کتاب راهنمای گام به گام MATLAB (جلد اول، مبانی نرم افزار و مدل سازی با Simulink)

کتاب راهنمای گام‌به‌گام متلب (جلد اول: مبانی نرم‌افزار و مدل‌سازی) نوشته‌ی امیرحسین رحمانی، زینب السادات حسینی، محمدرضا شهخواه و نرگس السادات میرزایی مجموعه‌ای آموزشی برای یادگیری نرم‌افزار MATLAB از سطح مقدماتی تا مراحل پیشرفته‌تر است. انتشارات آذرفر آن را منتشر کرده است و محتوای آن بر پایه‌ی تجربه‌ی آموزشی و پژوهشی نویسندگان در حوزه‌های مهندسی، برنامه‌نویسی و مدل‌سازی تدوین شده است. این جلد بر مبانی متلب، ساختار داده‌ها، محاسبات عددی و تحلیلی و نیز مقدمات مدل‌سازی و شبیه‌سازی در محیط سیمولینک تمرکز دارد و تلاش کرده است مسیر یادگیری را به‌صورت گام‌به‌گام، مثال‌محور و خودآموز طراحی کند. ساختار کتاب از معرفی محیط نرم‌افزار و مفاهیم پایه مثل متغیر، ماتریس و توابع ریاضی شروع می‌شود و به‌تدریج به مباحثی مانند ترسیم انواع نمودارها، کار با فایل‌ها، محاسبات نمادین، حل معادلات و معادلات دیفرانسیل و در ادامه آشنایی با سیمولینک و بلوک‌های اصلی آن می‌رسد. تمرین‌ها، مثال‌های متعدد و پوشش هم‌زمان مباحث عمومی و تخصصی باعث شده است این اثر برای طیف گسترده‌ای از دانشجویان و پژوهشگران قابل استفاده باشد. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب راهنمای گام به گام MATLAB (جلد اول، مبانی نرم افزار و مدل سازی با Simulink)

کتاب راهنمای گام‌به‌گام متلب (جلد اول: مبانی نرم‌افزار و مدل‌سازی) با تمرکز بر آموزش مرحله‌به‌مرحله‌ی MATLAB نوشته شده است و از همان ابتدا با معرفی محیط نرم‌افزار، پنجره دستورات، فضای کاری، پوشه فعلی و تاریخچه‌ی دستورات شروع می‌کند. نویسندگان در این بخش‌ها نشان داده‌اند که هر قسمت از محیط متلب چه نقشی در فرآیند برنامه‌نویسی و تحلیل داده دارد و چگونه می‌توان از راهنمای داخلی نرم‌افزار برای جست‌وجوی توابع و دستورات استفاده کرد. سپس در فصل‌های بعدی، مباحث پایه‌ای مانند تعریف متغیر، قواعد نام‌گذاری، حذف و مدیریت متغیرها، ساخت بردار و ماتریس، اندیس‌گذاری، تغییر ابعاد و جابه‌جایی ردیف‌ها و ستون‌ها به‌تفصیل توضیح داده شده است. بخش قابل‌توجهی از کتاب به معرفی توابع ریاضی روی آرایه‌ها، ماتریس‌های خاص، توابع مثلثاتی، لگاریتمی و نمایی، اپراتورهای مقایسه و منطقی، انواع داده‌های عددی، اعداد مختلط و کاراکتر و رشته‌های متنی اختصاص یافته است. در ادامه، ساختارهای داده‌ای پیشرفته‌تر مانند آرایه‌های سلولی، ساختارها و جدول‌ها معرفی شده و تشخیص و تبدیل نوع داده‌ها نیز به‌صورت جداگانه بررسی شده است. در ادامه‌ی کتاب راهنمای گام‌به‌گام متلب (جلد اول: مبانی نرم‌افزار و مدل‌سازی) نویسندگان وارد مباحث برنامه‌نویسی و تحلیل عددی می‌شوند. فصل‌هایی درباره‌ی اسکریپت‌نویسی، مدیریت ورودی و خروجی، حلقه‌های تکرار، ساختارهای شرطی و تابع‌نویسی نشان می‌دهد که کتاب تنها به استفاده‌ی سطحی از محیط متلب بسنده نکرده است و به جنبه‌ی برنامه‌نویسی آن نیز پرداخته است. بخش گسترده‌ای از فهرست به ترسیم و تنظیم نمودارها اختصاص دارد: از نمودارهای خطی ساده، نمودارهای لگاریتمی، چندنموداری و دو محوره گرفته تا نمودارهای میله‌ای، پله‌ای، پراکندگی، سه‌بعدی، قطبی و کانتورهای دوبعدی و سه‌بعدی. سپس فصل‌هایی برای خواندن و نوشتن فایل‌های متنی و اکسل، کار با تصاویر (فراخوانی، ذخیره‌سازی و تنظیم فرمت‌ها)، چندجمله‌ای‌ها، محاسبات نمادین، تولید اعداد تصادفی، حل معادلات جبری و دستگاه‌ها، مشتق و انتگرال، تحلیل آماری و برازش منحنی و در نهایت حل معادلات دیفرانسیل معمولی و جزئی آمده است. در بخش دوم، کتاب به آموزش سیمولینک می‌پردازد؛ از آشنایی با محیط و کتابخانه‌ی بلوک‌ها تا عملیات ریاضی، ورودی‌ها، عملیات ماتریسی، مدیریت جریان سیگنال، زیرسیستم‌ها، ترسیم و تحلیل خروجی‌ها، استفاده از بلوک تابع متلب، مدل‌سازی تابع تبدیل، کنترل PID و مدل‌سازی فضای حالت. این گستره‌ی موضوعی نشان می‌دهد که نویسندگان تلاش کرده‌اند در یک جلد، مسیر نسبتاً کاملی از آشنایی اولیه تا ورود به مدل‌سازی و شبیه‌سازی را پوشش دهند.

خلاصه کتاب راهنمای گام به گام MATLAB (جلد اول، مبانی نرم افزار و مدل سازی با Simulink)

کتاب راهنمای گام‌به‌گام متلب (جلد اول: مبانی نرم‌افزار و مدل‌سازی) از معرفی ماهیت MATLAB و کاربردهای آن در تحلیل داده، توسعه‌ی الگوریتم، مدل‌سازی و شبیه‌سازی آغاز می‌شود. ابتدا محیط نرم‌افزار معرفی شده است: پنجره‌ی دستورات به‌عنوان محل اجرای مستقیم کدها، فضای کاری برای مشاهده و مدیریت متغیرها، پوشه‌ی فعلی برای کنترل فایل‌های قابل اجرا و پنجره‌ی تاریخچه‌ی دستورات برای دسترسی دوباره به کدهای قبلی. سپس راهنمای داخلی متلب و شیوه‌ی جست‌وجوی توابع و دستورات در آن توضیح داده شده است. در گام بعد، کتاب وارد مباحث پایه‌ی داده و محاسبات می‌شود: تعریف متغیر، قواعد نام‌گذاری، پاک‌سازی حافظه، ساخت بردار و ماتریس با براکت و عملگر دو نقطه، اندیس‌گذاری، تغییر ابعاد، جابه‌جایی ردیف و ستون، کار با عناصر قطری و مرتب‌سازی داده‌ها. پس از آن، عملیات ریاضی روی آرایه‌ها شامل جمع، تفریق، ضرب اسکالر و ماتریسی، ضرب عنصری، تقسیم، توان‌رسانی، دترمینان و معکوس ماتریس و تقدم عملگرها تشریح شده است. فصل‌های بعدی به ماتریس‌های خاص، توابع ریاضی پرکاربرد، اپراتورهای مقایسه و منطقی، انواع داده‌های عددی، اعداد مختلط و رشته‌های متنی اختصاص دارد. در ادامه، ساختارهای داده‌ای پیشرفته مانند آرایه‌های سلولی، ساختارها و جدول‌ها معرفی شده و روش ایجاد، دسترسی، ویرایش، حذف و تبدیل آن‌ها به یکدیگر توضیح داده شده است. سپس اسکریپت‌نویسی، دریافت ورودی از کاربر، حلقه‌های for و while، دستورات کنترل حلقه، ساختارهای شرطی if و switch و در نهایت تابع‌نویسی (توابع محلی، تودرتو، ناشناس، محدوده‌ی اثر و متغیرهای ویژه‌ی ورودی و خروجی) مطرح شده است. بخش بعدی کتاب به ترسیم و تنظیم نمودارها می‌پردازد: نمودارهای خطی، چندنموداری، دو محوره، لگاریتمی، تنظیم عنوان، برچسب محورها، متن، فونت، رنگ، ضخامت خطوط، شبکه‌بندی، نمودارهای توزیع داده مانند هیستوگرام و نمودار دایره‌ای، نمودارهای میله‌ای، پله‌ای، پراکندگی، سه‌بعدی، قطبی و کانتور. سپس خواندن و نوشتن فایل‌های متنی و اکسل، فراخوانی و ذخیره‌سازی تصاویر، کار با چندجمله‌ای‌ها، محاسبات نمادین، تولید اعداد تصادفی، حل معادلات و دستگاه‌ها، مشتق و انتگرال، تحلیل آماری و برازش منحنی و حل معادلات دیفرانسیل معمولی و جزئی بررسی شده است. در پایان، بخش سیمولینک با معرفی محیط، بلوک‌های ریاضی، ورودی‌ها، عملیات ماتریسی، مدیریت سیگنال، زیرسیستم‌ها، ابزارهای نمایش خروجی، بلوک تابع متلب، مدل‌سازی تابع تبدیل، کنترل و فضای حالت، مسیر ورود به مدل‌سازی گرافیکی سامانه‌ها را ترسیم کرده است.

چرا باید کتاب راهنمای گام به گام MATLAB (جلد اول، مبانی نرم افزار و مدل سازی با Simulink) را بخوانیم؟

کتاب راهنمای گام‌به‌گام متلب (جلد اول: مبانی نرم‌افزار و مدل‌سازی) چند ویژگی برجسته دارد که آن را برای یادگیری MATLAB قابل‌توجه کرده است. نخست این‌که ساختار آن از مقدماتی‌ترین مفاهیم مانند آشنایی با محیط نرم‌افزار و تعریف متغیر شروع شده و به‌تدریج تا مباحثی مانند حل معادلات دیفرانسیل، محاسبات نمادین و مدل‌سازی در سیمولینک پیش می‌رود؛ بنابراین خواننده می‌تواند بدون پیش‌زمینه‌ی قوی در برنامه‌نویسی، مسیر یادگیری را مرحله‌به‌مرحله دنبال کند. دوم این‌که فهرست مفصل کتاب نشان می‌دهد تقریباً همه‌ی اجزای مهم کار با متلب پوشش داده شده است: از کار با ماتریس‌ها و توابع ریاضی، انواع داده‌ها، ساختارهای داده‌ای، اسکریپت و تابع‌نویسی تا ترسیم طیف گسترده‌ای از نمودارها، کار با فایل‌های متنی و اکسل، تصاویر، چندجمله‌ای‌ها، اعداد تصادفی، تحلیل آماری و برازش منحنی. این تنوع باعث می‌شود کتاب نه‌تنها برای شروع، بلکه برای مراجعه‌ی مکرر در پروژه‌های مختلف نیز قابل استفاده باشد. سوم این‌که حضور بخش سیمولینک در انتهای کتاب، پیوندی میان برنامه‌نویسی متنی و مدل‌سازی گرافیکی برقرار کرده است. معرفی بلوک‌های اصلی، ورودی‌ها، عملیات ماتریسی، زیرسیستم‌ها، ابزارهای نمایش خروجی و کنترل‌کننده‌ها، امکان می‌دهد مفاهیم تئوری معادلات و سیستم‌ها در قالب مدل‌های قابل شبیه‌سازی پیاده‌سازی شوند. در کنار این موارد، تأکید نویسندگان بر مثال‌های مهندسی و علمی و نیز چینش مباحث از ساده به پیچیده، این اثر را به منبعی مناسب برای دوره‌های دانشگاهی، پروژه‌های تحقیقاتی و یادگیری خودآموز تبدیل کرده است.

خواندن این کتاب را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

مطالعه‌ی کتاب راهنمای گام‌به‌گام متلب (جلد اول: مبانی نرم‌افزار و مدل‌سازی) به دانشجویان رشته‌های مهندسی، علوم پایه و گرایش‌هایی که با تحلیل داده، مدل‌سازی و شبیه‌سازی سر و کار دارند پیشنهاد می‌شود. همچنین به پژوهشگران و مدرسانی که به‌دنبال منبعی آموزشی برای تدریس یا تقویت مهارت کار با MATLAB و سیمولینک هستند و نیز افرادی که قصد دارند بدون شرکت در کلاس حضوری، متلب را به‌صورت خودآموز از سطح مقدماتی تا مباحث تحلیلی و مدل‌سازی فراگیرند توصیه می‌شود.