Informatik für Ingenieure

Eine Einführung mit MATLAB, Simulink und Stateflow
 
 
Hanser, Carl (Verlag)
  • 1. Auflage
  • |
  • erschienen am 10. April 2017
  • |
  • 417 Seiten
 
E-Book | PDF mit Wasserzeichen-DRM | Systemvoraussetzungen
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978-3-446-45116-2 (ISBN)
 
Produktentwicklung mithilfe von Software: Informatik für Ingenieure

Eine Einführung in grundlegende Themen der Ingenieurinformatik, praxisnah und anschaulich erklärt

Umfassende Programmierkenntnisse werden für Ingenieure immer wichtiger, vor allem im Bereich der Produktentwicklung. Dieses Lehrbuch erklärt die Grundlagen der Ingenieurinformatik beispielhaft anhand von MATLAB und gibt zahlreiche Anwendungsbeispiele. Die dabei vorgestellten Zusammenhänge und Prinzipien sind allgemeingültig und lassen sich daher auch problemlos auf andere Programmiersprachen übertragen.
Weitere Übungen und Programmbeispiele finden Sie unter: www.tinyurl.com/fhrosenheim-Uebungen
Hinweise zur Erstellung eigener Apps sowie weitere Übungen mit Lösungen sind unter
http://www.hanser-fachbuch.de/buch/Informatik+fuer+Ingenieure/9783446443631abrufbar.

Das ideale Lehrbuch für angehende Ingenieure

Das Lehrbuch richtet sich an Studierende aller ingenieurwissenschaftlichen Studiengänge. Es eignet sich besonders für die Bachelorausbildung in den Studienschwerpunkten Elektro- und Informationstechnik, Mechatronik, Maschinenbau, Automatisierungstechnik sowie Energie- und Gebäudetechnik.
  • Deutsch
  • München
  • |
  • Deutschland
  • 62,50 MB
978-3-446-45116-2 (9783446451162)
3446451161 (3446451161)
http://dx.doi.org/10.3139/9783446451162
weitere Ausgaben werden ermittelt
Prof. Dr.-Ing. Rainer Hagl lehrt an der Hochschule Rosenheim in den ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen.
1 - Inhalt [Seite 12]
2 - 1 Einführung [Seite 16]
2.1 - 1.1 Historie Rechenmaschinen [Seite 19]
2.2 - 1.2 Computerunterstützung bei der Lösung mathematischer Aufgaben [Seite 26]
2.3 - 1.3 Modellbasierte Steuergeräteentwicklung [Seite 30]
3 - 2 Grundlagen der Programmierung [Seite 36]
3.1 - 2.1 Erste Schritte in MATLAB und Grundregeln [Seite 37]
3.1.1 - 2.1.1 Bedienoberfläche [Seite 37]
3.1.2 - 2.1.2 Wertezuweisung und Variablendefinition [Seite 40]
3.1.3 - 2.1.3 Hilfeunterstützung und elektronische Dokumentation [Seite 45]
3.1.4 - 2.1.4 Ein- und mehrdimensionale Felder [Seite 48]
3.1.5 - 2.1.5 Arithmetische Operatoren für den Einstieg [Seite 50]
3.1.6 - 2.1.6 Relationale und logische Operatoren [Seite 52]
3.1.7 - 2.1.7 Sonderzeichen [Seite 54]
3.1.8 - 2.1.8 MATLAB Editor [Seite 56]
3.1.9 - 2.1.9 Programmbeispiel [Seite 62]
3.1.10 - 2.1.10 Script und Function [Seite 65]
3.1.11 - 2.1.11 Workspace und Gültigkeitsbereich von Variablen [Seite 74]
3.1.12 - 2.1.12 Arbeitsverzeichnisse [Seite 76]
3.1.13 - 2.1.13 Fehlersuche und Debugger [Seite 79]
3.1.14 - 2.1.14 Freigabe und Initialisierung von Speicherbereichen [Seite 83]
3.1.15 - 2.1.15 MATLAB Version [Seite 84]
3.1.16 - 2.1.16 Auffinden des Verzeichnisses von Funktionen [Seite 85]
3.2 - 2.2 Vektoren und Matrizen [Seite 86]
3.2.1 - 2.2.1 Teilentnahmen von Elementen bei Vektoren und Matrizen [Seite 87]
3.2.2 - 2.2.2 Automatisierte Bestimmung von Indizes [Seite 87]
3.2.3 - 2.2.3 Automatisierte Bestimmung der Dimensionen [Seite 88]
3.2.4 - 2.2.4 Vorbelegung [Seite 89]
3.2.5 - 2.2.5 Automatisiertes Zusammenfügen von Vektoren und Matrizen [Seite 90]
3.3 - 2.3 Zeichenketten [Seite 91]
3.3.1 - 2.3.1 Grundlagen [Seite 91]
3.3.2 - 2.3.2 Klassenumwandlungen [Seite 93]
3.3.3 - 2.3.3 Ausführung als MATLAB Anweisung [Seite 93]
3.4 - 2.4 Structure Array [Seite 94]
3.5 - 2.5 Cell Array [Seite 96]
3.6 - 2.6 Objekte [Seite 97]
3.7 - 2.7 Ablauf- und Kontrollstrukturen [Seite 99]
3.7.1 - 2.7.1 If-Verzweigungen [Seite 99]
3.7.2 - 2.7.2 Switch-Verzweigung [Seite 101]
3.7.3 - 2.7.3 For-Schleife [Seite 102]
3.7.4 - 2.7.4 While-Schleife [Seite 103]
3.7.5 - 2.7.5 Schleifenunterbrechung (break) [Seite 104]
3.7.6 - 2.7.6 Try/catch-Verzweigung [Seite 105]
3.7.7 - 2.7.7 Pause [Seite 107]
3.8 - 2.8 Text einlesen und ausgeben [Seite 107]
3.9 - 2.9 Daten einlesen und speichern [Seite 110]
3.9.1 - 2.9.1 Allgemein übliche Dateiformate [Seite 110]
3.9.2 - 2.9.2 MATLAB spezifisches Dateiformat [Seite 112]
3.10 - 2.10 Grafische Visualisierung [Seite 114]
3.10.1 - 2.10.1 Zweidimensionale Visualisierung [Seite 115]
3.10.2 - 2.10.2 Dreidimensionale Visualisierung [Seite 121]
3.11 - 2.11 MATLAB Grundeinstellungen [Seite 127]
3.11.1 - 2.11.1 Einrückungen [Seite 127]
3.11.2 - 2.11.2 Autosave [Seite 128]
3.11.3 - 2.11.3 Kopien von Grafiken in Dokumente [Seite 129]
4 - 3 Grafische Bedienoberflächen [Seite 131]
4.1 - 3.1 Grafische Elemente (Graphics Objects) [Seite 133]
4.1.1 - 3.1.1 Eigenschaften (Properties) [Seite 134]
4.1.2 - 3.1.2 Identifizierungskennzeichen (Handle) [Seite 137]
4.1.3 - 3.1.3 Abfrage von Eigenschaften [Seite 140]
4.1.4 - 3.1.4 Veränderung von Eigenschaften [Seite 143]
4.1.5 - 3.1.5 Hierarchie grafischer Elemente [Seite 146]
4.1.6 - 3.1.6 Ermittlung von Identifizierungskennzeichen (Handle) [Seite 147]
4.1.7 - 3.1.7 Aktuelles Identifizierungskennzeichen (Handle) [Seite 149]
4.1.8 - 3.1.8 Festlegung des Achssystems [Seite 150]
4.1.9 - 3.1.9 Achsbeschriftungen [Seite 151]
4.2 - 3.2 Entwicklung grafischer Bedienoberflächen [Seite 153]
4.2.1 - 3.2.1 Beispielaufgabe [Seite 153]
4.2.2 - 3.2.2 Programmatic GUI [Seite 157]
4.2.3 - 3.2.3 Platzierung grafischer Bedienelemente [Seite 160]
4.2.4 - 3.2.4 Callback [Seite 162]
4.2.5 - 3.2.5 Menüleiste [Seite 162]
4.2.6 - 3.2.6 Symbolleiste [Seite 165]
4.2.7 - 3.2.7 Ablaufsteuerung [Seite 167]
4.2.8 - 3.2.8 Entwicklungsumgebung Guide [Seite 168]
4.2.9 - 3.2.9 Ausrichtung grafischer Bedienelemente (Alignment) [Seite 175]
4.2.10 - 3.2.10 Eigenschaften grafischer Bedienelemente (Properties) [Seite 175]
4.2.11 - 3.2.11 Tags [Seite 178]
4.2.12 - 3.2.12 Callback Guide [Seite 184]
4.2.13 - 3.2.13 Object Browser [Seite 186]
4.2.14 - 3.2.14 Tab Order Editor [Seite 187]
4.2.15 - 3.2.15 Datenorganisation [Seite 187]
4.2.16 - 3.2.16 Beispiel [Seite 188]
4.3 - 3.3 Kapselung der grafischen Bedienoberfläche [Seite 191]
4.3.1 - 3.3.1 Callbacks als Funktion [Seite 192]
4.3.2 - 3.3.2 Lokale Datenhaltung [Seite 193]
4.4 - 3.4 Guide Template [Seite 196]
4.4.1 - 3.4.1 Erzeugung von "function handles" [Seite 197]
4.4.2 - 3.4.2 Datenverwaltung [Seite 202]
4.4.3 - 3.4.3 Funktionsergänzungen [Seite 203]
4.5 - 3.5 Animation [Seite 204]
4.6 - 3.6 Eigenständige Applikationen (Apps) [Seite 205]
5 - 4 Zahlenformate [Seite 207]
5.1 - 4.1 Ganze Zahlen [Seite 207]
5.2 - 4.2 Gleitkommazahlen und Festkommazahlen [Seite 214]
5.3 - 4.3 Zahlenformate in MATLAB [Seite 218]
5.4 - 4.4 Über- oder Unterschreitung des Wertebereiches [Seite 220]
5.5 - 4.5 Auflösungsgrenzen bei Berechnungen [Seite 221]
5.6 - 4.6 Komplexe Zahlen [Seite 223]
6 - 5 Numerische Integration [Seite 224]
6.1 - 5.1 Mathematische Problemstellung [Seite 225]
6.2 - 5.2 Explizites Euler-Verfahren [Seite 227]
6.3 - 5.3 Runge-Kutta-Verfahren [Seite 233]
6.4 - 5.4 Berechnungsgenauigkeit und Berechnungsdauer [Seite 234]
6.5 - 5.5 Einschritt- und Mehrschrittverfahren [Seite 237]
6.6 - 5.6 Verfahren mit variabler Schrittweite [Seite 237]
6.7 - 5.7 Steife Systeme [Seite 239]
6.8 - 5.8 Numerische Integration mit MATLAB [Seite 240]
7 - 6 Zeitgesteuerte Systeme (Simulink) [Seite 246]
7.1 - 6.1 Modellerstellung [Seite 249]
7.2 - 6.2 Eigenschaften von Blöcken [Seite 266]
7.3 - 6.3 Simulation [Seite 269]
7.4 - 6.4 Visualisierung und Weiterverarbeitung der Simulationsergebnisse [Seite 272]
7.5 - 6.5 Dashboard-Blöcke [Seite 278]
7.6 - 6.6 Externe Beeinflussung von Blockparametern [Seite 281]
7.7 - 6.7 Hierarchisches Modell und Verbesserung der Übersichtlichkeit [Seite 284]
7.8 - 6.8 Model Explorer [Seite 289]
7.9 - 6.9 Physikalische Modellierung [Seite 289]
7.10 - 6.10 Codegenerierung [Seite 295]
8 - 7 Ereignisdiskrete Systeme (Stateflow) [Seite 296]
8.1 - 7.1 Entwicklungsumgebung Stateflow [Seite 297]
8.2 - 7.2 Beispielsystem [Seite 302]
8.3 - 7.3 Flussdiagramme [Seite 303]
8.3.1 - 7.3.1 Modellerstellung [Seite 306]
8.3.2 - 7.3.2 Vorgefertigte Musterabläufe [Seite 316]
8.3.3 - 7.3.3 Backtracking [Seite 319]
8.3.4 - 7.3.4 Designrichtlinien [Seite 321]
8.4 - 7.4 Zustandsdiagramme [Seite 321]
8.4.1 - 7.4.1 Modellerstellung [Seite 324]
8.4.2 - 7.4.2 Aktualisierungsbeispiel [Seite 334]
8.4.3 - 7.4.3 Super Step [Seite 335]
8.4.4 - 7.4.4 Flussdiagramm in einem Zustand [Seite 336]
8.4.5 - 7.4.5 Designrichtlinien [Seite 338]
8.4.6 - 7.4.6 Hierarchische Modelle [Seite 338]
8.4.7 - 7.4.7 History Junction [Seite 342]
8.4.8 - 7.4.8 Parallele Zustände [Seite 344]
8.4.9 - 7.4.9 Events [Seite 346]
8.4.10 - 7.4.10 Funktionsaufrufe [Seite 362]
8.5 - 7.5 Tabellarische Beschreibung von Zustandsautomaten [Seite 367]
8.5.1 - 7.5.1 Wahrheitstabellen [Seite 368]
8.5.2 - 7.5.2 Zustandsübergangstabellen [Seite 372]
8.6 - 7.6 Simulation und Debugging [Seite 379]
9 - 8 Paralleles Rechnen [Seite 383]
9.1 - 8.1 Vorarbeit serielle Codeoptimierung [Seite 386]
9.2 - 8.2 Eingebaute Parallelisierung [Seite 388]
9.3 - 8.3 Auswahl der Hardware-Ressourcen [Seite 389]
9.4 - 8.4 Parallele for-Schleifen [Seite 391]
9.5 - 8.5 Batch jobs und Cluster [Seite 393]
10 - 9 Symbolisches Rechnen [Seite 400]
10.1 - 9.1 Umformen von algebraischen Ausdrücken [Seite 401]
10.2 - 9.2 Lösung von Gleichungen [Seite 402]
10.2.1 - 9.2.1 Lineare Gleichungen [Seite 402]
10.2.2 - 9.2.2 Nichtlineare Gleichungen [Seite 404]
10.3 - 9.3 Taylorreihen [Seite 404]
10.4 - 9.4 Laplace-Transformation [Seite 405]
10.5 - 9.5 Integrieren von Funktionen [Seite 405]
10.6 - 9.6 Differenzieren von Funktionen [Seite 406]
10.7 - 9.7 Lösung von Differentialgleichungen [Seite 407]
11 - Literatur [Seite 411]
12 - Index [Seite 412]

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