MATLAB 기초와 응용

BRIAN D. HAHN , DANIEL T. VALENTINE 지음 | 황성호 옮김

아진 2015년 09월 17일 출간 종이책 : 2010년 03월 15일 출간

작품소개

책소개

[표지글]

이 책은 컴퓨터 프로그램에 대한 사전 지식이 깊지 않은 과학도와 공학도를 대상으로 문제 해결 도구로서 MATLAB 프로그램을 설명하고 있다. 이 책은 주로 과학도와 공학도를 위하여 쓰였기 때문에 필수적인 몇몇 예제들은 대학 1학년의 수학적인 내용이 포함되어 있다. 2007년에 개정한 'Essential MATLAB for Scientists and Engineers' 3판을 번역한 것이다.

목차

파트 I. MATLAB 기초
1장 시작하기
1.1 MATLAB 시작하기 3
1.2 MATLAB 데스크탑 16
1.3 예제 프로그램 18
1.3.1 잘라내기와 붙여넣기 (Cut and paste) 18
1.3.2 프로그램 저장: 스크립트 파일 21
1.3.3 프로그램의 동작 23

2장 MATLAB 기초
2.1 변수(variables)와 작업공간(workspace) 28
2.1.1 변수(Variable) 28
2.1.2 대소문자 구분(Case sensitivity) 29
2.1.3 작업공간(workspace) 29
2.1.4 작업공간에서 공통으로 사용된 상수 더하기 30
2.2 배열: 벡터(vectors)와 행렬(matrices) 31
2.2.1 벡터 초기화: 명확한 나열(explicit lists) 32
2.2.2 벡터 초기화: 콜론 연산자(colon operator) 33
2.2.3 linspace 34
2.2.4 벡터의 전치(Transposing vectors) 34
2.2.5 첨자(Subscripts) 35
2.2.6 행렬(Matrices) 36
2.2.7 출력 캡처(Capturing output) 37
2.3 중력장 하에서의 수직 운동 37
2.4 연산자, 수식 그리고 명령문 40
2.4.1 숫자(Numbers) 40
2.4.2 데이터 유형(Data types) 41
2.4.3 대수 연산자(Arithmetic operators) 42
2.4.4 연산자의 우선 순위(Precedence of operators) 43
2.4.5 콜론 연산자(colon operator) 44
2.4.6 전치 연산자(transpose operator) 45
2.4.7 배열에서의 대수 연산자 45
2.4.8 수식(Expressions) 47
2.4.9 명령문(Statement) 47
2.4.10 명령문(Statements), 명령(commands) 그리고 함수(functions) 48
2.4.11 공식의 벡터화 (Vectorization of formulae) 49
2.5 출력(output) 54
2.5.1 disp 54
2.5.2 format 55
2.5.3 스케일 인자(Scale factors) 57
2.6 for를 이용한 루프문 58
2.6.1 Newton 방법에 의한 제곱근 연산 59
2.6.2 계승(Factorials!) 60
2.6.3 연속 과정의 한계 60
2.6.4 for 루프의 기본 구조 61
2.6.5 한 줄 for구문 63
2.6.6 보다 일반적인 for구문 63
2.6.7 벡터화를 통한 for구문 회피 64
2.6.8 일반적인 실수(mistake): for가 없는 루프! 66
2.7 판단문(decisions) 67
2.7.1 한 줄 if구문 67
2.7.2 if-else 구문 70
2.7.3 한 줄 if-else 구문 71
2.7.4 elseif 71
2.7.5 논리 연산자 73
2.7.6 다중 if 구문과 elseif 구문 74
2.7.7 중첩된 if문 75
2.7.8 if 문의 벡터화(Vectorizing) 76
2.7.9 switch 76
2.8 복소수(complex numbers) 77
2.9 입출력에 대한 추가 사항 79
2.9.1 fprintf 79
2.9.2 fprintf로 디스크 파일에 출력하기 81
2.9.3 일반적인 파일 I/O 81
2.9.4 데이터 저장과 불러오기 81
2.10 보충 설명(odd's ends) 82
2.10.1 같은 이름을 갖는 변수, 함수 그리고 스크립트 82
2.10.2 input 명령어 82
2.10.3 OS 명령어 실행하기 84
2.10.4 보다 많은 Help 함수들 84
2.11 프로그래밍 스타일 84

3장 프로그램설계와 알고리즘개발
3.1 컴퓨터 프로그램 설계 과정 96
3.1.1. 발사체 문제 예제 102
3.2 구조계획(structure plan)의 다른 예 109
3.2.1 2차 방정식(Quadratic equation) 110
3.3 함수를 이용한 구조화된 프로그래밍 112

4장 MATLA 함수와 데이터 입출력 기능
4.1 몇 가지 일반 함수 118
4.2 데이터 입출력 128
4.2.1 load와 save 명령 128
4.2.2 텍스트 데이터(ASCII) 출력 128
4.2.3 텍스트 데이터(ASCII) 입력 129
4.2.4 이진 데이터 출력 129
4.2.6 입력 마법사(Wizard) 130
4.2.6 그 외의 입출력 함수 131

5장 논리 백터
5.1 예 제 136
5.1.1 불연속 그래프 136
5.1.2 영으로 나누는 것 피하기 137
5.1.3 무한대 값 회피 138
5.1.4 난수(불규칙수) 세기 139
5.1.5 주사위 굴리기 141
5.2 논리 연산자 142
5.2.1 연산자 우선순위(Operator precedence) 143
5.2.2 주의! 144
5.2.3 논리 연산자와 벡터 145
5.3 논리 벡터에 의한 첨자화 146
5.4 논리 함수 147
5.4.1 any와 all의 사용 149
5.5 elseif 구조문 대신의 논리 벡터 150

6장 수의 행렬과 문자배열
6.1 행렬 158
6.1.1 콘크리트 회사의 예 158
6.1.2 행렬의 생성 160
6.1.3 첨자(Subscripts) 160
6.1.4 전치(transpose) 연산자 161
6.1.5 콜론(colon) 연산자 161
6.1.6 행과 열의 반복(tiling) 166
6.1.7 행과 열의 삭제 166
6.1.8 기본 행렬 (Elementary matrices) 168
6.1.9 특수 행렬 169
6.1.10 행렬에서 MATLAB 함수의 활용 170
6.1.11 행렬 조작 171
6.1.12 행렬에서의 배열(element-by-element) 연산 172
6.1.13 행렬과 for 명령문 172
6.1.14 행렬의 시각화(visualization) 173
6.1.15 중첩된 for 명령문의 벡터화(vectorizing): 대부금 지불의 예 174
6.1.16 다차원 배열 176
6.2 행렬 연산자 177
6.2.1 행렬 곱셈 177
6.2.2 행렬의 지수승 (Matrix expenentiation) 179
6.3 그 밖의 행렬 함수들 180
6.4 스트링(Strings) 181
6.4.1 할당(assignment) 181
6.4.2 입력 181
6.4.3 스트링과 배열 181

출판사 서평

이 책은 강의 교재나 학생이 스스로 공부하는 자습서로 사용될 수 있다. 뒷부분은 과학과 공학에서 다른 교과목에 대한 보충 교재로 유용할 것이다. 물론, 강사는 학생들에게 필요한 수업에 대한 독려, 열정을 보여줄 뿐만 아니라, 학생들이 과학자와 공학도들이 수학적으로 공식화해서 수많은 문제들을 해결하는데 MATLAB을 어떻게 이용하는지에 대한 가이드 등을 제공해야 한다. 이 책에서는 책 중간과 후미에 연습문제들을 제공함으로써, 독자들이 연습문제를 해결하는 과정에서 이러한 도움을 얻을 수 있도록 하고 있다.

학생들에게: 여러분이 MATLAB으로 연습문제를 해결할 수 있도록 여러분의 컴퓨터에 앉기 전에 교재를 충분히 읽도록 한다. 이것은 여러분이 수행한 명령에 대해 MATLAB이 어떻게 동작하는지를 발견하는데 유용하고 재미있는 작업이 될 것이다. 직접적인 연습과정(hands-on experience)을 통해 MATLAB 같은 도구 사용법을 배울 수 있다. 물론 이것은 직접 수행하면서 배우기 때문에 재미있고 좋은 방법이다. 여러분은 명령어와 입력 데이터가 정밀하고 정확할 때만 컴퓨터가 바른 답을 생성함을 발견할 것이다. (어떠한 타이핑 에러도 허용되지 않는다.) ‘디버깅’- 타이핑된 명령 줄에서의 오류를 찾는 것 - 은 여러분이 기술적 문제를 해결하기 위해서 컴퓨터 프로그램을 생성할 때 수행되는 게임의 커다란 부분이다. 여러분의 프로그램 설계를 MATLAB에서의 명령들로 변환하기 위한 구조화된 계획의 개발, 디버깅, 그리고 최종의 해답을 얻는 것은 여러분이 발견하게 될 매우 큰 보상이다. 이 과정을 즐겨라!

작가정보

저자(글) BRIAN D. HAHN

저자(글) DANIEL T. VALENTINE

번역 황성호