Bevor wir anfangen

Ein paar Bemerkungen vorweg, bevor es mit der eigentlichen Einführung in Matlab losgeht.

Matlab ist ein kommerzielles Produkt der Firma MathWorks, das aktiv weiterentwickelt wird.

Vorteil: Es wird weiterentwickelt, oft zum Guten.

Nachteil: Es wird weiterentwickelt, um aktuell zu bleiben, muß man Geld zahlen.

Eine kurze Übersicht zu den Preisen (Stand 2012): Eine Einzellizenz in der akademischen Welt kostet für Matlab ca. 700 €, inkl. einem Jahr Updates. Alle halbe Jahr kommt eine neue Matlab-Version heraus. Eine einmal bezahlte Lizenz bleibt auf Dauer erhalten, berechtigt nach Ablauf eines Jahres allerdings nicht mehr zu Updates, es sei denn, man zahlt jährlich MathWorks einen bestimmten Betrag (aktuell ca. 100 €).

Das Gegenkonzept zu Matlab wäre die Verwendung standardkonformer Programmiersprachen wie Fortran, C, C++ oder Java, oder die Nutzung freier Matlab-Klone (z.B. GNU Octave, Scilab), die weitgehend die Matlab-Syntax verstehen und „sprechen“.

Für die Verwendung im universitäten Umfeld ist Matlab fast alternativlos, zumal meist Matlab-Lizenzen vorhanden sind und Umfang und Qualität von Matlab deutlich für dessen Verwendung sprechen.

Matlab wird meist entweder durch Anklicken des zugehörigen Symbols oder aber durch Eingabe des Befehls

matlab

in einem Terminal (z.B. unter Linux) gestartet. Daraufhin öffnet sich ein Fenster wie in Abb. 1 gezeigt und im folgenden Abschnitt beschrieben.

Direkt nach dem Start begrüßt Matlab den Nutzer mit einem Fenster wie in Abb. 1. Das Matlab-Fenster ist grob in vier Bereiche unterteilt: Links ist ein Dateibrowser, in der Mitte der wichtigste Punkt, die Matlab-Kommandozeile, wo alle Befehle eingegeben werden, rechts oben eine Liste der aktuell vorhandenen Variablen und rechts unten eine Befehlshistorie.

Kleiner Hinweis: Bei dem in Abb. 1 dargestellten Fenster handelt es sich um das Aussehen unter Apples Mac OS X, unter Windows bzw. Linux können sich kosmetische Unterschiede ergeben (u.a. das Menü oben am Fenster, das in dieser Abbildung fehlt). Grundlegend sieht Matlab aber immer gleich aus, unabhängig vom Betriebssystem.

Wird Matlab gestartet, befindet es sich nach dem Start in einem je nach Betriebssystem unterschiedlichen Verzeichnis. Oft ist gewünscht, Matlab in einem bestimmten Verzeichnis starten zu lassen, z.B. weil dort Daten liegen.

Es gibt für die unterschiedlichen Betriebssysteme unterschiedliche Wege, das zu erreichen.

<note important>Details folgen in Kürze…</note>

Natürlich kann man gleich nach dem Start von Matlab in ein (sinnvolles) Verzeichnis wechseln. Entweder über die Kommandozeile und den Befehl cd oder über den eingebauten Dateibrowser links am Rand.

Zur Bedeutung von Pfaden (Verzeichnissen) in Matlab siehe den folgenden Abschnitt.

Grundsätzlich gilt: Matlab arbeitet immer auf dem aktuellen Verzeichnis. Welches Verzeichnis das ist, kann man entweder oben im Matlab-Fenster sehen oder aber durch Eingabe des Befehls

pwd

auf der Matlab-Kommandozeile (pwd steht für „Print Working Directory“).

Möchte man auf Funktionen (bzw. Skripte, Unterschiede werden später erklärt) zugreifen, die nicht im aktuellen Verzeichnis liegen, kann man Verzeichnisse zum Matlab-Suchpfad hinzufügen. Das ist insbesondere dann von Interesse, wenn man anfängt, sich eine Sammlung von kleinen Programmen/Funktionen zu schreiben, die man immer wieder verwenden möchte.

Das Hinzufügen von Verzeichnissen geht recht intuitiv über die Funktion „File → Set Path“ im Menü von Matlab. Dort sieht man auch eine Übersicht über alle momentan im Matlab-Suchpfad gespeicherten Verzeichnisse, meist eine lange Liste interner Matlab-Verzeichnisse, wo die ganzen einzelnen Matlab-Funktionen abgelegt sind. Das interessiert normalerweise nicht weiter, man sollte diese Einträge einfach nicht beachten, aber eben auch nicht löschen (es sei denn, man weiß, was man tut).

Wenn immer möglich, sollte der Matlab-Editor für die Programmierung in Matlab verwendet werden.

Gründe:

• Sehr gute Unterstützung von Matlab-Interna
  (Hilfefunktion, Codevervollständigung, Codeüberprüfung)
• Code-Formatierung
• Ansätze von Refactoring¹⁾

Natürlich lassen sich Matlab-Programme mit jedem beliebigen Texteditor öffnen und bearbeiten, zumal es sich um reine Textdateien handelt.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Matlab-Editor zu öffnen. Entweder über das entsprechende Menü oder durch Eingabe von

edit

auf der Matlab-Kommandozeile.

Möchte man eine bestimmte Datei im Editor öffnen, kann man auch einfach

edit <Dateiname>

auf der Matlab-Kommandozeile eingeben.

Es gibt eine Reihe von Hilfen für Matlab, die in der hier angegebenen Reihenfolge genutzt werden sollten:

In Matlab eingebaut ist eine sehr ausführliche Dokumentation, die eine sehr gute Quelle für alle Fragen rund um Matlab ist, von einer ersten generellen Einführung bis hin zur täglich genutzten Befehlsreferenz.

Aufrufen kann man die Hilfe auf unterschiedliche Varianten, aus der Matlab-Kommandozeile über die Befehle:

doc

bzw., wenn man die Hilfe für einen Befehl sehen möchte, via

doc <Befehl>

oder aber, für eine normalerweise kürzere Hilfe, über

help <Befehl>

Nicht unterschätzen: Meist arbeitet man in einem Umfeld, in dem Kollegen bereits Erfahrung mit Matlab haben. Deshalb ist es oft schneller, gerade am Anfang, wenn man noch nicht so genau weiß, wonach man eigentlich suchen soll, einen Kollegen zu fragen, als selbst stundenlang zu suchen.

Aus eigener Erfahrung kann ich sagen, daß es auch später noch sehr hilfreich ist, sich immer wieder untereinander auszutauschen, weil ein einzelner nie alle Funktionen kennt und weil es oft sehr hilfreich ist, sich die Strategien und Lösungen anderer Menschen anzuschauen, weil man darüber meist viel dazulernen kann.

Das Internet ist natürlich die Quelle schlechthin für jegliche Recherche.

Allerdings empfiehlt es sich hier, nicht gleich zu googlen oder wenn, dann wenigstens eine Idee zu haben, welche Seiten, die Google als Treffer ausgibt, verläßlich sind. Deshalb nachfolgend eine kleine (sehr unvollständige) Übersicht:

• MatlabCentral
  Die offizielle Plattform für Matlab-Nutzer. In der „File Exchange“ gibt es Skripte bis hin zu ganzen Toolboxen für nahezu alles, was das Herz begehrt. (Selbst machen ist trotzdem oft instruktiver…) Darüber hinaus gibt es gute Foren mit Hilfestellungen von Profis.
• Undocumented Matlab
  Der Blog eines professionellen Java- und Matlab-Programmiers, der sehr viele (undokumentierte) Interna von Matlab aufdeckt und beschreibt. Sehr nützlich insbesondere für weitergehende Programmierung.
• Google