Машинали ўқитишда инструментал воситалардан фойдаланиш Matlab/Python дастурий муҳити билан ишлаш

Машинали ўқитишда инструментал воситалардан фойдаланиш Matlab/Python дастурий муҳити билан ишлаш.
Matlabda qanday dasturlash tili. Matlab - texnik hisoblash muammolarini hal qilish uchun dasturiy ta'minot to'plami - o'rnatish va sozlash

Matlab paketining nomi inglizcha qisqa Matritsa Laboratoriya(nimani anglatadi matritsa laboratoriyasi). Xuddi shu muddat bo'yicha (ya'ni Matlab) nomlangan va dasturlash tili ishlatilgan dastur kodlarini tuzish. Ma'lumki, dastur kodi mumkin kompilyatsiya qilishyoki talqin qilingan... Birinchi holda, biz markaziy protsessor tomonidan bajariladigan ijro (mashina) kodini olamiz. Tarjima qilishda transformatsiya mavjud to'g'ridan-to'g'ri tarjimon tizimi tomonidan bajariladigan oraliq kodga. Tuzilgan kod odatda tezroq ishlaydi izohlangan koddan ko'ra. Biroq, izohlangan dasturlash tillari sintaksis nuqtai nazaridan ancha demokratikdir. Matlab dastur kodi talqin etiladi. Biroq, bu hech qanday tarzda buzilmaydi matlabning hisoblash imkoniyatlarini shubha ostiga qo'ydi. Amalga oshirish asoslari matlab-da turli xil ma'lumotlar turlari mavjud matritsalarbu ko'pchilikni tushuntiradi atrof-muhit xususiyatlari (va dasturlash tili) Matlab. Matritsalarga biz kitob materiallarini taqdim etish jarayonida tez-tez murojaat qilamiz.. Ko'pgina paketlar tor, o'ziga xos yo'naltirilgan. Matlab dasturi raqamli hisob-kitoblarni bajarish va natijalarni turli xil operatsiyalarni bajarish uchun juda ko'p sonli yordam dasturlarini o'z ichiga oladi va o'zingizning to'liq ishlaydigan dastur kodlarini yaratishga imkon beradi. Shu bilan birga, Matlabda ramziy hisob-kitoblarni amalga oshirish mumkin. Matlabda o'rnatilgan MuPAD muhiti shu maqsadga xizmat qiladi. Shunday qilib, Matlab foydalanuvchisiga nafaqat raqamli, balki ramziy hisob-kitoblar sohasida ham keng imkoniyatlar taqdim etiladi.

1. 
   Oddiy hisob-kitoblar
   

Oddiy yoki bosqichma-bosqich deganda biz odatda Matlab dasturining buyruqlar oynasida bajariladigan hisob-kitoblarni tushunamiz. Tegishli ko'rsatma yoki buyruq buyruqlar oynasiga kiritiladi va keyin bajariladi. Matlab dastur oynasi ishga tushirilganda qanday ko'rinishi mumkinligi 1-rasmda ko'rsatilgan.

1-rasm
Matlabdagi asosiy arifmetik operatorlar quyidagilardir: yig'indini hisoblash uchun "+" operatori, farqni hisoblash uchun "-" operatori, mahsulotni hisoblash uchun "*" operatori, koeffitsientni hisoblash uchun "/" operatori va darajalash uchun "^" operatori.

Qiymat berilgan o'zgaruvchining nomi tayinlash operatorining chap tomonida ko'rsatiladi va tayinlanadi o'zgaruvchan qiymat tayinlash operatorining o'ng tomonida. O'zgaruvchiga skaler bilan berilgan qiymat raqam yoki boshqa o'zgaruvchini o'z ichiga olgan ifoda bo'lishi mumkin. Bunday holda, ushbu o'zgaruvchilarga allaqachon qiymat berilishi kerak. 

Statistika asboblari qutisi

Statistik hisob-kitoblarni amalga oshirish va statistik ma'lumotlarni qayta ishlash sohasida MATLAB tizimining imkoniyatlarini kengaytiradigan statistika bo'yicha amaliy dasturlar to'plami. Unda tasodifiy sonlar, vektorlar, matritsalar va massivlarni turli xil taqsimot qonunlariga ega bo'lgan ko'plab vakolatli vositalar to'plami, shuningdek ko'plab statistik funktsiyalar mavjud. Shuni ta'kidlash kerakki, eng keng tarqalgan statistik funktsiyalar MATLAB tizimining yadrosiga kiradi (shu bilan bir xilda va normal taqsimot bilan tasodifiy ma'lumotlarni yaratish funktsiyalari). Paketning asosiy xususiyatlari:

tavsiflovchi statistika;

ehtimollik taqsimoti;

parametrlarni baholash va yaqinlashtirish;

gipotezani tekshirish;

ko'p o’zgaruvchili regressiya;

qadam-baqadam interfaol regressiya;

monte-Karlo simulyatsiyasi;

intervallarda yaqinlashish;

statistik jarayonlarni boshqarish;

tajriba rejalashtirish;

javob sirtini modellashtirish;

chiziqli bo'lmagan modelning yaqinlashishi;

asosiy tarkibiy qismlarni tahlil qilish;

statistik grafikalar;

foydalanuvchi grafik interfeysi.

To'plamga 20 ta ehtimoliy taqsimot, shu jumladan t (Student's), F va Chi-kvadrat kiradi. Parametrlarni tanlash, taqsimotlarning grafik ko'rinishi va taqsimotlarning barcha turlari uchun eng yaxshi yaqinlikni hisoblash usuli taqdim etilgan. Dinamik vizualizatsiya va ma'lumotlarni tahlil qilish uchun ko'plab interfaol vositalar mavjud. Javoblar yuzasini modellashtirish, taqsimotlarni vizualizatsiya qilish, tasodifiy sonlar va darajalar chiziqlarini yaratish uchun ixtisoslashgan interfeyslar mavjud.

Optimallashtirish asboblari qutisi

Amaliy muammolar to'plami - chiziqsiz tenglamalar tizimlarini optimallashtirish va echish uchun. U bir qator o'zgaruvchilar funktsiyalarini optimallashtirishning asosiy usullarini qo'llab-quvvatlaydi:

nochiziqli funktsiyalarni shartsiz optimallashtirish;

eng kam kvadratlar usuli va chiziqli bo'lmagan interpolyatsiya;

nochiziqli tenglamalarni yechish;

chiziqli dasturlash;

kvadratik dasturlash;

nochiziqli funktsiyalarni shartli minimallashtirish;

minimax usuli;

multitriteria optimallashtirish.

Turli misollar paket xususiyatlaridan samarali foydalanishni namoyish etadi. Ular bir xil muammoni turli usullar bilan qanday hal qilishini taqqoslash uchun ham ishlatilishi mumkin.

Modelni bashoratli boshqarish vositasi

"Oldindan bashoratli boshqarish" namunaviy paketi bashoratli boshqarish strategiyasini amalga oshirish uchun vositalarning to'liq to'plamini o'z ichiga oladi. Ushbu strategiya davlat o'zgaruvchisi va boshqaruvida cheklovlar mavjud bo'lgan murakkab ko'p kanalli jarayonlarni boshqarishning amaliy muammolarini hal qilish uchun ishlab chiqilgan. Bashoratli nazorat usullari kimyo sanoatida va boshqa doimiy jarayonlarni boshqarish uchun ishlatiladi. Paket quyidagilarni ta'minlaydi:

tizimlarni modellashtirish, aniqlash va diagnostika qilish;

MISO-ni qo'llab-quvvatlash (ko'p kirishlar - bitta chiqish), MIMO, vaqtinchalik xususiyatlar, shtat kosmik modellari;

tizimni tahlil qilish;

modellarni turli vakillik shakllariga aylantirish (davlat maydoni, uzatish funktsiyalari);

darsliklar va demolar bilan ta'minlash.

Boshqarish muammolariga bashoratli yondoshish boshqarish o'zgaruvchilaridagi kelajakdagi o'zgarishlarning ob'ektning xatti-harakatlariga ta'sirini taxmin qilish uchun ob'ektning aniq chiziqli dinamik modelidan foydalanadi. Optimallashtirish muammosi har bir simulyatsiya bosqichida yana hal qilinishi mumkin bo'lgan cheklovlar bilan kvadratik dasturlash muammosi shaklida tuzilgan. Paket oddiy va murakkab ob'ektlar uchun kontrollerlarni yaratishga va sinashga imkon beradi.

Paketda bashoratli boshqarish vositasidan foydalangan holda dinamik tizimlarni loyihalash, tahlil qilish va modellashtirish uchun ellikdan ortiq maxsus funktsiyalar mavjud. U quyidagi tizim turlarini qo'llab-quvvatlaydi: pulsatsiyalanuvchi, uzluksiz va vaqt bo'yicha diskret, davlat kosmik. Har xil turdagi buzilishlar qayta ishlanadi. Bundan tashqari, kirish va chiqish parametrlariga cheklovlar aniq modelga kiritilishi mumkin.

Simulyatsiya vositalari kuzatuv va barqarorlikni ta'minlashga imkon beradi. Tahlil vositalari yopiq pastadir qutblarini hisoblash, chastotaga javob berish va boshqarish tizimining boshqa xususiyatlarini o'z ichiga oladi. Paketdagi modelni aniqlash uchun tizimni identifikatsiyalash paketi bilan o'zaro ishlash funktsiyalari mavjud. Paket, shuningdek, chiziqli bo'lmagan modellarni sinashga imkon beradigan ikkita Simulink xususiyatlarini o'z ichiga oladi.