Глава 1. Общая характеристика системы Scilab. Интерфейс и режимы работы Scilab

Scilab – это кроссплатформенная система компьютерной математики (СКМ), которая предназначена для выполнения научно-технических расчетов, графической интерпретации полученных результатов и визуального моделирования. Эта система имеет удобный пользовательский интерфейс и развитый язык программирования.

Scilab свободно распространяется центром Scilab Consortium, с Web-узла www.scilab.org, с которого можно загрузить последнюю версию программы и комплект документации.

Разработка системы Scilab ведется сотрудниками французского Национального института информатики и автоматизации (INRIA – Institut National de Recherche en Informatique et Automatique) с 80-х годов прошлого века. Изначально это был коммерческий проект под названием Blaise, а затем Basile. С 2003 года продукт получил новое имя Scilab и стал бесплатным. Для поддержки Scilab был создан консорциум Scilab Consortium. Сейчас в него входят 25 участников, в том числе Mandriva, INRIA и ENPC (Франция). В настоящее время он распространяется по свободной лицензии CeCILL.

Сама система Scilab, как и Matlab, предназначена прежде всего для численных расчетов и работы с матрицами. Кроме того, она обладает развитыми средствами программирования, так что ее в какой-то мере можно рассматривать как систему разработки высокотехнологичных приложений.

Scilab имеет схожий с MATLAB язык программирования. В состав пакета входит утилита, позволяющая конвертировать документы Matlab в Scilab.

Все возможности системы можно классифицировать так:

- математические;

- использования численных методов;

- программирование;

- графические;

- имитационное моделирование;

- сервисные.

Математические возможности перечислены ниже.

- Вычисление арифметических и логических выражений.

- Вычисление стандартных математических функций.

- Операции с векторами и матрицами.

- Матричные операции линейной алгебры

и т.д.

К численным методам относятся:

- численные методы решения алгебраических уравнений и систем;

- методы работы с полиномами;

- методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений и систем;

- методы аппроксимации и интерполяции;

- методы минимизации функций и т.д.

Система имеет несколько режимов работы, каждый из которых поддерживается собственным диалоговым окном (рис.1.1).

- Командный режим – командное окно.

- Программный режим – окно создания и редактирования программных файлов (SCE-файлов).

- Графический режим – окно редактирования графиков.

- Режим помощи – окно помощи.

- Режим демонстрации – окон демонстрационных примеров.

 

Рис.1.1. Режимы работы Scilab

 

При работе в любом из перечисленных режимов могут быть использованы дополнительные информационные окна (рис.1.2).

Окно рабочей области (Обозреватель переменных) – предназначено для просмотра и редактирования содержимого рабочей области памяти, в нем указывается имя переменной (массива или структуры), ее размерность и тип.

Окно журнала команд содержит перечень команд, введенных пользователем в командном режиме за текущий и предыдущий сеансы работы с системой.

Окно управления файлами (обозреватель файлов) служит для быстрого доступа к файлам при работе с системой.

Управлять информационными окнами можно с использованием пункта основного меню «Инструменты».

 

 

Рис.1.2. Информационные окна Scilab

 

Создание документа в системе Scilab может выполняться в различных режимах, ниже рассматриваются командный и программный режимы.

Документ при работе в командном режиме представляет собой последовательность команд пользователя и ответов системы, расположенных в командном окне.

Символ --> в окне команд показывает, что система готова к диалогу с пользователем. Командная строка может содержать одну или несколько команд, она завершается нажатием клавиши Enter. Строка реакции системы называется строкой вывода, она показывает результаты выполнения команды либо в стандартной переменной ответа ans, либо в переменной, заданной пользователем, например:

--> 5+3

ans=

--> b=5+3

b=

Переменная ans хранится в памяти и может использоваться в дальнейших вычислениях. Выражения или команды в строке разделяются символами «,» или «;». Результат вычисления выражения или команды, за которой следует запятая, выводится на экран в строку вывода. Результат вычисления выражения или команды, за которой следует точка с запятой, на экран не выводится, но сохраняется в памяти, например:

--> x=5, y=x+7;

x=

Отработанная командная строка не может быть выполнена повторно путем возвращения в нее курсора мыши в командном окне. Для нового выполнения команды она должна быть вызвана из стека команд нажатием клавиш ↑ или ↓. Если выражение не помещается в одной командной строке, то его можно перенести на следующую строку, а предыдущую закончить тремя точками.

В программном режиме пользователь создает программу, которая состоит из команд и выражений системы Scilab и хранится на диске в виде файла с типом. sce.

Последовательность обработки программы такова.

Шаг 1. Создать новый файл программы можно с помощью редактора SciNotes командой «Инструменты – Текстовый редактор SciNotes» или первой кнопкой на панели инструментов командного окна.

Шаг 2. Записать файл на диск с именем, содержащим тип.sce с помощью команды «Файл – Сохранить как» программного окна.

Шаг 3. Запустить программу на выполнение с помощью команды «Выполнить» основного меню программного окна, кнопкой F5 или кнопки на панели инструментов программного окна (рис.1.3).

Если компиляция программы прошла успешно, то результаты выполнения программы будут отражены в командном окне.

Рис.1.3. Запуск программы на выполнение

 

Если в результате компиляции были найдены ошибки в программе, то необходимо вызвать программу в окно программы и повторить последовательность, начиная с шага 1.