Göm meny

TSRT04 Introduktionskurs i Matlab

Emil Björnson
Emil Björnson

Kursansvarig

MATLAB är ett mjukvaruverktyg för tekniska beräkningar som används av mängder av ingenjörer runt om i världen. Målet med kursen är att ge grundläggande kunskaper om MATLAB och praktisk färdighet i att arbeta med systemet. Särskilt fokus läggs på att utföra enklare beräkningar och simuleringar, samt visualisering av beräkningsresultat. Kursen kan ses dels som en förberedelse till ett större antal universitetskurser där MATLAB används, dels som ett tillfälle att lära sig behärska ett kraftfullt ingenjörsverktyg. Kunskaper i MATLAB är mycket användbara för de flesta studenter som läser något program på LiTH.

Kursen innehåller bland annat:

  • Introduktion till MATLAB och interaktiva beräkningar.
  • MATLAB-syntax och genomgång av vanliga inbyggda MATLAB-funktioner.
  • Programmering i MATLAB med m-filer; skript och funktioner.
  • Enkel linjär algebra och analys med MATLAB.
  • Visualisering av data och beräkningsresultat.
  • Övning på problemlösning genom att dela upp ett projekt i mindre delar som lätt kan testköras.





Introduktion

Kursen består av en inledande föreläsning, två 2-timmars datorlektioner och fem 2-timmars laborationstillfällen. Lektionerna är frivilliga (men rekommenderas starkt) medan laborationerna är obligatoriska tills dess att plottuppgiften och miniprojektet är avslutade. Examinationen består av en individuell quiz samt redovisning av plottuppgiften och miniprojektet. Quizen löses vid första labbtillfället medan redovisning kan ske vid labbtillfälle 3 och 5.

Eftersom datorlektioner och laborationstillfällen sker i datorsalar så måste alla som läser kursen dela in sig i grupper. Du bör snarast efter kursstart anmäla dig till en grupp i vårt anmälningssystem:

Anmälan till datorlektioner och laborationer

Resten av denna sida innehåller information om alla momenten i kursen. Här är länkar till varje del:


Föreläsning

Kursen inleds med en föreläsning som ges av kursens examinator, Emil Björnson. Det är starkt rekommenderat att delta vid föreläsningen (åtminstone första timmen), så att du inte missar något kring kursupplägget, kursmålen och examinationen. Du förväntas även läsa igenom hela den här hemsidan så att du känner till allt kursmaterial, information och länkar.

På föreläsningen går vi även igenom MATLABs grunder, för att därefter komma in på hur man gör enkla beräkningar och illustrationer i MATLAB. Vi tittar på enkla programmeringsstrukturer såsom if-satser, for- och while-loopar, och hur dessa skrivs i MATLAB.


Lektioner

De två lektionerna är schemalagda i första och andra kursveckan. Lektionerna sker i datorsalar och ni förväntas arbeta i par. Lektionerna baseras på självverksamhet där ni går igenom lektionsmaterialet (se nedan). Kursassistenter finns tillgängliga för att svara på frågor och ge allmänna råd, så ta chansen att fråga om något är oklart! Målet med lektionerna är att lära sig grunderna i MATLAB och dessa delar examineras genom den quiz som ska lösas vid första labbtillfället.

Lektionerna leds av Helena Kihlström (Grupp A och B), Lukas Tegendal (Grupp C) och Carl Ekman (Grupp D)

Lektion 1 introducerar MATLAB. Hur startar man programmet och var hittar man mer information? Vi använder MATLAB som räknedosa, hanterar och räknar med matriser och ritar grafer. Hur fungerar MATLABs hjälpsystem, och hur kan man spara och dokumentera det man gjort? Vi börjar även skriva med några enkla skript och funktioner.

Lektion 2 innehåller grunderna i programmering. Vi tittar närmare på av de kraftfullaste delarna i MATLAB: att skriva egna funktioner/program som kan användas precis som de inbyggda funktionerna.


Laborationer

Under kursvecka tre till sju löper en serie av obligatoriska laborationer, en per vecka. Du måste föranmäla dig till en laborationsserie (se länken ovan) och närvaro kommer att kontrolleras. Laborationerna leds av samma personer som lektionerna. Examinationen sköts av doktorander och postdoktorer från avdelningen för Kommunikationssystem och kommer troligtvis ske på engelska.

Laborationerna omfattar dels en uppgift som använder MATLABs olika plottfunktioner för att åskådliggöra och presentera datamängder, dels en något större programmeringsuppgift som vi kallar "miniprojekt". Dessa uppgifter löses i grupper om två studenter (tre är för många, en är acceptabelt i undantagsfall).

Laboration 1: Inför den första laborationen ska du ha lärt dig tillräckligt om grunderna i MATLAB för att kunna komma igång med egen problemlösning. För att säkerställa detta så ska alla lösa en individuell quiz i början av laborationen (se detaljer nedan). Under resten av laboration 1 är tanken att du och din labbkamrat ska komma igång med plottuppgiften och miniprojektet, med tillgång till hjälp från lektionsassistenten.

Laboration 2-5: Du och din labbkamrat fortsätter sedan efter laboration 1 på de fyra återstående laborationstillfällena (samt på egen hand) att göra färdigt uppgifterna. Observera att detta kan kräva mycket hemarbete ifall du inte är van att programmera, så lägg tid på kursen varje vecka och ta hjälp av assistenterna! Laborationstillfällena (ett per vecka) är obligatoriska tills dess att projektet och plottuppgiften är avklarade och presenterade. Om ni däremot är programmeringsvana och blir klara snabbt så innehåller varje miniprojekt några extrauppgifter som kräver lite mer programmering.

Välj en plottuppgift och ett mini-projekt från följande alternativ:

Lösningarna demonstreras och koden visas upp på laboration 3 eller 5. Ni får gärna visa upp plottuppgiften vid ett tillfälle och miniprojektet vid ett annat tillfälle. När ni blivit godkända på alla uppgifterna så upphör närvaroplikten vid laborationerna.

Observera att koden som ni skriver till miniprojektet ska skickas in till Urkund i samband med att ni blir godkända. Ni hittar de exakta instruktionerna på sida 2 av projektbeskrivningen.


Några vanliga frågor:

1. Vad händer om jag blir klar med projektet innan ett redovisningstillfälle? Svar: Då får du visa upp din kod och dina resultat för laborationsassistenten, som kommer ge dig återkoppling. När assistenten är nöjd så blir du avprickad på närvarolistan och behöver inte komma tillbaka förrän på nästa redovisningstillfälle.

2. Vad händer om jag inte blir godkänd på quizen? Svar: Vi erbjuder en andra chans att klara quizen vid ett senare tillfälle.

3. Vad händer om jag missar ett labbtillfälle? Svar: Eftersom laborationerna är obligatoriska så måste du skicka ett mejl till den kursansvarige och ge en kort förklaring till din frånvaro. I mån av plats kan du ta igen laborationen med en annan grupp. Annars förväntas du ta igen tiden på egen hand och ta med dig eventuella frågor till nästa laborationstillfälle.

4. Ska jag även skicka in koden för plottuppgiften till Urkund? Svar: Nej, du behöver bara skicka in koden som krävs för att lösa mini-projektet.



Quiz

Vid första labbtillfället examineras lektionsuppgifterna i form av en individuell quiz. Detta innefattar grundläggande kunskaper om MATLABs inbyggda funktioner (t.ex. att skapa matriser, indexering, och rita plottar) och syntax (t.ex. att skriva korrekta kontrollstrukturer och upptäcka fel i exempelkod).

Notera att quizen är individuell och ska lösas utan hjälpmedel (inget lektionsmaterial, ingen tillgång till MATLAB). Quizen kommer vara på engelska. Minst hälften av frågorna ska vara korrekta för att bli godkänd.

Om du råkar missa quizen eller mot förmodan blir underkänd så ges en extra chans vid ett tillfälle som markeras som "Seminarium" i kursschemat.



Hemarbete

Kursen har 16 schemalagda timmar och du förväntas därför lägga upp till 37 timmar (5-6 timmar per vecka) på självstudier. Om du har egen dator så rekommenderar vi att du installerar MATLAB på den så att du kan arbeta hemma. Alla studenter vid LiTH har möjlighet att låna MATLAB-programvaran tack vare ett licensavtal mellan LiTH och Mathworks. Programvaran skall finnas tillgänglig för nedladdning på Studentportalen. Vi hanterar ej licens- och nedladdningsfrågor utan ber er att kontakta helpdesk@student.liu.se.

I handledningen till lektion 1 finns ett antal hemuppgifter som vi rekommenderar att ni löser under de första två kursveckorna, som extra förberedelse inför quizen. Därefter bör ni arbeta på plottuppgiften och miniprojektet några timmar varje vecka. Ifall ni kör fast när ni arbetar hemma så är ni välkomna att kontakta er lektions-/labbgrupp-assistent. Alla frågor rörande kursmaterial eller praktiska problem kan skickas via e-post.





Examination

Läs detta noggrant! Följande delar ingår i examinationen:

  • Individuell quiz vid första labbtillfället.
  • Redovisning av kod som löser en (1) plottuppgift.
  • Lösning av en (1) projektuppgift. Läraren kommer att köra några testfall, ställa några frågor och titta på koden. Koden skall uppfylla funktionskraven, samt vara enkel att förstå och använda. Detta betyder i synnerhet att den följer examinations- och kodningsstil-guiden nedan.
Vid redovisningen och när ni löser quizen måste ni kunna uppvisa legitimation (t.ex. LIU-id). När ni blivit godkända ska koden till miniprojektet skickas in till Urkund (enligt instruktionerna i projektbeskrivningen).



Samling med kursmaterial

Kursmaterialet består av:


Plottuppgift: Välj en av följande plottuppgifter för att lösa och redovisa under laborationerna:

Mini-projekt: Välj en av följande mini-projektuppgifter för att lösa och redovisa under laborationerna:

Examinations- och kodningsstilguide: Läs detta dokument för att förstå vad vi förväntar oss av er när ni presenterar ert projekt:


Intyg

  • Ni behöver detta intyg för att kunna bevisa att ni klarat av olika delar i examinationen. Spara det tills ni har fått era kurspoäng.



Övrig information


Externt material

  • Som MATLAB-referens räcker det med MATLABs egen gedigna dokumentation, som du hittar i programmet och på Mathworks hemsida.
  • Vi rekommenderar följande korta video-introduktion: //youtu.be/tqjZ80PwqBU?list=PL7CAABC40B2825C8B (8 filmer på totalt 45 min).
  • En längre video-genomgång, med quiz, kan hittas hos Mathworks: MATLAB Fundamentals Academic Tutorial
  • En översiktlig MATLAB-genomgång av Kelly Black, Clarkson University: MATLAB Tutorial.
  • En kortfattad MATLAB-manual har skrivits av Mikael Olofsson på ISY, med våra fortsättningskurser i åtanke: Short MATLAB Manual.
  • Om du vill läsa en bok så finns denna mycket passande sammanfattning. Det finns mängder av andra böcker att köpa om MATLAB (både på svenska och engelska), men det är inget som behövs för att klara av denna kurs. Om du önskar en bok på svenska så finns exempelvis "MATLAB-beräkningar inom teknik och naturvetenskap" av Per Jönsson, utgiven på Studentlitteratur.



Viktiga länkar



Datorkonto och Linux

För att kunna följa lektionerna och laborationerna behöver du ett datorkonto på ISY. Normalt får du detta automatiskt när du registrerar dig på kursen. Om du upplever några problem kring datorkonton så ska du kontakta datorsupporten: //www.isy.liu.se/tus/.

I datorsalar med Linux startar du MATLAB genom att skriva:
module add prog/matlab/9.0
matlab

Om du vill använda Windows-liknande kortkommandon på en Linux-dator så går du in under Preferences/Keyboard/Shortcuts i MATLAB och väljer detta.




Sidansvarig: Emil Björnson
Senast uppdaterad: 2017 11 07   13:02