dasar - dasar matlab

Dasar – dasar Matlab

1.      Pengertian Matlab

Matlab merupakan bahasa pemograman dengan kemampuan tinggi dalam bidang komputasi. Matlab memiliki kemampuan mengintegrasikan komputasi, visualisasi, dan pemograman. Oleh karenanya, matlab banyak digunakan dalam riset-riset yang memerlukan komputasi  numeric yang kompleks. Pengunaan matlab meliputi

·         Matematika dan komputasi

·         Pembentukan algorithm

·         Akuisi data

·         Pemodelan, simulasi, dan pembuatan prototype

·         Analisa data, explorasi, danvisualisasi

·         Grafik keilmuan dan bidang rekayasa

Matlab merupakan kepanjangan dari matrix laboratory. Sesuai dengan namanya, struktur data terdapat dalam matlab menggunakan matriks atau array berdimensi dua (double). Oleh karenanya penguasaan teori matriks mutlak diperlukan bagi pengguna pemula matlab agar mudah dalam  mempelajari dan memahami operasi-operasi ada di matlab.

2.      Memulai Matlab

Perhatikan desktop pada layar PC, mulailah matlab dengan melakukan double cliking pada shorcut  icon Matlab. Selanjutnya akan muncul tampilan seperti pada gambar berikut ini.

Gambar 1: jendela utama Matlab

Pada gambar diatas, terlihat beberapa jendela yang merupakan bagian penting dalam matlab, antara lain:

a.       Jendela perintah ( commond window)

Pada commond window, semua perintah matlab di tuliskan dan dieksekusi. Kita dapat menuliskan perintah sederhana, memanggil fungsi, mencari informasi tentang sebuah fungsi dengan aturan penulisannya (help), demo program, dan sebagainya.

Setiap penulisan perintah selalu diawali dengan prompt “>>” misal, mencari nilai sin 75⁰ ,maka pada command window kita dapat mengetikkan:

>>sin (75)

ans =

   -0.3878

b.      Jendela ruang kerja (workspace)

Jendela ini berisi informasi pemakaian variabel didalam memori matlab. Misalkan kita akan menjumlahkan dua bilangan, maka pada command window kita dapat mengetikkan:

>> bilangan1 = 10

bilangan1 =

    10

>> bilangan2 = 5

bilangan2 =

     5

>>hasil= bilangan1 + bilangan2

hasil =

    15

Untuk melihat variable yang aktif saat ini, kita dapat menggunakan perintah who.

>>who

Your variables are:

A          bilangan1  hasil      var_2     

ans        bilangan2  var1       x  

c.       Jendela histori (commond history)

Jendela ini berisi tentang perintah yang pernah dituliskan sebelumnya. Kita dapat mengambil kembali perintah dengan menekan tombol panah keatas atau mengklik perintah pada jendela histori, kemudian copy-paste ke commond window.

Gambar: commond history

3.      Variabel dan operator

3.1.Variabel

Seperti bahasa pemrograman lainnya, matlab pun memiliki variabel, tetapi dalam penulisannya, variable di dalam matlab tidak perlu dideklarasikan, karena matlab mampu mengenali tipe data dari variable dari isi variable tersebut. Aturan penulisan variable pada matlab sama dengan aturan bahasa pada pemograman lainnya, yaitu bersifat case sensitive, di awali dengan huruf dan selanjutnya boleh menggunakan gabungan huruf-angka atau tanda garis bawah. Matlab mampu mengenali sampai 31 karakter pertama, selanjutnya diabaikan.

Contoh:

>> var1=6.7

var1 =

    6.7000

>> var_2=[2  3  4]

var_2 =

     2     3     4

Semua tipe data di matlab memiliki bentuk yang sama, yaitu array. Array minimal berukuran 0x0 dan dapat bertambah menjadi array n x m dimensi dengan sebarang ukuran. Matlab mempunyai beberapa tipe data dasar (auto class), yaitu: logical, char, numeric, cell, structure, java classes, function handles.

3.2.Operator

Di dalam matlab, operator di klasifikasikan kedalam tiga bagian, yaitu:

a.    Operator aritmatika

Operator aritmatika di gunakan untuk mengerjakan komputasi numeric.

operator	Arti
+	Penjumlahan
-	Pengurangan
*	Perkalian (aturanmatriks)
.*	Perkalian masing-masing elemen yang bersesuaian (aturan array)
/	Pembagian kanan (matriks)
./	Pembagian kanan (array)
\	Pembagian kiri (matriks)
.\	Pembagian kiri (array)
^	Pangkat (matriks)
.^	Pangkat (array)
:	Langkah

b.    Operator relasional

Operator relasional digunakan untuk membandingkan operand-operand secara kuantitatif.

Operator	Arti
= =	Sama dengan
~=	Tidak sama dengan
<	Kurang dari
>	Lebih dari
<=	Kurang dari sama dengan
>=	Lebih dari sama dengan

c.    Operator logika

operator	Arti
&	Akan menghasilkan nilai 1 jika kedua elemen yang bersesuaian memiliki nilai true dan 0 untuk lainnya
|	Akan bernilai 1 jika salah satu elemennya bernilai true
~	Komplen dari elemen yang diinputkan
xor	Akan bernilai 1 jika salah satu dari kedua elemen memiliki nilai berbeda dan bernilai nol jika sama

4.      Matriks

Matlab menggunakan matriks sebagai dasar komputasinya, maka pengetahuan tentang matriks sangatlah diperlukan sebagai pengguna matlab. Secara garis besar matlab membagi matriks menjadi dua bagian.

4.1.Matriks Khusus

Matriks khusus merupakan matriks yang didefenisikan oleh matlab, sehingga kita tinggal menggunakannya. Contoh: matriks nol, matriks diagonal, matriks identitas, dan sebagainya.

a.       Matriks nol

Matriks yang elemennya bilangan nol

Bentuk umum:

>>zeros(n,m)

Contoh:

>>zeros(2,3)

ans =

     0     0     0

     0     0     0

b.      Matriks satu

Matriks yang elemennya bilangan nol

Bentuk umum:

>>ones(n,m)

Contoh:

>>ones(3,3)

ans =

     1     1     1

     1     1     1

     1     1     1

c.       Matriks identitas

Bentuk umum:

>>eye(n)

Contoh:

>>eye(3)

ans =

     1     0     0

     0     1     0

     0     0     1

d.      Matriks bujur sangkar ajaib

Matriks yang memiliki jumlahan yang sama pada tiap baris, kolom maupun diagonalnya

Bentuk umum:

>>magic(n)

Contoh:

>>magic(4)

ans =

    16     2     3    13

     5    11    10     8

     9     7     6    12

     4    14    15     1

e.      Matriks acak

Matriks isinya bernilai acak berdasarkan distribusi statistic.

Bentuk umum:

>>rand(n,m)

Contoh:

>>rand(4,4)

ans =

    0.9501    0.8913    0.8214    0.9218

    0.2311    0.7621    0.4447    0.7382

    0.6068    0.4565    0.6154    0.1763

    0.4860    0.0185    0.7919    0.4057

4.2.Matriks yang didefenisikan oleh pengguna

Selain bentuk khusus, matlab juga menyediakan bentuk matriks yang difenisikan oleh pengguna, yaitu menggunakan tanda kurung siku.

Contoh:

>> A=[1  2  3;  3  4  5]

A =

     1     2     3

     3     4     5

Tanda semicolon (;) digunakan untuk memisahkan baris satu dengan yang lain.

5.      Pemograman M-File

M-file merupakan sederetan perintah matlab yang dituliskan secara berurutan sebagai sebuah file. Nama file yang tersimpan akan memiliki ekstensi. M yang menandakan bahwa file yang dibuat adalah file matlab. M – file dapat ditulis sebagai sebuah script atau dapat pula ditulis sebagai sebuah fungsi yang menerima argument atau masukan yang menghasilkan output.

Contoh script sederhana dari matlab

Jika di runningkan hasilnya akan terlihat dicommond window seperti berikut:

6.      Fungsi

Fungsi adalah m-file menerima argument input dan menghasilkan argument output. Fungsi dapat dipanggil langsung dari commond window atau dari suatu m-file yang berbeda. Aturan penulisan fungsi adalah sebagai berikut.

Function[x1,x2] = akar(a,b,c)

Argumen input,  harus di beri tanda kurungV

Namafungsi

Argumen output, jika lebih dari 1 harus di beri tanda kurung siku

keyword

 

                    

Fungsi di dalam matlab jika di simpan secara default akan tersimpan dengan nama yang sama dengan nama fungsinya.

Contohfungsi:

Jika kita akan menggunakan fungsi tersebut, maka pada command window kita tuliskan:

>>akar(1,8,-2)

Maka akan menghasilkan

x1=

    1.1231

x2=

    -7.1231

7.      Grafik

Matlab mempunyai bermacam-macam fungsi untuk menampilkan grafik, dimana setiap fungsi memiliki perbedaan dalam melaksanakan garis sumbu. Setiap menerima inputan dalam bentuk vector atau matriks, matlab akan melaksanakan secara otomatis.

7.1.Plot

Fungsi plot digunakan untuk menggabar grafik 2D dengan skala linier pada kedua sumbunya.

Contoh:

>>x=-10:10;

>>y=x.^2;

>>plot(x,y)

Hasilnya akan tampak sebagai berikut:

7.2.Plot3

Fungsi plot3 digunakan untuk menampilkan grafik  3 dimensi.  Plot3 memerlukan 3 argument dengan bentuk plot3(x,y,z), dimana x,y,z merupakan 3 bagian vector yang sama panjang.

                 

Contoh:

>>t=0:pi/100:10*pi;

>>plot3(sin(2*t),t)

Hasilnya akan tampak sebagai berikut:

7.3.Bar

Fungsi bar digunakan untuk menampilkan data yang berbentuk vector maupun matriks. Grafik bar digunakan untuk menampilkan sekumpulan data selama kurun waktu tertentu dan cocok untuk menampilkan data dalam bentuk diskrit.

Contoh:

Hasilnya akan tampak sebagai berikut:

7.4.Pie

Fungsi pie digunakan untuk menampilkan data secara prosentase, dimana setiap elemen data akan dibandingkan dengan penjumlahan seluruh data yang ada. Grafik pie dapat disajikan dalam bentuk 2 dimensi maupun 3 dimensi.

Contoh:

>> x=[10 20 45 25];

>>pie(x, {'A', 'B', 'C', 'D'})

>> pie3(x, {'A', 'B', 'C', 'D'})

Perintah diatas akan menghasilkan gambar sebagai berikut:

7.5. Stem

Fungsi stem cocok digunakan untuk menampilkan data dalam bentuk diskrit.

Contoh:

>>  x=1:10;

>> y=rand(1,10);

>>stem(x,y)

8.      Statement control

       Samasepertibahasapemogramanlain, matlabjugamemiliki statement control. Berikutadalahbeberapapembahasan statement control yang ada di matlab.

8.1.if, else, danelself

ifmerupakan statement control yang digunakanuntukmengevaluasiekspresilogikadanmengeksekusikelompok statement yang didasarkanpadanilaiekspresi. Penulisan control if else adalahsebagaiberikut:

if<ekspresilogika>

statemen‐statemen

else if <ekspresilogika>

statemen‐statemen

else<ekspresilogika>

statemen‐statemen

end

contoh:

8.2. While

While digunakan untuk melakukan proses perulangan selama kondisi ekspresi terpenuhi. Begitu kondisi sudah tidak terpenuhi lagi, maka proses perulangan akan langsung dihentikan.

Bentuk umum dari while adalah:

While <ekspresi>

Statemen‐statemen

end

contoh:

8.3. For

For digunakan untuk melakukan proses perulangan selama kondisi ekspresi terpenuhi. Perbedaannya dengan while adalah for jumlah perulangan dapat diketahui, sedangkan pada while bergantung pada nilai ekspresi.

Bentukumumdari for adalah:

For indeks=nila iawal:step:nilai akhir

Statemen‐statemen

end

contoh:

8.4.Continu dan break

Statement continu dan break digunakan pada statement control for atau while. Fungsi continu adalah melanjutkan keiterasi berikutnya tanpa menjalankan statement yang ada di bawah kondisi continu. Sedangkan break, digunakan untuk menghentikan proses itersi tanpa melanjutkan perulangan.

Contoh: