没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
资源推荐
资源详情
资源评论
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![thumb](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083646.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![rar](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083606.png)
![rar](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083606.png)
![rar](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083606.png)
![7z](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083312.png)
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89389116/bg1.jpg)
第
1
章
MATLAB 编程环境
MATLAB
是美国
MathWorks
公司出品的商业数学软件,主要包括
M AT LA B
和
Simulink
两大部
分。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集
成在一个易于使用的高科技计算和交互式环境中,为科学研究、工程设计以及其他必须进行有效数值
计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
1.1 MATLAB 概述
在数值计算方面,
M AT LA B
在数学类科技应用软件中首屈一指,与
Mathematica
、
Maple
并称为三
大数学软件。
M AT LA B
可以进行矩阵运算、绘制函数和数据图像、实现算法、创建用户界面、连接其
他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测、金融
建模设计与分析等领域。
1.1.1 MATLAB 系统的发展历程
MATLAB
的英文全称是
MATrix LABoratary
,原意为矩阵实验室,最初是一种专门用于矩阵数值
计算的软件。
20
世纪
70
年代中期,新墨西哥大学计算机科学系的
Cleve Moler
博士和他的同事在美国国家科学
基金的资助下研究开发了调用
LINPACK
和
EISPACK
的
FORTRAN
子程序库。
LINPACK
是解线性方
程的
FORTRAN
程序库,
EISPACK
则是解特征值问题的程序库。这两个程序库代表着当时矩阵计算的
最高水平。
20
世纪
70
年代后期,时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的
Cleve Moler
教授为了减
轻学生的编程负担,特意编写了使用方便的
LINPACK
和
EISPACK
的接口程序,取名为
M AT LA B
。在
此后的数年里,
MAT LAB
在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软件广为流传,
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89389116/bg2.jpg)
MATLA B
中文版从入门到精通
2
同时
MAT LAB
也成了应用数学界的术语。
1983
年早春,
Cleve Moler
到斯坦福大学访问,身为工程师的
John Little
意识到
M AT LA B
具有潜
在的广阔应用领域,应该在工程计算方面有所作为,于是同
Cleve Moler
及
Steve Bangert
合作开发了第
二代专业版
M AT LA B
。从这一代开始,
MAT LAB
的核心就采用
C
语言编写,也是从这一代开始,
MATLA B
不仅具有数值计算功能,而且具有了数据可视化功能。
1984
年,
MathWorks
公司成立,把
M AT LA B
推向市场,并继续对
MAT LAB
进行研制和开发。
MATLAB
在市场上的出现为各国科学家开发本学科相关软件提供了基础。例如,在
M AT LA B
问世不
久,原来控制领域的一些封闭式软件包(如英国的
UMIST
、瑞 典 的
LUND
和
SIMNON
、德 国 的
KEDDC
)
就纷纷被淘汰,而改以
MAT LAB
为平台加以重建。
到
20
世纪
90
年代初期,在国际上
30
多个数学类科技应用软件中,
M AT LA B
在数值计算方面独
占鳌头,而
Mathematica
和
Maple
则分居符号计算软件的前两名。
Mathcad
因其提供计算、图形、文字
处理的统一环境而深受学生欢迎。
1993
年,
M AT LA B
的第一个
Windows
版本问世。同年,支持
Windows 3.x
的具有划时代意义的
MATLA B 4 .0
推出。与以前的版本相比,
M AT LA B 4. 0
做了很大改进,特别是增加了
Simulink
、
Control
、
Neural Network
、
Optimization
、
Signal Processing
、
Spline
、
Robust Control
等工具箱,使得
MAT LAB
的
应用范围更加广泛。
同年,
MathWorks
公司又推出了
MATLAB 4.1
,首次开发了
Symbolic Math
符号运算工具箱。它的
升级版本
MATLAB 4.2c
在用户中得到广泛的应用。
1997
年夏,
MathWorks
公司推出了
Windows 95
下的
MATLAB 5.0
和
Simulink 2.0
版本。该版本在
继承
MATLAB 4.2c
和
Simulink 1.3
版本功能的基础上,实现了真正的
32
位运算,数值计算更快,图形
表现更丰富有效,编程更简洁直观,用户界面十分友好。
2000
年下半年,
MathWorks
公司推出了
MATLAB 6.0(R12)
的试用版,并于
2001
年推出了正式版。
紧接着,
2002
年又推出了
MATLAB 6.5(R13)
版本,并升级
Simulink
到
5.0
版本。
2004
年秋,
MathWorks
公司又推出了
MATLAB 7.0(R14) Service Pack1
,新的版本在原版本的基础
上做了大幅改进,同时对很多工具箱做了相应的升级,使得
MAT LAB
功能更强,应用更简便。
从
2006
年开始,
M AT LA B
分别在每年的
3
月和
9
月进行两次产品发布,每次发布都涵盖产品家
族中的所有模块,包含已有产品的新特性和
bug
修订,以及新产品的发布。其中,
3
月发布的版本被称
为“
a
”,
9
月发布的版本被称为“
b
”,如
2006
年的两个版本分别是
R2006a
和
R2006b
。值得一提的
是 ,在
2006
年
3
月
1
日发布的
R2006a
版本中,增加了两个新产品模块(
Builder for .net
和
SimHydraulics
),
增加了对
64
位
Windows
的支持。其中,
Builder for .net
(也就是
.net
工具箱)扩展了
MATLAB Compiler
的功能,集成了
MATLAB Builder for COM
的功能,可以将
M AT LA B
函数打包,使网络程序员可以通
过
C#
、
VB.net
等语言访问这些函数,并将源自
M AT L A B
函数的错误作为一个标准的管理异常来处理。
2020
年
3
月,
MathWorks
发布了
MAT LAB R2020a
版本(以下简称
MATLAB 2020
)和
Simulink
产品系列的
Release 2020
(
R2020
)版本。
2021
年
3
月,
MathWorks
发布了
MAT LAB
和
Simulink
产品
系列的最新版本
R2021a
。
时至今日,经过
MathWorks
公司的不断升级,
MAT LAB
已经发展成为适合多学科、多种工作平台
的功能强大的大型软件。在欧美高校,
M AT LA B
已经成为诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89389116/bg3.jpg)
第 1 章 MATLA B 编程环境
3
信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具,也是相关专业
大学生、硕士生、博士生必须熟练使用的基本工具。在国际学术界,
MAT LAB
已经被确认为准确、可
靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上(尤其是信息科学刊物),都可以看到
MAT L A B
的应用。在研究单位和工业部门,
M AT LA B
被认为是进行高效研究、开发的首选软件工具。例如,美
国
National Instruments
公司的信号测量、分析软件
LabVIEW
,
Cadence
公司的信号和通信分析设计软
件
SPW
等,或者直接建立在
M AT LA B
之上,或者以
M AT LA B
为主要支撑;又如,
HP
公司的
VXI
硬
件、
TM
公司的
DSP
、
Gage
公司的各种硬卡和仪器等都接受
M AT LA B
的支持。可以说,无论你从事工
程技术领域的什么专业,都能在
M AT LA B
里找到合适的功能。
1.1.2 MATLAB 的特点
MATLA B
自产生之日起,就以其强大的功能和良好的开放性而在科学计算诸多软件中独占鳌头。
学会
MAT LAB
可以方便地处理诸如矩阵变换及运算、多项式运算、微积分运算、线性与非线性方程求
解、常微分方程求解、偏微分方程求解、插值与拟合、统计及优化等问题。
在进行数学计算时,最难处理的就是算法的选择,这个问题利用
MAT LAB
工具可以轻松解决。
MATLA B
中许多功能函数都带有算法的自适应能力,且算法先进,大大解决了用户的后顾之忧,同时
也大大弥补了
MAT LAB
程序因为非可执行文件而影响其速度的缺陷。另外,
M AT LA B
提供了一套完
善的图形可视化功能,为用户展示自己的计算结果提供了广阔的空间。
无论一种语言的功能多么强大,如果语言本身非常艰深,那么它绝对不是成功的语言。而
M AT LA B
是成功的,它允许用户以数学形式的语言编写程序,比
BASIC
、
FORTRAN
和
C
语言等语言更接近于
书写计算公式的思维方式。
MATLA B
能发展到今天这种程度,其可扩充性和可开发性起着不可估量的作用。
M AT LA B
本身就
像一个解释系统,以一种解释执行的方式对其中的函数程序进行执行。这样的最大好处是
MAT LAB
完
全成了一个开放的系统,用户可以方便地查看函数的源程序,也可以方便地开发自己的程序,甚至创
建自己的工具箱。另外,
MATLA B
还可以方便地与
FORTRAN
、
C
等语言链接,以充分利用各种资源。
有必要特别强调的是,
M AT LA B
程序文件是纯文件,任何文字处理软件都能对其进行编写和修改,
从而使得程序易于调试,人机交互性强。
1.1.3 MATLAB 的主要功能
随着
MathWorks
公司对
MAT LAB
软件的不断升级,目前的
M AT LA B
已是功能相当完善的一款优
秀的集数据计算、程序设计、图形可视化、建模仿真等于一体的软件。下面主要介绍
MAT LAB
较为常
用的一些功能。
1.数据计算
MATLA B
数据计算功能强大,基于矩阵的计算机制使其在线性代数、矩阵分析、数值分析、方程
求解、傅里叶分析、数值微积分等多个方面得到良好的应用,且易获得精确可靠的结果。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89389116/bg4.jpg)
MATLA B
中文版从入门到精通
4
2.符号计算
MATLA B
提供了专门的工具箱用于符号运算,使用户可以直接对字符串符号进行分析计算,从而
进一步扩展了计算机解决数学问题的能力。符号计算在公式推导、逻辑计算等方面具有重要的应用。
3.图形功能
MATLA B
提供了数据的可视化功能,包括常用二维和三维图形的绘制,用户可以方便地绘制各种
图形。同时,使用
M AT LA B
的绘制功能,还可以方便地编辑图形,设置相应的图形注释等,进而优化
绘制的图形。
4.建模仿真
MATLAB
是一款优秀的建模仿真软件,用户利用
MAT LAB
的该项功能可以很方便地模拟现实。
MATLA B
的
SIMULINK
部分是仿真领域常用的工具,可以较为真实地模拟实际条件或者一些不可能
实现的条件下的场景,减少实现真实场景不必要的开支。
5.程序设计
MATLA B
的程序设计功能完善,为面向对象的程序设计机制。
M AT LAB
包含了大量的函数库,供
用户直接调用。同时,
M AT LA B
程序设计功能为用户提供了方便的调试工具,在程序出错后,也会出
现详细的错误信息。
6.界面设计
MATLA B
软件提供了方便的界面设计功能,用户可以利用该功能完成相应的界面设计。
MAT LAB
中的图形界面设计多为界面操作,无须大量复杂的算法。
MAT LAB
的界面设计功能可以进一步提高
MATLA B
所设计程序的可操作性。
7.与其他程序的集成与扩展
MATLA B
软件与其他编程语言具有较好的链接能力,其应用接口编程技术为其他编程语言与
MATLA B
软件的交互使用提供了良好的应用平台。
MATLA B
软件还支持与常用的
Office
操作软件的
交互使用,可以在
Word
或
Excel
中直接使用
MATLA B
的各项功能。
1.1.4 MATLAB 的应用领域
MATLA B
将高性能的数值计算、可视化和编程集成在一个易用的开放式环境中,在此环境下,用
户可以按照符合其思维习惯的方式和熟悉的数学表达形式书写程序,并且可以非常容易地对其功能进
行扩充。除具备卓越的数值计算能力之外,
MAT LAB
还具有专业的符号计算和文字处理、
2D
和
3D
图
形绘制、可视化建模仿真和实时控制等功能。其典型的应用主要包括如下几个方面:
数值分析和计算。
算法开发。
数据采集。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89389116/bg5.jpg)
第 1 章 MATLA B 编程环境
5
系统建模、仿真和原型化。
数据分析、探索和可视化。
工程和科学绘图。
数字图像处理。
应用软件开发,包括图形用户界面的建立。
MATLAB Compiler
是一种编译工具,它能够将
MATLA B
编写的函数文件生成函数库或可执行文
件
COM
组件等,以方便其他高级语言(如
C++
、
C#
等)进行调用,不仅扩展了
M AT LA B
的应用范围,
还将
MAT LAB
的开发效率与其他高级语言的运行效率结合起来,取长补短,丰富了程序开发的手段。
Simulink
是基于
M AT LA B
的可视化设计环境,可以用来对各种系统进行建模、分析和仿真。它的
建模范围面向任何能够使用数学来描述的系统,如航空动力学系统、航天控制制导系统、通信系统等。
Simulink
提供了利用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形界面,还提供了丰富的功能模块,利用
它几乎可以不用书写代码就能完成整个动态系统的建模工作。
此外,
M AT LA B
还有基于有限状态机理论的
Stateflow
交互设计工具以及自动化的代码设计生成
工具
Real-Time Workshop
和
Stateflow Coder
。
1.2 MATLAB 系统
MATLA B
系统主要由开发环境、
M AT LA B
数学函数库、
MAT LAB
语言、图形处理系统和应用程
序接口五个部分组成。
1.2.1 MATLAB 的主要组成部分
MATLA B
的主要组成包含两个部分:核心部分和各种应用工具箱。
1.MATLAB 核心部分
MATLA B
的核心部分由
MAT LA B
开发环境、
M AT L A B
语言、
M AT LA B
数学函数库、
MAT LAB
图形处理系统和
M AT LA B
应用程序接口五大部分组成,包含数百个核心内部函数:
(
1
)桌面工具和开发环境。
M AT LA B
由一系列工具组成,这些工具大部分拥有图形用户界面,方
便用户使用
M AT LA B
的函数和文件,包括
M AT LA B
桌面和命令行窗口、编辑器和调试器、代码分析
器和浏览器(用于浏览帮助、工作空间、文件)。
(
2
)数学函数库。
MAT L AB
数学函数库提供了大量的计算算法,从初等函数(如加法、正弦、余
弦等)到复杂的高等函数(如矩阵求逆、矩阵特征值、贝塞尔函数和快速傅里叶变换等)。
(
3
)语言。
M AT LA B
语言是一种高级的基于矩阵
/
数组的语言,具有程序流控制、函数、数据结
构、输入
/
输出和面向对象编程等特色。用户可以在命令行窗口中将输入语句与执行命令同步,以迅速
创立快速抛弃型程序,也可以先编写一个较大的复杂的
M
文件后再一起运行,以创立完整的大型应用
程序。
剩余111页未读,继续阅读
资源评论
![avatar-default](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/lazyLogo2.1882d7f4.png)
![avatar](https://profile-avatar.csdnimg.cn/default.jpg!1)
破碎的天堂鸟
- 粉丝: 1336
- 资源: 631
上传资源 快速赚钱
我的内容管理 展开
我的资源 快来上传第一个资源
我的收益
登录查看自己的收益我的积分 登录查看自己的积分
我的C币 登录后查看C币余额
我的收藏
我的下载
下载帮助
![voice](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/voice.245cc511.png)
![center-task](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/center-task.c2eda91a.png)
最新资源
- 基于SSM的课程实验教学管理系统(源代码+数据库+文档)
- 聚类模型的算法性能评价
- 基于SSM的网上请假系统(源代码+数据库+文档)
- YOLO 数据集:公路缺陷检测(3类)【包含划分好的数据集、类别class文件、数据可视化脚本】
- 基于SSM的健身俱乐部网站(源代码+数据库+文档)
- 基于SSM的校园二手交易系统(源代码+数据库+文档)
- 基于 yolov8 实现的对混凝土裂缝的检测项目实战(数据集+代码)
- JS实现的PC 、移动端的弹层弹窗
- 基于SSM的在线音乐网站(源代码+数据库+文档)
- 偏微分方程 - Introduction to Partial Differential Equations
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
![feedback](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![feedback](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![feedback-tip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035111.png)
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
![dialog-icon](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/green-success.6a4acb44.png)