Содержание
Введение
Предупреждения
Благодарности
адреса для переписки
Базовая матричная система MATLAB
Глава 1. Работа с MATLAB и Simulink
1.1. Назначение и особенности системы MATLAB
1.1.1. Назначение системы MATLAB
1.1.2. Особенности версии MATLAB 7 + Simulink 6
1.1.3. Особенности реализации версии MATLAB 7 SP1
1.1.4. Особенности реализации версии MATLAB 7 SP2
1.2. Общие особенности матричных систем MATLAB
1.2.1. Интеграция с другими программными системами
1.2.2. Ориентация на матричные операции
1.2.3. Расширяемость системы
1.2.4. Мощные средства программирования.
1.2.5. Визуализация и графические средства
1.3. Установка и файловая система MATLAB 7
1.3.1. Системные требования к установке
1.3.2. Инсталляция системы MATLAB 7 + Simulink 6
1.3.3. Файловая система MATLAB
1.4. Начало работы с MATLAB 7
1.4.1. Запуск MATLAB и работа в режиме диалога.
1.4.2. Понятие о сессии работы с системой MATLAB.
1.4.3. Новый и старый облик системы MATLAB 7
1.4.4. Операции строчного редактирования
1.4.5. Команды управления окном.
1.5. Простые вычисления в MATLAB.
1.5.1. MATLAB в роли мощного научного калькулятора.
1.5.2. Перенос строки в сессии .
1.5.3. Запуск примеров применения MATLAB из командной строки.
1.6. Основные объекты MATLAB.
1.6.1. Понятие о математическом выражении
1.6.2. Действительные и комплексные числа.
1.6.3. Форматы чисел.
1.6.4. Константы и системные переменные
1.6.5. Текстовые комментарии.
1.6.6. Переменные и присваивание им значений.
1.6.7. Уничтожение определений переменных.
1.6.8. Операторы и функции.
1.6.9. Применение оператора : (двоеточие).
1.6.10. Функции пользователя
1.6.11. Сообщения об ошибках и исправление ошибок
1.7. Формирование векторов и матриц
1.7.1. Особенности задания векторов и матриц.
1.7.2. Конкатенация матриц
1.7.3. Удаление столбцов и строк матриц
1.8. Операции с рабочей областью, текстом сессии и редактором m-файлов.
1.8.1. Дефрагментация рабочей области.
1.8.2. Сохранение рабочей области сессии
1.8.3. Ведение дневника
1.8.4. Загрузка рабочей области сессии
1.8.5. Работа с редактором m-файлов
1.8.6. Завершение вычислений и работы с системой.
1.9. Основы двумерной графики MATLAB.
1.9.1. Особенности графики системы MATLAB.
1.9.2. Графики функций одной переменной.
1.9.3. Графики ряда функций.
1.9.4. Графическая функция fplot.
1.10. Основы трехмерной графики MATLAB .
1.10.1. Построение трехмерных графиков.
1.10.2. Вращение графиков мышью.
1.10.3. Контекстное меню графиков.
1.11. Основы форматирования графиков.
1.11.1. Форматирования двумерных графиков.
1.11.2. Форматирование линий графиков
1.11.3. Работа с инструментом Plot Tool .
1.11.4. Работа с редактором графики MATLAB 7
1.11.5. Форматирование линий графиков и маркеров опорных точек
1.11.6. Форматирование линий и маркеров для графика нескольких функций..57
1.11.7. Форматирование осей графиков.
1.11.8. Позиция Tools меню окна графики
1.11.9. Нанесение надписей и стрелок прямо на график
1.11.10. Применение графической «лупы»
1.11.11. Построение легенды и шкалы цветов на графике
1.11.12. Работа с камерой 3D-графики.
1.12. Специальные средства графики.
1.12.1. Обработка данных в графическом окне.
1.12.2. Полиномиальная регрессия для табличных данных.
1.12.3. Оценка погрешности аппроксимации
1.12.4. Расширенные возможности окна приближения кривых.
1.12.5. Сплайновая и эрмитовая интерполяции в графическом окне .
1.12.6. Графики разного типа в одном окне
1.12.7. Низкоуровневая дескрипторная графика
1.13. Работа со справочной системой MATLAB.
1.13.1. Запуск справочной системы Help Desk
1.13.2. Справка по функциям и полнотекстовый обзор
1.13.3. Работа с демонстрационными примерами
1.14. Начало работы с пакетом расширения Simulink 6
1.14.1. Доступ к пакету расширения Simulink.
1.14.2. Запуск моделей Simulink из среды MATLAB
1.14.3. Особенности интерфейса Simulink.
1.14.4. Поиск и загрузка модели
1.14.5. Установка параметров компонентов модели.
1.14.6. Установка параметров моделирования
1.14.7. Запуск процесса моделирования
Глава 2. Пакет расширения по нейронным сетям
2.1. Введение в пакет Neural Networks Toolbox
2.1.1. Назначение пакета Neural Networks Toolbox
2.1.2. Основные области применения нейронных сетей
2.2. Краткие сведения об искусственных нейронных сетях
2.2.1. Появление искусственных нейронных сетей
2.2.2. Структура искусственного нейрона
2.2.3. Классификация нейронных сетей и их свойства.
2.2.4. Теорема о полноте .
2.2.5. Обучение нейронных сетей .
2.2.6. Алгоритмы обучения нейронных сетей
2.2.7. Переобучение и обобщение нейронных сетей
2.2.8. Обучение без учителя
2.3. Типы нейронных сетей
2.3.1. Персептроны .
2.3.2. Многослойные нейронные сети .
2.3.3. Сеть Кохонена.
2.3.4. Нейронные сети встречного распространения
2.3.5. Нейронные сети Хопфилда и Хэмминга
2.3.6. Сети с радиальными базисными функциями (RBF)
2.4. GUI-интерфейс для пакета Neural Networks Toolbox
2.4.1. Окно GUI-интерфейса пакета нейронных сетей.
2.4.2. Работа с инструментальными средствами GUI
2.4.3. Обучение нейронной сети с GUI.
2.5. Функции пакета Neural Networks Toolbox .
2.5.1. Доступ к справке по функциям в командном режиме работы.
2.5.2. Функции активации и их производные.
2.5.3. Функции адаптации и обучения.
2.5.4. Функции настройки нейронных сетей .
2.5.5. Функции одномерной оптимизации .
2.5.6. Функции инициализации.
2.5.7. Функции создания нейронных сетей.
2.5.8. Функции преобразования входов сети.
2.5.9. Функции весов и расстояний .
2.5.10. Функции информации о сети и ее топологии .
2.5.11. Функции моделирования нейронных сетей
2.5.12. Прочие функции .
2.6. Примеры создания и использования нейронных сетей.
2.6.1. Нейронные сети для аппроксимации функций.
2.6.2. Прогнозирование значений процесса..........................................................147
2.6.3. Использование слоя Кохонена.
2.6.4. Сеть Хопфилда с двумя нейронами .
2.6.5. Классификация с помощью персептрона.
2.6.6. Адаптивный линейный прогноз .
2.6.7. Использование сети Элмана.
2.6.8. Задача классификации: применение сети встречного распространения.
2.6.9. Создание и использование самоорганизующейся карты
2.6.10. Прогнозирование результатов выборов
2.7. Создание и моделирование нейронных сетей при помощи Simulink .
2.7.1. Доступ к блокам нейронных сетей пакета Simulink .
2.7.2. Блоки функций активации (Transfer Functions).
2.7.3. Блоки преобразования входов сети.
2.7.4. Блоки весовых коэффициентов.
2.7.5. Блоки нейросетевых регуляторов (Control Systems)
2.7.6. Формирование нейросетевых моделей
2.7.7. Пример системы автоматического управления
с нейросетевым регулятором на основе эталонной модели.
2.8. Демонстрационные примеры пакета.
2.8.1. Доступ к демонстрационным примерам.
2.8.2. Перечень демонстрационных примеров
Глава 3. Пакет нечеткой логики Fuzzy Logic Toolbox
3.1. Основные понятия нечеткой логики.
3.1.1. Нечеткая информация и нечеткие выводы
3.1.2. Определение нечеткого множества
3.1.3. Нечеткость и вероятность
3.1.4. Функции принадлежности нечеткой логики.
3.2. Операции над нечеткими множествами и отношениями
3.2.1. Логические операции
3.2.2. Алгебраические операции
3.2.3. Нечеткие отношения
3.2.4. Операции над нечеткими отношениями
3.2.5. Нечеткая импликация
3.3. Нечеткие выводы.........187
3.3.2. Операция композиции
3.3.3. Модификации алгоритма нечеткого вывода
3.3.4. Алгоритм Мамдани.
3.3.5. Алгоритм Сугено.
3.3.6. Методы приведения к четкости.
3.3.7. Эффективность систем нечеткого вывода.
3.4. Пакет Fuzzy Logic Toolbox и работа с ним.
3.4.1. Назначение и возможности пакета Fuzzy Logic Toolbox
3.4.2. Графический интерфейс пакета Fuzzy Logic Toolbox.
3.4.3. Построение нечеткой аппроксимирующей системы.
3.4.4. Построение экспертной системы: сколько дать «на чай»?
3.4.5. Экспорт и импорт результатов
3.4.6. Создание своих функций принадлежности.
3.5. Гибридные сети.. Краткое введение в гибридные сети
3.5.2. Определение гибридной нейронной сети.
3.5.3. Гибридная нейронная сеть ANFIS.
3.5.4. Графический интерфейс гибридных нейронных систем
3.5.5. Работа с редактором гибридных нейронных систем
3.6. Программа кластеризации.
3.6.1. Назначение программы кластеризации
3.6.2. Графический интерфейс программы кластеризации
и работа с ней.
3.7. Работа с Fuzzy Logic Toolbox в режиме командной строки
3.7.1. Возможности работы в режиме командной строки.
3.7.2. Функции вызова программ графического интерфейса
3.7.3. Задание функций принадлежности.
3.8. Функции систем нечеткого вывода
3.8.1. Функции сохранения, открытия и использования созданной системы
3.8.2. Функции создания, просмотра структуры
и редактирования систем нечеткого вывода.
3.8.3. Функции дополнительных методов.
3.8.4. Сервисные функции .
3.9. Работа Fuzzy Logic с Simulink
3.9.1. Задача контроля уровня воды в баке
3.9.2. Подготовка Simulink-модели регулятора
3.9.3. Запуск Simulink-модели регулятора
3.9.4. Блоки нечеткой логики в Simulink.
3.10. Демонстрационные примеры работы с пакетом Fuzzy Logic Toolbox .
3.10.1. Доступ и состав демонстрационных примеров
3.10.2. Просмотр графиков функций принадлежности.
3.10.3. Моделирование качения шара по качели.
3.10.4. Моделирование отскоков шара от качелей
3.10.5. Прогнозирование значений хаотического временного ряда.
3.10.6. Система управления смесителем воды.
Глава 4. Пакет по генетическим алгоритмам и алгоритмам прямого поиска.
4.1. Назначение и возможности пакета расширения
Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox
4.2. Краткие сведения о генетических алгоритмах.
4.2.1. Естественный отбор в природе.
4.2.2. Что такое генетический алгоритм
4.2.3. Особенности генетических алгоритмов
4.2.4. Структура генетического алгоритма пакета
Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox
4.3. Графический интерфейс генетического алгоритма
4.3.1. Общие правила работы с интерфейсом
4.3.2. Графические возможности интерфейса.
4.3.3. Опции алгоритма
4.3.4. Экспорт и импорт результатов
4.4. Использование генетического алгоритма в режиме командной строки
4.4.1. Использование алгоритма с опциями по умолчанию
4.4.2. Установка требуемых опций
4.5. Описание алгоритма поиска по образцу
4.6. Графический интерфейс алгоритма поиска по образцу.
4.6.1. Общие правила работы с интерфейсом
4.6.2. Графические возможности интерфейса.
4.6.3. Опции алгоритма.
4.6.4. Экспорт и импорт результатов.
4.7. Использование алгоритма поиска по образцу
в режиме командной строки MATLAB
4.7.1. Использование алгоритма с опциями по умолчанию
4.7.2. Установка требуемых опций.
4.8. Справочная система и функции пакета.
4.8.1. Доступ к справке.
4.8.2. Функции реализации генетического алгоритма.
4.8.3. Функции реализации поиска по образцу
4.9. Примеры решения оптимизационных задач.
4.9.1. Минимизация функции с двумя точками минимума.
4.9.2. Использование комбинированного метода оптимизации.
4.9.3. Минимизация функции с ограничениями
4.9.4. Доступ к демонстрационным примерам.
4.9.5. Пример решения задачи коммивояжера.
Глава 5. Пакет Bioinformatics Toolbox по биоинформатике
5.1. Введение в пакет расширения Bioinformatics Toolbox.
5.1.1. Краткие сведения о биологии и биоинформатике
5.1.2. Клеточная организация живых веществ
5.1.3. Понятие о генах и генетике.
5.1.4. Назначение и возможности пакета Bioinformatics Toolbox.
5.1.5. Документация по пакету Bioinformatics Tool.
5.2. Работа с последовательностями генетического кода
5.2.1. Доступ к мировым информационным ресурсам.
5.2.2. Анализ и статистика генетических цепочек .
5.2.3. Открытие считанных фреймов .
5.2.4. Преобразование и композиция аминокислот
5.2.5. Выравнивание и сравнение генетических цепочек
5.3. Техника работы с микромассивами..
5.3.1. Получение микромассивов и оценка их параметров.
5.3.2. Визуализация микромассивов.
5.3.3. Улучшенная цветовая обработка микромассивов.
5.3.4. Статистическая обработка микромассивов
5.3.5. Графики типа Scatter Plot.
5.3.6. Графики профиля и фильтрация генов
5.3.7. Кластеризация генов.
5.3.8. Анализ основных составляющих генов.
5.3.9. Самоанализ кластеров с применением нейронных сетей
5.4. Обработка спектрометрических данных
5.4.1. Считывание данных из файлов спектрометрического анализа
5.4.2. Построение спектрограмм по данным из файла
5.4.3. Перевыборка отсчетов спектров.
5.4.4. Коррекция базовой линии.
5.4.5. Выравнивание и нормализация спектрограмм
5.4.6. Подавление шумов в спектре.
5.4.7. Автоматический поиск пиков в спектрах.
5.4.8. Масс-спектроскопический вьювер.
5.5. Применение функции кластеризации clustergram.
5.5.1. Ввод исходных данных.
5.5.2. Работа с отсутствующими данными.
5.5.3. Построение монохромной кластерограммы.
5.5.4. Построение цветных кластерограмм.
5.6. Филологические деревья.
5.6.1. Объекты филологических деревьев .
5.6.2. Графы для построения филологических деревьев
5.6.3. Техника улучшенного построения филологических деревьев .
5.7. Другие возможности пакета Bioinformatics Toolbox .
5.7.1. Применение кодов языков программирования .
5.7.2. Пример на анализ протеина .
5.7.3. Применение внешнего интерфейса MATLAB
5.8. Обзор функций пакета Bioinformatics Toolbox.
5.8.1. Обзор функций по категориям.
5.8.2. Функции получения и сохранения биоинформации.
5.8.3. Функции преобразования
5.8.4. Функции статистики цепочек..
5.8.5. Функции/утилиты цепочек .
5.8.6. Функции парного выравнивания цепочек
5.8.7. Функции обучения статистике.
5.8.8. Функции анализа белков.
5.8.9. Инструментальные средства следа
5.8.10. Функции скрытых марковских моделей
5.8.11. Функции файловых форматов
5.8.12. Функции визуализации микромассивов
5.8.13. Утилиты микромассивов
5.8.14. Обработка и визуализация масс-спектров.
5.8.15. Отметка матриц.
5.8.16. Инструментарий филологического дерева.
5.8.17. Методы филологических деревьев
5.8.18. Методы визуализации графа.
5.8.19. Работа с алфавитным каталогом функций
Глава 6. Визуальное проектирования GUI.
6.1. Средства визуального проектирования GUIDE
6.1.1. Состав и назначение средств
6.1.2. Открытие окна инструмента GUIDE.
46.1.3. Окно создания нового приложения с GUI
6.1.4. Свойства объектов GUI
6.1.5. Пример задания кнопки и работа с инспектором свойств объектов.
6.1.6. Вид всех компонентов и редактирование их свойств
6.2. Работа с заготовками примеров
6.2.1. Простой пример вычисления массы вещества.
6.2.2. Пример на построение графиков из списка
6.3. Детальная работа с инструментом GUIDE.
6.3.1. Установка опций окна компонентов
6.3.2. Работа с меню File.
6.3.3. Ввод компонентов и их редактирование
6.3.4. Средства обзора приложения.
6.3.5. Операции разметки объектов.
6.3.6. Операции позиции Tools меню.
6.3.7. Конструирование меню окна приложения с GUI
6.3.8. Конструирование контекстного меню окна приложения с GUI
6.3.9. Применение рамки и группы кнопок.
6.3.10. Интерпретация программы приложения
6.3.11. Несколько советов по созданию приложений с GUI.
6.4. Стандартные диалоговые окна MATLAB.
6.4.1. Набор диалоговых окон .
6.4.2. Справка по диалоговым окнам и их свойства ...
6.4.3. Работа с простыми диалоговыми окнами.
6.4.4. Диалоговые окна множественного типа
6.4.5. Диалоговые окна файловых операций.
6.4.6. Диалоговые окна установки цвета и шрифтов.
6.4.7. Диалоговые окна параметров страницы и печати
6.4.8. Другие диалоговые окна.
Глава 7. Инструментальные средства MATLAB.
7.1. Инструмент MATLAB Web Server
7.1.1. Назначение инструмента MATLAB Web Server
7.1.2. Компоненты MATLAB Web Server.
7.1.3. Функция подстановки переменных в HTML-форму htmlrep
7.1.4. Функция входа в MATLAB Web Server — matweb
7.1.5. Функция очистки каталога wscleanup
7.1.6. Функция создания jpeg-файла wsprintjpeg
7.1.7. Функция wssetfield.
7.2. Совместная работа MATLAB с Excel
7.2.1. Назначение пакета расширения Excel Link.
7.2.2. Установка связи Excel и MATLAB.
7.2.3. Простые операции с матрицами и массивами.
7.2.4. Выполнение команд MATLAB из документа Excel
7.2.5. Справка по пакету Excel Link
7.2.6. Функции пакета расширения Excel Link
7.2.7. Демонстрационные примеры пакета Excel Link
7.2.8. Примеры проведения регрессии табличных данных.
7.2.9. Пример интерполяции табличных данных
7.2.10. Пример решения задачи на ценообразование аукциона.
7.2.11. Пример решения задачи на нахождение портфеля
с ограничениями на эффективной границе
7.2.12. Пример вычисления денежных потоков и их временной карты
7.3. Пакет расширения MATLAB Compiler
7.3.1. Конфигурирование MATLAB Compiler
7.3.2. Компиляция m-файла функции
7.3.3. Исполнение откомпилированного файла.
7.3.4. Несколько замечаний по компиляции файлов MATLAB.
Список литературы.