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18页
【课程大纲】 第1章 MATLAB简介及基本运算 共18页.pdf 第2章 图形绘制功能 共24页.pdf 第3章 MATLAB程序设计 共13页.pdf 第4章 数值计算(一) 共21页.pdf 第5章 数值计算(二) 共15页.pdf
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1
MatLab & 数学建模
第一讲 MatLab 简介及基本运算
一、MatLab 简介
MATLAB 名字由 MATrix 和 LABoratory 两词的前三个字母组合而成。那是
20 世纪七十年代后期的事:时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的 Cleve
Moler 教授出于减轻学生编程负担的动机,为学生设计了一组调用 LINPACK 和
EISPACK 库程序的“通俗易用”的接口,此即用 FORTRAN 编写的萌芽状态的 MATLAB。
经几年的校际流传,在 Little 的推动下,由 Little、Moler、Steve Bangert
合作,于 1984 年成立了 MathWorks 公司,并把 MATLAB 正式推向市场。从这时起,
MATLAB 的内核采用 C 语言编写,而且除原有的数值计算能力外,还新增了数据
图视功能。
MATLAB 以商品形式出现后,仅短短几年,就以其良好的开放性和运行的可靠
性,使原先控制领域里的封闭式软件包(如英国的 UMIST,瑞典的 LUND 和 SIMNON,
德国的 KEDDC)纷纷淘汰,而改以 MATLAB 为平台加以重建。在时间进入 20 世纪
九十年代的时候,MATLAB 已经成为国际控制界公认的标准计算软件。
在欧美大学里,诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟
与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书都把 MATLAB 作为内
容。这几乎成了九十年代教科书与旧版书籍的区别性标志。在那里,MATLAB 是
攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。
在国际学术界,MATLAB 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 MATLAB 的应用。
在设计研究单位和工业部门,MATLAB 被认作进行高效研究、开发的首选软件
工具。如美国 National Instruments 公司信号测量、分析软件 LabVIEW,Cadence
公司信号和通信分析设计软件 SPW 等,或者直接建筑在 MATLAB 之上,或者以
MATLAB 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、仪器等都接受 MATLAB 的支持。
MATLAB 具有用法简易、可灵活运用、程式结构强又兼具延展性。以下为其几个
特色:
功能强的数值运算 - 在 MATLAB 环境中,有超过 500 种数学、统计、科学
及工程方面的函数可使用,函数的标示自然,使得问 题和解答像数学式
子一般简单明了,让使用者可全力发挥在解题方面,而非浪费在电脑操作
上。
先进的资料视觉化功能 - MATLAB 的物件导向图形架构让使用者可执行视
觉数据分,并制作高品质的图形,完成科学性或工程 性图文并茂的文章。
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2
高阶但简单的程式环境 - 作为一种直译式的程式语言,MATLAB 容许使用
者在短时间内写完程式,所花的时间约为用 FORTRAN 或 C 的几分之一,
而且不需要编译(compile)及联结 (link) 即能执行,同时包含了更多及
更容易使用的内建 功能。
开放及可延伸的架构 - MATLAB 容许使用者接触它大多数的数学原使码,
检视运算法,更改现存函数,甚至加入自己的函数使 MATLAB 成为使用者
所须要的环境。
丰富的程式工具箱 - MATLAB 的程式工具箱融合了套装前软体的优点,与
一个灵活的开放但容易操作之环境,这些工具箱提 供了使用者在特别应
用领域所需之许多函数。现有工具箱有:符号运算(利用 Maple V 的计算
核心执行 )、影像处理、统计分析、讯号处理、神经网路、模拟分析、
控制系统、即时控制、系统确认、强建控 制、弧线分析、最佳化、模糊
逻辑、mu 分析及合成、化学计量分析。
二、MatLab 界面
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3
MATLAB 系统命令
命 令
含 义
help
在线帮助
helpwin
在线帮助窗口
helpdesk
在线帮助工作台
demo
运行演示程序
ver
版本信息
readme
显示 Readme 文件
who
显示当前变量
whos
显示当前变量的详细信息
clear
清空工作间的变量和函数
pack
整理工作间的内存
load
把文件调入变量到工作间
save
把变量存入文件中
quit/exit
退出 MATLAB
what
显示指定的 matlab 文件
lookfor
在 HELP 里搜索关键字
which
定位函数或文件
path
获取或设置搜索路径
echo
命令回显
cd
改变当前的工作目录
pwd
显示当前的工作目录
dir
显示目录内容
unix
执行 unix 命令
dos
执行 dos 命令
!
执行操作系统命令
computer
显示计算机类型
在 MATLAB 系统中使用帮助方式有三:
1. 是利用 help 指令,如果你已知要找的题材 (topic) 为何的话,直接键入
help <topic>。所以即使身旁没有使用手册,也可以使用 help 指令查询
不熟悉的指令或是题材之用法,例如 help sqrt
2. 是利用 lookfor 指令,它可以从你键入的关键字(key-word)(即使这个关
键字并不是 MATLAB 的指令)列出 所有相关的题材,例如 lookfor cosine,
lookfor sine。
3. 是利用指令视窗的功能选单中的 Help,从中选取 Table of Contents(目
录)或是 Index(索引)。
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4
三、基本数学运算
在 MATLAB 下进行基本数学运算,只需将运算式直接打在提示号 >> 后面,
并按入 Enter 键即可。MATLAB 将计算 的结果以 ans 显示。
【例】求
2
3)]47(212[
的算术运算结果。
(1)用键盘在 MATLAB 指令窗中输入以下内容
>> (12+2*(7-4))/3^2
(2)在上述表达式输入完成后,按【Enter】键,该就指令被执行。
(3)在指令执行后,MATLAB 指令窗中将显示以下结果。
ans =
2
我们也可给运算式的结果设定一个变量 x:
x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25
x =
42
变量 x 的值可以在下个语句中调用:
y= 2*x+1
y =
85
变量命名规则:
1. 变量名的大小写是敏感。
2. 变量的第一个字符必须为英文字母,而且不能超过 31 个字符。
3. 变量名可以包含下连字符、数字,但不能为空格符、标点。
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