3. Шевель А. “Linux. Обработка текстов. Специальный справочник.” - Спб.: Питер, 2001. - 384 с.:ил.
В Linux широко используются около десятка текстовых редакторов. Каждый из них хорош для своих целей. Но наиболее часто используемыми все же являются редакторы vi и emacs.
1. Редактор vi – один из старейших и мощнейших редакторов в Linux. Он работает даже на таких аппаратных терминалах как VT100 и XTERM. Современный вариант этого редактора называется vim (Vi IMproved – улучшенный vi). vim эмулирует все команды vi, и в то же время добавляет много дополнительных возможностей, таких как:
- многоуровневый процесс отмены ранее выполненных действий (undo);
- использование нескольких окон редактирования;
- редактирование командной строки;
- встроенная справочная система (команда :help) и многое другое.
Мы с вами будем обсуждать именно vim – расширенный вариант vi.
Запуск редактора производится командой vim:
vim <имя файла>
Если вы запустили vim без указания имени файла, то Вы можете или начать редактирование, или открыть файл командой :edit полное_имя_файла<Enter>.
Сохранить текущий файл можно с помощью команды :w <имя_файла><Enter>. Параметр имя_файла в команде сохранения необязателен. Если он не указан, что файл будет сохранен с тем же именем, с которым и был открыт. Если же вы редактируете новый файл, то имя указать обязательно.
Выйти из vim можно по команде :q<Enter>. Для того, чтобы выйти из редактора, сохранив все сделанные изменения, используйте комбинацию команд :qw <имя файла><Enter>, а для отмены сохранения всех сделанных изменений - :q!<Enter>.
vim может работать в нескольких режимах: просмотра и ввода команд(по умолчанию), редактирования и выделения.
Из-за того, что редактор обеспечивает совместимость с разными типами терминалов, кроме стандартных клавиш управления, он поддерживает клавиши буквенной клавиатуры для управления курсором: ^
k
< h l >
j
v
Такой режим перемещения работает только в режиме просмотра и режиме выделения.
Для того, чтобы узнать, в каком месте файла Вы сейчас находитесь, нажмите <Ctrl+g>. Внизу экрана появится строка состояния, в которой будет указано имя редактируемого файла и текущая позиция в нем.
Для перехода к концу файла, Вам необходимо нажать комбинацию <Shift+G>. Если же нужно перейти к какой-то определенной строке в файле, нажмите <№строки Shift+G>, например для перехода к 35 строке: <3><5><Shift+G>
Поиск по файлу производится с помощью команды / (аналогично поиску в less). По умолчанию поиск регистрозависимый (то есть маленькие и большие буквы считаются разными). Изменить это можно с помощью команды :set ic<Enter>. Подсветить цветом все искомые совпадения можно командой :set hls<Enter>.
Продолжить поиск до следующего вхождения вниз по тексту можно командой <n>, а вверх по тексту - <Shift+N>.
Для удаления символов в режиме ввода команд, Вам необходимо нажать <Del> или <x>, а для удаления сразу целой строки – <dd>. Если понадобилось удалить сразу несколько строк, то перед вводом команды <dd>, необходимо ввести число удаляемых строк (например: <5dd> удалит 5 строк, включая текущую вниз по тексту). Для удаления всех символов до конца слова необходимо набрать команду <dw>, а до конца строки – <d$>. Если же необходимо удалить строку до ее начала – используйте комбинацию <d^>.
Для начала редактирования (вставки текста) необходимо нажать <Insert> или <i>. Перевести vim в режим замены символов в режиме редактирования также может клавиша <Insert>, а в обычном режиме - <Shift+R>. Выйти из режима редактирования можно с помощью нажатия <Esc>
Если в процессе редактирования Вы сделали ошибку, и Вам необходимо выполнить откат выполненных действий, то:
- перейти в режим ввода команд;
- нажать <u>.
Откат выполненной операции также действует на операции удаления символов, строк, слов и частей строк. Для отката отката (возврата выполненных команд) используется комбинация <Ctrl+r>.
При выполнении операций удаления, удаленный текст помещается в буфер. Этот буфер можно вставить потом в любое место в редактируемом тексте. Делается это нажатием клавиши <r>. Вставляемый текст будет помещен после текущей строки.
Для изменения части слова используется команда <cw>. Встав над словом, которое необходимо исправить, нажмите <cw>. После этого все знаки слова, начиная с позиции курсора будут удалены и vim перейдет в режим редактирования.
Команда <c> используется с теми же параметрами, что и команда удаления, за исключением начала строки:
<cw> – редактировать до конца слова
<c$> - редактировать до конца строки
Можно применять цифры, например:
<2cw> - редактировать до конца второго слова, включая текущее
<5c$> - редактировать до конца пятой строки, включая текущую.
Vim позволяет производить замену:
:s/было/стало/g – сделать замену в текущей строке
:1,20s/было/стало/g – сделать замену в строках с 1 по 20-ю
:%s/было/стало/g – сделать замену во всем файле
:30,100s/было/стало/gc – сделать замену в строках с 30 по 100 и спрашивать при каждой замене разрешения сделать ее.
Для вставки файла (слияния) используется команда :r имя_файла <Enter>. В результате выполнения этой команды файл имя_файла будет прочитан и вставлен после текущей строки.
Во время работы с редактором часто возникает необходимость выполнить команду оболочки без выхода из редактора. Vim предоставляет такую возможность:
:!команда – выполнить команду “команда”
:!ls – выполнить команду ls
Во время выполнения команд нужно учитывать, что все команды действуют в пределах вновь вызванного командного интерпретатора, и потому не меняют системного окружения текущего, т.е. в результате выполнения команд не изменится рабочий каталог редактора или какие-либо переменные окружения.
Помните, что все команды, начинающиеся с двоеточия, необходимо заканчивать нажатием <Enter>.
В последние годы в университетских и инженерно-технических кругах мира (прежде всего — Европы) получила широкое распространение новая компьютерная система (программа) проведения математических расчетов — MatLAB (система для инженерных вычислений). В чем же причина такой популярности этой системы? Основные преимущества MatLAB, выгодно выделяющие ее среди существующих ныне математических систем и пакетов (МаthCAD, Mathematica и др.), заключаются в следующем:
- система MatLAB специально создана для проведения именно инженерных расчетов: математический аппарат, используемый ею, предельно приближен к современному математическому аппарату инженера и ученого и опирается на вычисления с матрицами, векторами и комплексными числами; графическое представление функциональных зависимостей здесь организовано в форме, требуемой именно инженерной документацией;
- язык программирования системы MatLAB очень прост, близок к языку Ваsic, посилен любому начинающему; он содержит всего несколько десятков операторов; незначительное количество операторов здесь компенсируется большим числом процедур и функций, смысл которых понятен пользователю с соответствующей математической и инженерной подготовкой;
- в отличие от большинства математических систем, MatLAB является открытой системой; это означает, что практически все процедуры и функции МаtLAB доступны не только для использования, но и для коррекции и модификации; MatLAB — система, которую пользователь может расширять по своему усмотрению созданными им программами и процедурами (подпрограммами); ее легко приспособить к решению нужных классов задач;
- очень удобна возможность как составлять собственные отдельные программы с целью многократного их использования для исследований, так и применять практически все вычислительные возможности системы в режиме чрезвычайно мощного научного калькулятора; это делает MatLAB незаменимым средством проведения научных расчетных исследований;
- последние версии MatLAB позволяют легко интегрировать ее с текстовым редактором Word, что дает возможность использовать при составлении текстовых документов вычислительные и графические средства MatLAB.
Возможности системы огромны, а по скорости выполнения задач она опережает многие другие подобные системы. Все эти особенности делают систему MatLAB весьма привлекательной для использования в учебном процессе высших учебных заведений.
Система MatLAB (сокращение от МАTrix LABoratory — МАТричная ЛАБоратория) является интерактивной системой для выполнения инженерных и научных расчетов, ориентированной на работу с массивами данных. Система использует математический сопроцессор и допускает возможность обращения к программам, написанным на языках FORTRAN, С и С++.
Привлекательной особенностью системы является то, что она содержит развитую встроенную матричную и комплексную арифметику. Система поддерживает выполнение операций с векторами, матрицами и массивами данных, реализует сингулярное и спектральное разложения, расчет ранга и чисел обусловленности матриц, поддерживает работу с алгебраическими полиномами, решение нелинейных уравнений и задач оптимизации, интегрирование в квадратурах, решение дифференциальных и разностных уравнений, построение различных видов графиков, трехмерных поверхностей и линий уровня. В ней реализована удобная операционная среда, позволяющая формулировать проблемы и получать решения в привычной математической форме, не прибегая к рутинному программированию.
Основным объектом системы MatLAB является прямоугольный числовой массив, который допускает комплексные элементы и ввод матриц без явного указания их размеров. Система позволяет решать многие вычислительные задачи за значительно меньшее время, нежели то, которое необходимо для написания соответствующих программ на других языках программирования высокого уровня.
Система MatLAB выполняет операции с векторами и матрицами даже в режиме непосредственных вычислений без какого-либо программирования. Ею можно пользоваться как мощнейшим калькулятором, в котором наряду с обычными арифметическими и алгебраическими действиями могут использоваться такие сложные операции, как обращение матрицы, вычисление ее собственных значений и векторов, решение систем линейных алгебраических уравнений и много других. Однако основная отличительная черта системы — это легкость ее модификации и адаптации к конкретным задачам пользователя. Пользователь может ввести в систему любую новую команду, оператор или функцию и пользоваться затем ими так же просто, как и встроенными операторами и функциями. Новые программы, функции и процедуры в системе MatLAB сохраняются в виде файлов, имеющих расширение .m. Это делает набор операторов и функций практически неограниченным.
В базовый набор слов системы входят: спецзнаки; знаки арифметических и логических операций; арифметические, тригонометрические и некоторые специальные математические функции; функции быстрого преобразования Фурье и фильтрации; векторные и матричные функции; средства для работы с комплексными числами; операторы построения графиков в декартовой и полярной системах координат, трехмерных поверхностей и т.д. Таким образом, MatLAB предоставляет пользователю большой набор готовых средств (около половины из них — внешние расширения в виде М-файлов).
Система MatLAB имеет собственный язык программирования. Запись программ в системе является традиционной и поэтому привычной для большинства пользователей персональных компьютеров. К тому же система дает возможность редактировать программы при помощи любого привычного для пользователя текстового редактора.
MatLAB имеет большие возможности для работы с сигналами, для расчета и проектирования аналоговых и цифровых фильтров, для построения их частотных, импульсных и переходных характеристик. Имеются в наличии и средства для спектрального анализа и синтеза, в частности, для реализации прямого и обратного преобразования Фурье. Благодаря этому система довольно привлекательна для проектирования электронных устройств.
С системой MatLAB поставляется свыше сотни m-файлов, которые содержат демонстрационные примеры и определения новых операторов и функций. Эта библиотека, все файлы которой подробно прокомментированы, — настоящая сокровищница прекрасных примеров программирования на языке системы. Изучение этих примеров и возможность работы в режиме непосредственных вычислений значительно облегчают знакомство с системой серьезных пользователей, заинтересованных в использовании математических расчетов.
Работа в среде MatLAB может осуществляться в двух режимах:
- в режиме калькулятора (command window), когда вычисления производятся непосредственно после набора очередного оператора или команды; при этом значения результатов вычисления могут присваиваться некоторым переменным, либо результаты получаются непосредственно, без присваивания (как в обычных калькуляторах);
- путем вызова программы, составленной и записанной на диске на языке MatLAB, которая содержит все необходимые команды, обеспечивающие ввод данных, организацию вычислений и вывод результатов на экран (программный режим).
В обоих режимах пользователю доступны практически все вычислительные возможности системы, в том числе по выводу информации в графической форме. Программный режим позволяет сохранять разработанные вычислительные алгоритмы и, таким образом, повторять вычисления при других исходных данных.[1]
MatLAB ориентирован на матричные вычисления. Вектора и матрицы характеризуются размерностью и размером. Размерность определяет структурную организацию массива в виде строки (размерность 1), таблицы (размерность 2), куба (размерность 3) и т.д. Размер вектора или матрицы – это число его элементов. Элементы векторов и матриц рассматриваются как индексированные переменные. Даже обычные числа и переменные в MatLAB рассматриваются как матрицы размером 1х1, что дает единообразные формы и методы проведения операций над обычными числами и массивами.
После запуска MatLAB на экране появляется основное окно системы. Система готова к проведению вычислений в командном режиме. В Command Window (командном окне) можно набирать и выполнять команды. Признаком того, что система готова к восприятию очередной команды является символ », после которого виден курсор в виде вертикальной мигающей черты. При работе с MatLAB в командном режиме действует простейший строчный редактор. Клавиши ↑ и ↓ используются для подстановки ранее введенных строк, например для их дублирования, исправления или дополнения.
Работа с системой в режиме прямых вычислений носит диалоговый характер и происходит по правилу «задал вопрос, получил ответ». Пользователь набирает на клавиатуре вычисляемое выражение, редактирует его (если нужно) в командной строке и завершает ввод нажатием клавиши Еnter. При этом:
- для указания ввода исходных данных используется символ »;
- данные вводятся с помощью простейшего строчного редактора;
- для блокировки вывода на экран результата вычислений некоторого выражения после него надо установить знак ; (точка с запятой);
- если не указана переменная для значения результата вычислений, то MatLAB назначает такую переменную с именем аns, следует помнить, что значение этой переменной изменяется после действия очередного оператора без знака присваивания;
- знаком присваивания является привычный математикам знак равенства;
- результат вычислений выводится в строках вывода (без знака »);
- встроенные функции (например, sin) записываются строчными буквами, и их аргументы указываются в круглых скобках;
- диалог происходит в стиле «задал вопрос — получил ответ».
Следующий пример (рисунок) иллюстрирует применение системы MatLAB для выполнения простых векторных операций. В этом примере задается четырехэлементный вектор V со значениями элементов 1, 2, 3 и 4. Далее вычисляются функции синуса и экспоненты с аргументом в виде вектора, а не скаляра. В командном окне можно вызвать help.
Две записи для вектора — V=[1 2 3 4] и V=[1,2,3,4] — являются идентичными. Таким образом, векторы задаются списком своих элементов, разделяемых пробелами или запятыми. Список заключается в квадратные скобки. Для выделения n-го элемента вектора V используется выражение V(n). Оно задает соответствующую индексированную переменную.
В большинстве математических систем вычисление sin(V) и ехр(\/), где V — вектор, сопровождалось бы выдачей ошибки, поскольку функции sin и ехр должны иметь аргумент в виде скалярной величины. Однако MatLAB — матричная система, а вектор является разновидностью матрицы с размером 1хn. Поэтому в нашем случае результат вычислений будет вектором того же размера, что и аргумент V, но элементы возвращаемого вектора будут синусами или экспонентами от элементов вектора V. Для обозначения операций поэлементного действия над массивами служит точка перед знаком операции.
Матрица задается в виде ряда векторов, представляющих ее строки и заключенных в квадратные скобки. Для разделения элементов векторов используется пробел или запятая, а для отделения одной строки матрицы от другой — точка с запятой. Для выделения отдельного элемента матрицы М используется выражение вида М(i,j), где М — имя матрицы, i — номер строки и j — номер столбца. Как видно из приведенных примеров, ввод исходных выражений для вычислений в системе МАТ1АВ осуществляется в самом обычном текстовом формате. В этом же формате выдаются результаты вычислений, за исключением графических.
Если математическое выражение (в том числе матрица или вектор, в подпрограммах, например) не помещается на одну строку, то его можно перенести на новую строку с помощью знака многоточие «…». Максимальное число символов в одной строке командного режима – 4096.
