX(i)<=0.55)
x3 = i;
break;
end
end

%% Möglichkeit 2: logical indexing

Logic_Vek = VektorX >= 0.50 & VektorX <= 0.55;
x3_new = find(Logic_Vek,1);
</source>
|}

== Aufgabe 4.5 - Programmiergrundlagen - Funktionen ==
# Recherchieren Sie den Begriff [https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/function.html „MATLAB function"] und informieren Sie sich, was man darunter versteht.
# Schreiben Sie das MATLAB®-Skript aus Aufgabe 4.4.3 zu einer MATLAB®-Function mit dem Namen <code>analyse</code> um, die
## als Eingabeargument die Zahl n bekommt und dann
## einen Vektor mit n Zufallszahlen zwischen 0 und 1 erzeugt
## Anschließend soll die Funktion genau die Werte <math>x_1, x_2</math> und <math>x_3</math> wie in Aufgabe 4.4.3 berechnen und diese als Rückgabewerte zurückliefern.
## Machen Sie sich anhand der Funktion <code>analyse</code> mit dem Setzen von „Breakpoints" und dem MATLAB®-Debugger vertraut.
# Schreiben Sie ein kurzes Matlab Skript, mit dem Sie die Funktion <code>analyse</code> aufrufen. Springen Sie dabei mit einem Breakpoint in die Funktion.
'''Nützliche Befehle:''' [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/function.html <code>function</code>]

{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| Musterlösung 4.5.1 - Funktion 
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">%% Aufgabe 4.5 - Funktionen
function[x1 x2 x3] = analyse(n)

VektorX = rand(1,n);

%Element finden, welches >0.9 ist
for i=1:1:10000

if(VektorX(i)>0.9)
x1 = i;
break;
end
end

%Element finden, welches <0.1 ist
i=1;
while i<=10000

if(VektorX(i)<0.1)
x2 = i;
break;
end
i = i+1;
end

%Element finden, welches zwischen 0.5 und 0.55 liegt
Logic_Vek = VektorX >= 0.50 & VektorX <= 0.55;
x3 = find(Logic_Vek);
if ~isempty(x3)
x3 = x3(1);
else
x3 = 0;
end

end
</source>
|}
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| Musterlösung 4.5.4 - Startskript 
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">%% Skript testAnalyse ruft die Funktion auf.
n = 1000;

%dbstop in analyse
[x1 x2 x3] = analyse(n)

</source>
|}

== Aufgabe 4.6 - Programmiergrundlagen - Systematische Programmierung ==
Erzeugen Sie sich ein Framework für zukünftige Programmierarbeiten mit folgenden Ablauf:
# Header mit: Programmname, Autor, Änderungsdatum, Erstelldatum, Beschreibung, Input, Output
# Konsole löschen, Workspace bereinigen, Fenster schließen
# Initialisierung von Variablen etc.
# Simulationsschleife/Algorithmus
# Plots/Ausgabe etc.
Arbeiten Sie dabei mit Ausgaben vor und nach jedem Abschnitt. Bsp.: „Initialisation successful“.

'''Nützliche Befehle:''' [https://de.mathworks.com/help/matlab/ref/disp.html <code>disp</code>], fprintf

{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| Musterlösung 4.6 
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">%% Aufgabe 4.6 - Systematische Programmierung
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% %
% Funktion : Framework %
% %
% %
% Eingabe : / %
% %
% %
% Ausgabe : / %
% %
% %
% Autor : Erika Musterfrau %
% %
% Implementation : MATLAB R2016b %
% %
% Bemerkung : %
% %
% Änderungsdatum : 09.03.2017 %
% %
% Erstelldatum : 09.03.2017 %
% %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

% Matlab initialisiern
clear all;
close all;
clc;

%% Initialisierung von Variablen/Konstanten
disp('Starte Initialisierung');

%Hier kommt die Initialisierung hin

disp('Initialisation erfolgreich');
fprintf('\n');

%% Simulationsschleife/Algorithmus
disp('Programmstart');

%Hier kommen die Berechnungen hin

disp('Berechnung beendet');
fprintf('\n');

%% Plots/Ausgabe
figure(1);

%Hier kommen die Ausgabe hin

%% Fenster schließen
close 1

</source>
|}

== Projekt - Programmiergrundlagen - Funktionen ==
# Schreiben Sie die Funktion <code>LeseSpannung</code>, welche normalverteilte Spannungen (Mittelwert: 14,4 V, Standardabweichung: 4 V) simuliert.
# Nutzen Sie das Startskript <code>startLeseSpannung</code>, um über eine Schleife 50 Messwerte zu simulieren.
# Zeigen Sie die Messwerte als rote Punkte zyklisch an.
# Werten Sie den Quelltext mit Header, Kommentaren und Hilfe auf.

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Modellbildung und Simulation - Programmstrukturen - Versionsgeschichte

Ulrich.schneider@hshl.de am 10. April 2025 um 19:58 Uhr

Ulrich.schneider@hshl.de am 10. April 2025 um 19:34 Uhr