کتاب Programming and Engineering Computing with MATLAB 2023 تألیف دکتر Huei-Huang Lee (دانشیار دپارتمان علوم مهندسی دانشگاه ملی چنگ کونگ تایوان) از انتشارات SDC Publications، یکی از دقیق‌ترین مراجع آموزش برنامه‌نویسی و محاسبات عددی مهندسی در متلب است.
این کتاب به‌صورت گام‌به‌گام و بر پایه رویکرد «یادگیری با انجام کار (Learning by doing)» تدوین شده و از صفر مطلق (آشنایی با محیط، انواع متغیرها و ساختارهای کنترلی) تا مباحث محاسبات مهندسی (حل عددی و نمادین، برازش منحنی، بهینه‌سازی و حل معادلات دیفرانسیل) و رابطهای کاربری (App Designer و GUIDE) را پوشش میدهد.
مشخصات شناسنامه‌ای کتاب
- عنوان کامل: Programming and Engineering Computing with MATLAB 2023
- نویسنده: Huei-Huang Lee (دانشگاه ملی چنگ کونگ - NCKU تایوان)
- ناشر: SDC Publications
- سال انتشار: 2023
- شابک (ISBN-13): 978-1-63057-624-0
- شابک (ISBN-10): 1-63057-624-7
- تعداد صفحات: ۵۳۰+ صفحه
- سطح مخاطب: دانشجویان کارشناسی و تحصیلات تکمیلی مهندسی (مکانیک، عمران، هوافضا و برق)
- فرمت فایل: PDF اورجینال متنی با فهرست فعال
سرفصل‌های تفصیلی کتاب
کتاب در ۱۳ فصل جامع همراه با جدول‌های جمع‌بندی توابع و تمرین‌های کاربردی مهندسی سازمان‌دهی شده است:
فصل ۱: شروع به کار، محیط دسکتاپ و مروری بر متلب (Getting Started & Overview)
- ورود و خروج، پنجره Command Window و اجرای دستورات
- ماتریس‌ها و آرایه‌ها، رسم نمودارهای ۲ بعدی و سطحی (Surface Plots)
- اسکریپت‌نویسی معمولی و Live Scripts
- محاسبات نمادین (Symbolic Math)
- ورودی و خروجی متنی و باینری، دیباگ کدها، کار با تصاویر و صوت
- ساختارهای داده پایه (Cell Arrays و Structures) و آشنایی با رابطهای کاربری (GUIDE و App Designer)
فصل ۲: انواع داده، عملگرها و عبارات محاسباتی (Data Types, Operators & Expressions)
- اعداد صحیح علامت‌دار و بدون علامت (
uintوint)، ممیز شناور (Single و Double) - رشته‌ها، کاراکترها و داده‌های منطقی (Logical)
- اعمال ریاضی، رابطهای و منطقی روی ماتریس‌ها
- توابع
sum،prod،minوmax - مثال‌های مهندسی: تقریب توابع، حل سری معادله لاپلاس، تحلیل خیز تیرها (Deflection of Beams) و ارتعاشات ماشین‌آلات بر روی تکیه‌گاه
فصل ۳: ساختارهای کنترلی، توابع و برنامه‌نویسی (Flow Controls & Functions)
- شرط‌های
ifوswitch، حلقه‌هایforوwhile - توابع کاربر (User-Defined Functions)، زیرتوابع (Subfunctions) و توابع تو در تو (Nested)
- هندل‌های توابع (Function Handles) و توابع بی‌نام (Anonymous Functions)
- تقدم فراخوانی و ساختار فایل‌های برنامه
- پروژه مهندسی: کدنویسی تحلیل خرپاهای معین استاتیکی (نسخه‌های ۱.۰ و ۲.۰)
فصل ۴: داده‌ساختارهای پیشرفته و شیءگرایی (Advanced Data Types & Classes)
- آرایه‌های سلولی (
cell) و توابع با ورودی متغیر (varargin) - ساختارها (
struct) و جداول داده (table) - تبدیل انواع ساختارهای داده به یکدیگر
- برنامه‌نویسی شیء‌گرا و کلاس‌های سفارشی (User-Defined Classes)
- پروژه مهندسی: توسعه اسکریپت تحلیل خرپای معین (نسخه ۳.۰)
فصل ۵: مصورسازی پیشرفته داده‌ها (Data Visualization: Plots)
- سلسله‌مراتب اشیاء گرافیکی (Graphics Objects) و مشخصات Figure و Axes
- شخصی‌سازی خطوط، مارکرها، متون، علائم یونانی و Legend
- نمودارهای میله‌ای (Bar)، دایره‌ای (Pie) و خطوط سه‌بعدی
- سطوح سه‌بعدی (
meshوsurf)، کانتورها (Contour Plots) - نمودارهای برداری (Vector/Quiver)، خطوط جریان (Streamline) و Isosurface
فصل ۶: انیمیشن، تصویر، صوت و ویدیو (Media & Animations)
- انیمیشن خطوط با
comet، جریان ذرات و شبیه‌سازی مکانیزم موتور - پردازش تصاویر اندیس‌دار و رنگی (RGB)، ضبط و پخش صوت و ویدیو
- پروژه مهندسی: نمایش خروجی متحرک خرپای معین (نسخه ۴.۰)
فصل ۷: ورودی و خروجی داده‌ها (Data Import & Export)
- خواندن و نوشتن سطح پایین فایل‌های متنی (
fprintf,fscanf) و باینری - ذخیره و بارگذاری فایل‌های
.mat - ارتباط با فایل‌های متنی جداشده (ASCII-delimited) و فایل‌های اکسل (
readtable,writetable)
فصل ۸: توسعه واسط گرافیکی کاربر (GUI & App Designer)
- پنجره‌های محاوره‌ای پیش‌فرض (Dialog Boxes)
- کنترل‌های UI (دکمه، اسلایدر، جدول، پنل و منو)
- طراحی با ابزار سنتی GUIDE
- ساخت نرم‌افزارهای مدرن با App Designer
- پروژه مهندسی: ساخت اپلیکیشن کامل تحلیل خرپا با جدول UI (نسخه ۵.۰)
فصل ۹: محاسبات نمادین (Symbolic Mathematics)
- متغیرها، توابع و ساده‌سازی عبارات جبری نمادین
- مشتق‌گیری نمادین و محاسبه انحنای منحنی
- انتگرال‌گیری، حد، بسط سری تیلور و حل معادلات جبری
- معکوس ماتریس نمادین (قانون هوک) و حل معادلات دیفرانسیل معمولی (ODE)
فصل ۱۰: جبر خطی، چندجمله‌ای‌ها، برازش منحنی و درونیابی
- ضرب بردارها و حل دستگاه معادلات خطی با عملگر اسلش وارونه (
\) - محاسبه مقادیر و بردارهای ویژه (Eigenvalues)
- ریشه‌یابی و عملیات روی چندجمله‌ای‌ها
- برازش منحنی چندجمله‌ای و خطی (مثال مونتاژ ترمز)
- درونیابی ۱ بعدی و ۲ بعدی
فصل ۱۱: مشتق‌گیری، انتگرال‌گیری و معادلات دیفرانسیل عددی
- مشتق عددی و انتگرال‌گیری عددی با
trapzوintegral - محاسبه مساحت، طول قوس و مرکز سطح
- انتگرال دوگانه (محاسبه حجم زیر سقف قوسی استادیوم)
- مسائل مقدار اولیه (IVP) و ارتعاش جرم و فنر
- مسائل مقدار مرزی (ODE-BVP): خیز تیرها تحت بارگذاری
- مسائل مقدار اولیه-مرزی (IBVP): هدایت حرارتی گذرا در دیوار
فصل ۱۲: معادلات غیرخطی و بهینه‌سازی (Nonlinear Equations & Optimization)
- حل دستگاه معادلات غیرخطی (برخورد منحنی‌ها و سینماتیک مکانیزم ۴ میله‌ای)
- برنامه‌ریزی خطی (
linprog) و خطی با اعداد صحیح مختلط (intlinprog) - بهینه‌سازی نامقید تک‌متغیره و چندمتغیره (
fminbnd,fminunc,fminsearch) - رگرسیون خطی چندمتغیره و برازش منحنی غیرخطی (
lsqcurvefit,lsqnonlin) - بهینه‌سازی مقید با
fmincon
فصل ۱۳: آمار و تحلیل داده‌های مهندسی (Statistics)
- آمار توصیفی و توزیع نرمال
- قضیه حد مرکزی و فواصل اطمینان
- توزیع‌های Chi-Square، t-Student و F-Distribution
- آزمون‌های آماری تک‌نمونه‌ای و دونمونه‌ای (t-Test و F-Test) برای کنترل کیفیت قطعات
ویژگی‌های منحصربه‌فرد این منبع آموزشی
- پروژه محوری مستمر (تحلیل گام‌به‌گام خرپا): از فصل ۳ تا فصل ۸، یک مسئله مهندسی تحلیل خرپا در پنج نسخه متفاوت (کد ساده، کد ساختاریافته، استفاده از Structure و Table، خروجی گرافیکی متحرک و نهایتاً ساخت اپلیکیشن GUI) توسعه داده می‌شود.
- شامل جداول مرجع توابع: در انتهای هر مبحث، تمام توابع مرتبط متلب همراه با نوع آرگومان‌های ورودی و خروجی در قالب جداول منظم گردآوری شده‌اند.
- تمرکز بر مسائل واقعی مهندسی: مثال‌ها انتزاعی نیستند و مستقیماً مسائلی نظیر ارتعاشات، انتقال حرارت، خیز تیر، سینماتیک مکانیزم‌ها و مقاومت مصالح را حل می‌کنند.
باکس دانلود فایل‌ها
دانلود کتاب
79.82 MB
نظرات و پرسش‌های شما
0 دیدگاه ثبت شده