Octave

GNU Octave
Käyttöliittymä	Qt / teksti
Lisenssi	GPLv3+
Kotisivu	www.octave.org

Octave on numeeriseen laskentaan tarkoitettu Matlab-yhteensopivahko korkean tason kieli ja tulkki kyseiselle kielelle. Matlab on suljettu numeeriseen laskentaan tarkoitettu sovellus, jota käytetään paljon matemaattisilla aloilla.

Matlabin ja Octaven erot

Selkeä ero Matlabin ja Octaven välillä on siinä, että Octaveen ei ole toteutettu läheskään yhtä paljon funktioita kuin Matlabiin. Lisäksi joidenkin asioiden tekemiseen on Matlabissa ja Octavessa erinimiset funktiot, ja myös samannimisten funktioiden parametrit voivat erota. Dokumentaation lukeminen onkin välttämätöntä.

Asennus

Octave löytyy useimpien jakeluiden paketinhallinnasta nimellä octave. Lisätietoja ohjelmien asentamisesta löytyy artikkelista Ohjelmien asentaminen.. Octaven peruspaketissa ei yleensä tule kaikkia saatavilla olevia työkaluja, ja monien jakeluiden paketinhallintajärjestelmästä löytyykin yleensä lisäpaketteja, jotka lisäävät Octaveen toimintoja. Näitä voi etsiä pakettilistalta hakusanalla octave.

Lisäpaketit

Octavelle on olemassa monia lisäpaketteja, joita ei löydy läheskään kaikkien jakeluiden paketinhallintajärjestelmistä. Tällöin lisäpaketit on asennettava käsin.

Lisäpakettien hallintaan on Octavessa komento pkg, jolla esimerkiksi pakettien asentaminen onnistuu. Yleisimpiä paketteja löytyy Octaven kotisivujen pakettisivulta. Sivulta voidaan valita esimerkiksi luonnonvakioiden arvoja tuova PhysicalConstants-paketti, joka kopioidaan ensin omalle koneelle Download-linkistä.

Kun .tar.gz-muotoinen tiedosto on ladattu koneelle, siirrytään komentorivillä paketin tallennushakemistoon ja käynnistetään Octave. Tämän jälkeen ajetaan komento

pkg install paketin_tiedosto.nimi.tar.gz

esimerkiksi

pkg install physicalconstants-0.1.7.tar.gz

Tämän jälkeen paketin funktioita voi alkaa käyttää normaalisti: esimerkiksi valon nopeus tyhjiössä saataisiin komennolla

octave:1> physical_constant("SPEED_OF_LIGHT_IN_VACUUM")
ans =  299792458

Paketti voidaan ladata pois käytöstä komennolla pkg unload paketti, esimerkiksi tässä pkg unload physicalconstants. Vastaavasti lataaminen käyttöön tapahtuu komennolla pkg load. Kaikki asennetut paketit näkee komennolla pkg list; tässä listassa tähdellä merkityt paketit on sillä hetkellä ladattuna käyttöön. Paketin poistaminen tapahtuu komennolla pkg uninstall paketti.

Kannattaa kuitenkin aina tarkistaa, löytyisikö asennettava paketti jakelun paketinhallinnasta. Esimerkiksi tässä käytetty PhysicalConstants löytyy ainakin Debianin ja sen johdannaisten ohjelmalähteistä (paketti octave-physicalconstants).

Käyttö

Octaven kieli ja komennot ovat käytännössä samat kuin Matlabissa, joten internetistä löytyvät sadat Matlab-oppaat ovat hyvä lähtökohta Octaven käyttäjälle. Joitain oppaita on listattu artikkelin loppuun.

Octave käynnistyy yksinkertaisesti komennolla

octave

Komentorivillä Octavelle voi myös putkittaa syötettä, tällöin saattaa olla hyödyllistä välttää lisenssitulosteet valitsimella -q:

echo 1+1 | octave -q

Octave-skriptejä voi tehdä kuten yleisemminkin linuxilla #!-merkinnällä tekstitiedoston alussa:

#!/usr/bin/octave -qf
1+1

Tässä 1+1 ajetaan komentotulkin /usr/bin/octave -qf läpi, jolloin tulostuu "ans = 2"

Kieli

Octavea käytettäessä on muistettava, että se käsittelee yleensä kaikkia muuttujia matriiseina. Kieli onkin erityisen tehokas matriisien käsittelyyn ja siten lähes kaikkiin numeerisiin toimenpiteisiin.

Tietotyypit

Octavessa esittelemättömät muuttujat oletetaan kaksoistarkkuuden liukulukujen taulukoiksi, joiden ulottuvuus määräytyy siihen sijoitettavan taulukon koosta. 2-ulotteisia taulukoita, eli matriiseja, voidaan esitellä erottamalla saman rivin alkiot pilkulla ja rivit puolipisteellä:

octave:1> A=[1,2;3,4]
A =
  1   2
  3   4

Matriiseja voi myös määritellä lohkoittain:

octave:4> A=[[1,2;3,4],[5;5];[6,6,6]]
A =
   1   2   5
   3   4   5
   6   6   6

Laskuoperaattorit

Laskuoperaattoreissa huomioitavaa on, että vaikka yksittäisillä luvuilla operaattorit toimivat odotetusti, * ja / tarkoittavat matriisituloa ja matriisien jakolaskua.

Octave tulkitsee matriisien jakolaskun x/y lausekkeeksi (inverse(y')*x')', missä inverse(y) on y:n käänteismatriisi ja x' tarkoittaa matriisin x hermitointia (x:n alkioista otetaan kompleksikonjugaatti ja näin saatu matriisi transponoidaan).

Alkiokohtaiset operaatiot kirjoitetaan muodossa .* ja ./ .

Sijoitusoperaattori

Tyypillinen sijoitus muuttujaan A, joka siis ei säilytä välttämättä A:n aikaisempia dimensioita:

A=lauseke

Jos halutaan korvata vain osa A:sta, voidaan käyttää A:lle indeksimääreitä tavalliseen tapaan. Tällöin lausekkeen ja muuttujan määrätyn osan dimensioiden on oltava samat.

A(1:80,2)=zeros(80,1);

Funktiot

Funktioita voidaan määritellä function-avainsanalla seuraavasti:

function lista palautusarvoista = funktionimi (argumenttilista)
#funktion toiminnallinen osa, jossa mahdolliset sijoitukset paluuarvoihin
endfunction

Käyttöesimerkissä luodaan funktio, joka palauttaa argumenttiensa tulon ja summan, oletusarvo toiselle argumentille on 100, mikä on voimassa, kun tätä muuttujaa ei erikseen anneta parametrinä.

 octave:9> function [A,B] = funktio(C,D=100)
 > A=C*D;
 > B=C+D;
 > endfunction
 
 octave:12> [A,B]=funktio([1,2])
 A =
 
    100   200
 
 B =
 
    101   102

Aiheesta muualla

• Ohjelman kotisivu
• Matlabin ja Octaven erot englanninkielisessä wikikirjastossa

Oppaita

• Octaven virallinen ohjekirja
• Matlab-opas
• Suomenkielinen Matlab-opas
• Ohjeita Matlabin käyttöön - suomenkielinen artikkelisarja
• Matlab Programming englanninkielisessä wikikirjastossa
• Octave Programming Tutorial englanninkielisessä wikikirjastossa

Katso myös

• Gnuplot (Octave käyttää kuvaajien piirtämisessa Gnuplottia)
• Readline
• Latex
• Koctave
• QtiPlot
• Qtoctave
• Xoctave