第1章 matlab环境认识与基本操作

MATLAB入门指南MATLAB是一款功能强大的数值计算软件和编程环境，广泛应用于科学、工程和数据分析领域。

本文将为初学者提供一份MATLAB入门指南，以帮助他们快速掌握基本概念、使用技巧和常见功能。

第一部分：MATLAB基础1. MATLAB的介绍MATLAB是由MathWorks开发的高级编程语言和环境，其主要用于数值计算、数据可视化和算法开发。

它与其他编程语言相比，有着简单易学的语法和丰富的内置函数库。

2. MATLAB的安装与设置在使用MATLAB之前，您需要先下载和安装MATLAB软件。

安装过程通常是简单的，只需按照提示一步一步执行即可。

安装完成后，您可以根据需要进行一些个性化设置，如选择默认工作目录和字体大小。

3. MATLAB的基本命令和运算符MATLAB的基本命令和运算符与其他编程语言类似，包括数学运算符（加减乘除、幂运算等）、逻辑运算符（与或非等）和比较运算符（等于、大于、小于等）。

您可以使用MATLAB作为计算器来进行简单的数学计算，如计算平方根、三角函数等。

4. MATLAB的变量和数据类型在MATLAB中，您可以使用变量来存储和操作数据。

MATLAB支持多种数据类型，包括数值、字符、逻辑和结构等。

您可以使用赋值语句将数据存储在变量中，并使用变量进行计算和操作。

5. MATLAB的数组和矩阵操作MATLAB以矩阵为基础进行计算，因此对于初学者来说，了解如何创建、操作和计算矩阵是至关重要的。

您可以使用MATLAB提供的函数来创建矩阵，并使用索引和运算符对矩阵进行操作。

第二部分：MATLAB编程和算法1. MATLAB的脚本文件和函数MATLAB提供了编写脚本文件和函数的能力，以便在单个文件中组织代码。

您可以使用脚本文件来一次性执行一系列MATLAB命令，而函数则可以封装一段可重复使用的代码块。

2. MATLAB控制结构MATLAB提供了多种控制结构，如条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和跳转语句（break、continue）。

第1章 MATLAB入门MATLAB是一种用于数值计算、可视化及编程的高级语言和交互式环境。

使用MATLAB，用户可以分析数据、开发算法、创建模型和应用程序。

MATLAB借助编程、工具和内置数学函数，可以探求多种方法，比电子表格或其他传统编程语言更快地求取结果。

它是一种功能强大的科学计算软件。

在使用之前，读者应该对它有一个整体的了解。

本章主要介绍MA TLAB的基本知识，如主要特点、系统安装、基本操作等。

学习目标：1．理解MATLAB的特点。

2．熟悉MATLAB各种平台的窗口。

3．熟练掌握MATLAB的各种基本操作。

4．熟悉MATLAB中M文件的操作。

1.1 MATLAB概述MATLAB是由美国MathWorks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

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视窗环境中，为科学研究、工程设计以及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。

1.1.1 什么是MATLABMATLAB提供了一个高性能的数值计算和图形显示的科学和工程计算软件环境。

这种易于使用的MATLAB环境，是由数值分析、矩阵运算、信号处理和图形绘制等组成。

在这种环境下，问题和解答的表达形式（程序）几乎和它们的数学表达式完全一样，而不像传统的编程那样繁杂。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C、FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使其成为一个强大的数学软件。

MATLAB在新的版本中也加入了对C、FORTRAN、C++、Java的支持。

用户可以直接调用它们，也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。

此外，许多的MATLAB爱好者还编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载使用。

第一章MATLAB入门学习目标：1、了解MATLAB的发展历史，熟悉MATLAB操作环境。

2、掌握MATLAB变量、数值、数学函数输入输出的操作。

第一节 MATLAB操作环境一、 MATLAB的发展历史：MATLAB是矩阵（Matrix）和实验室（Laboratory）两个英文单词的前三个字母组合而成，由美国新墨西哥大学计算机系主任Cleve Moler博士首创，由美国Mathworks公司于1982年推出的一套高性能的集数值计算、符号运算和图形处理于一体的科学计算软件。

20世纪70年代Cleve Moler博士在讲授线性代数课时，发现用其它高级语言编程极不方便，为减轻学生负担，便构思用FORTRAN语言开发了MATLAB的第一代版本。

1983年Cleve Moler博士与工程师John Litlle、Steve Banger一起合作开发了MATLAB第二代版本，该版本全部用C语言编写，使MATLAB不仅具有数值计算功能，而且具有数据可视化功能。

1984年Cleve Moler博士和一批数学家、软件专家成立了Mathworks公司，专门从事MATLAB的开发，并把MATLAB推向市场。

从20世纪70年代最初的版本，分别推出基于Dos平台的第一代商业版本、基于平台的版本、基于Windows95、Windows98操作系统的版本、基于Windows98/2000/XP平台的版本、版本。

MATLAB历经几十年的不断完善和扩展，它不仅是线性代数、概率论及数理统计、自动控制理论、数字信号处理、动态系统仿真、数学建模、时间序列分析等课程的基本教学工具，而且走出学校，在工业生产、科学研究领域成为国际公认的具有高可靠性的高级计算机编程语言。

二、 MATLAB的主要特点：目前较为流行的数学软件有四种：MATLAB、Mathematica、Maple、MathCAD。

MATLAB自问世以来，一直以数值计算称雄，Mathematica和Maple在符号运算方面功能突出，MathCAD 因其可同时提供计算平台和写作平台而拥有很多用户。

第一章MATLAB基础知识1.1 MATLAB开发环境1.MATLAB操作桌面MATLAB4.0以上版本都是在Windows以上环境支持下操作与运行的，因此，这里必须假定读者对Windows有一定的了解和掌握。

本书以Windows98环境，MATLAB6.5版本为例介绍。

书中绝大多数例子在MA TLAB5.3版本中亦能使用.要想进入MATLAB系统，方法有二：（1）在Windows98的桌面上双击MATLAB快捷图标。

（2）单击Windows98的“开始”按钮，再依次单击：程序/MA TLAB/MA TLAB6.5；图1-1MATLAB6.5除保留了传统的命令窗口外，还增加了启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口、当前路径窗口等窗口，与新的M文件编辑器和新的在线帮助浏览器等共同构成了MA TLAB6.5的开发环境。

MATLAB的开发环境是MATLAB语言的基础和核心部分，MATLAB语言的全部功能都是在MA TLAB的开发环境中实现的，MA TLAB的仿真工具Simulink、MATLAB的工具箱等其他附加功能的实现也必须使用MATLAB开发环境，因此，掌握MATLAB 的开发环境是掌握MATLAB语言的关键。

启动MA TLAB后，将显示包括命令窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口和当前路径窗口等5个窗口和主菜单组成的操作桌面（图1-1）。

本节对操作桌面的各个窗口作简要介绍，部分窗口的功能和使用将在以后的章节中详细介绍。

操作桌面缺省状态下显示3个窗口，当前路径和工作空间窗口在同一位置显示，可以通过该窗口下方的箭头或窗口标签来切换，命令历史窗口和当前目录窗口在同一位置显示，可以通过该窗口下方窗口标签来切换。

每个窗可以脱离操作桌面独立出来。

也可以通过菜单View来选择显示哪些窗口。

MATLAB还设定了几种特定的窗口布局方式，在View菜单的Desktop Layout选项中，给定了6种布局方式：Default（缺省方式）Command Window Only（只显示命命令窗口方式）Simple（简单方式，只有命令历史窗口和命令窗口）Short History（低命令历史窗口方式）Tall History（高命令历史窗口方式）Five Panel（5个窗口平铺方式）2.MATLAB的通用参数设置MATLAB的通用参数和各功能窗口的参数可以通过主菜单中的file/Preferences项设置，这里先介绍通用参数的设置。

实验一MATLAB工作环境熟悉及简单命令的执行[五篇范文]第一篇：实验一MATLAB工作环境熟悉及简单命令的执行实验一MATLAB工作环境熟悉及简单命令的执行一、实验目的：熟悉MATLAB的工作环境，学会使用MATLAB进行一些简单的运算。

二、实验内容：MATLAB的启动和退出，熟悉MATLAB的桌面（Desktop），包括菜单（Menu）、工具条（T oolbar）、命令窗口(Command Window)、历史命令窗口、工作空间(Workspace)等；完成一些基本的矩阵操作；学习使用在线帮助系统。

三、实验步骤：1、启动MATLAB，熟悉MATLAB的桌面。

2、在命令窗口执行命令完成以下运算，观察workspace的变化，记录运算结果。

（1）（365-52⨯2-70）÷3（2）>>area=pi*2.5^2（3）已知x=3，y=4，在MATLAB中求z：x2y3z=2x-y（4）将下面的矩阵赋值给变量m1,在workspace中察看m1在内存中占用的字节数。

⎡162313⎤⎢511108⎥⎥ m1=⎢⎢97612⎥⎢⎥⎣414151⎦执行以下命令>>m1(2 , 3)>>m1(11)>>m1(: , 3)>>m1(2 : 3 , 1 : 3)>>m1(1 ,4)+ m1(2 ,3)+ m1(3 ,2)+ m1(4 ,1)（5）执行命令>>help abs查看函数abs的用法及用途，计算abs(3 + 4i)（6）执行命令>>x=0:0.1:6*pi;>>y=5*sin(x);>>plot(x,y)（6）运行MATLAB的演示程序，>>demo，以便对MATLAB有一个总体了解。

四、思考题1、以下变量名是否合法？为什么？（1）x2（2）3col（3）_row（4）for2、求以下变量的值，并在MATLAB中验证。

MATLAB基础知识及使用方法第一章：MATLAB简介与环境介绍1.1 MATLAB概述MATLAB是一种高级编程语言和数值计算环境，广泛应用于科学计算、工程设计、数据分析和算法开发等领域。

它提供了强大的数值计算工具和图形绘制功能，并有丰富的库函数和工具箱可供使用。

1.2 MATLAB环境介绍MATLAB的主要界面包括命令窗口、编辑器、工作区和命令历史等。

命令窗口用于交互式执行命令和脚本，编辑器用于编写和编辑脚本文件，工作区用于显示和管理变量，命令历史用于查看和管理执行过的命令。

第二章：MATLAB基本语法2.1 变量和数据类型在MATLAB中，变量可以通过简单的赋值来创建，并且不需要事先声明变量类型。

常见的数据类型包括数值类型（整数、浮点数）、字符类型和逻辑类型（布尔型）等。

MATLAB还提供了复数类型和矩阵类型，具有丰富的数值计算功能。

2.2 运算符和表达式MATLAB支持常见的数学运算符，如加减乘除、取余和乘方等。

此外，还提供了矩阵运算符和逻辑运算符，方便处理矩阵和逻辑表达式。

表达式可以由变量、常数和运算符组合而成，并且支持函数调用。

2.3 控制流程MATLAB提供了条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和函数等控制流程结构，以实现不同的程序逻辑。

条件语句根据条件的真假执行不同的代码块，循环语句重复执行一段代码块，函数封装了一段可重复使用的代码。

第三章：MATLAB图形绘制3.1 二维图形绘制MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，以绘制各种二维图形，如线图、散点图、柱状图和饼图等。

用户可以自定义图形样式、坐标轴刻度、图例和注释等，以满足不同的数据可视化需求。

3.2 三维图形绘制除了二维图形外，MATLAB还支持绘制三维图形，如曲面图和体积图等。

通过调整视角、设置颜色映射和光照效果，用户可以更直观地表达三维数据的特征和分布情况。

3.3 动态图形绘制MATLAB中的图形绘制功能不仅限于静态图形，还可用于生成动态图形。

MATLAB基本操作及环境设置1.MATLAB的基本操作：-启动MATLAB：在计算机上安装MATLAB软件后，可以从开始菜单中或桌面图标启动MATLAB。

-MATLAB命令窗口：启动MATLAB后，可以看到一个命令窗口。

在命令窗口中，可以输入MATLAB命令，并执行它们。

- 基本算术操作：MATLAB可以进行基本的算术操作，如加减乘除。

例如，输入"2+3"，然后按Enter键，MATLAB将计算并显示结果。

- 变量：在MATLAB中，可以定义变量，并将值赋给它们。

例如，输入"x = 5"，然后按Enter键，MATLAB将创建变量x，并将值设为5 - 矩阵操作：MATLAB是以矩阵为基础的语言。

可以使用MATLAB的矩阵操作函数创建、修改和操作矩阵。

例如，可以使用"zeros"函数创建由0组成的矩阵，使用"eye"函数创建单位矩阵，以及使用"inv"函数计算矩阵的逆矩阵。

2.MATLAB的环境设置：- 工作目录：工作目录是MATLAB文件的位置。

可以使用"cd"命令更改工作目录。

可以使用"pwd"命令查看当前工作目录。

- 文件管理：MATLAB提供了一些函数来管理和操作文件。

可以使用"dir"函数列出当前目录中的文件和文件夹，使用"mkdir"函数创建新文件夹，使用"delete"函数删除文件等。

-图形界面：MATLAB还提供了一个图形用户界面（GUI），可以通过点击菜单和按钮来执行操作。

GUI提供了更直观和交互式的方式来使用MATLAB。

- 图形绘制：MATLAB具有强大的图形绘制功能。

可以使用"plot"函数绘制二维曲线，使用"mesh"函数绘制三维曲面等。

第一章 基础准备及入门本章有两个目的：一是讲述MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二是简明系统地介绍高度集成的Desktop操作桌面的功能和使用方法。

本章的前两节分别讲述：MATLAB的正确安装方法和MATLAB 环境的启动。

因为指令窗是MATLAB最重要的操作界面，所以本章用第 1.3、1.4 两节以最简单通俗的叙述、算例讲述指令窗的基本操作方法和规则。

这部分内容几乎对MATLAB各种版本都适用。

不同于其前版本的最突出之处是：向用户提供前所未有的、成系列的交互 MATLAB6.x式工作界面。

了解、熟悉和掌握这些交互界面的基本功能和操作方法，将使新老用户能事半功倍地利用MATLAB去完成各种学习和研究。

为此，本章特设几节用于专门介绍最常用的交互界面：历史指令窗、当前目录浏览器、工作空间浏览器、内存数组编辑器、交互界面分类目录窗、M文件编辑/调试器、及帮助导航/浏览器。

本章是根据MATLAB6.5版编写的，但大部分内容也适用于其他6.x版。

1.1M ATLAB的安装和内容选择图 1.1-11.2D esktop操作桌面的启动1.2.1MATLAB的启动1.2.2Desktop操作桌面简介一 操作桌面的缺省外貌图1.2-1二 通用操作界面1.3 C ommand Window 运行入门1.3.1Command Window 指令窗简介图 1.3-11.3.2 最简单的计算器使用法【例1.3.2-1】求23)]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【例1.3.2-2】简单矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321A 的输入步骤。

（1）在键盘上输入下列内容A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]（2）按【Enter 】键，指令被执行。

实验一 MATLAB环境认识及基本操作一、实验目的1.熟悉MATLAB的开发环境;2.掌握MATLAB的一些常用命令;3.掌握矩阵、变量、表达式的输入方法及各种基本运算。

4.掌握MATLAB 绘图的基本方法,熟悉各种绘图函数的使用;5.掌握图形的修饰方法和标注方法;6.了解MATLAB 中图形窗口的操作。

二、实验原理1.熟悉MATLAB的开发环境:①MATLAB的各种窗口:命令窗口、命令历史窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、当前路径窗口。

图1 MA TLAB界面窗口②路径的设置:建立自己的文件夹,加入到MA TLAB路径中,并保存。

设置当前路径,以方便文件管理。

③改变命令窗口数据的显示格式>> format short>> format long然后键入特殊变量:pi (圆周率,比较显示结果。

2.掌握MATLAB 常用命令>> who %列出工作空间中变量>> whos %列出工作空间中变量,同时包括变量详细信息>>save test %将工作空间中变量存储到test.mat 文件中>>load test %从test.mat 文件中读取变量到工作空间中>>clear %清除工作空间中变量>>help 函数名 %对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明>>lookfor %查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称如: lookfor Lyapunov 可列出与Lyapunov 有关的所有函数。

3.阅读参考文献《MATLAB 用法简介》,了解系统内部变量,矩阵、变量、表达式的输入方法及各种基本运算,以及掌握MATLAB 绘图的基本方法。

三. 实验内容1. 在MATLAB 的命令窗口计算:1 2sin(π2 5.44.05589(÷⨯+2. 设计M 文件计算:已知求出: 1 a+b a-b a+b*5 a-b+I (单位阵2 a*b a.*b a/b3 a^2 a.^2注意:点运算 . 的功能,比较结果。

第01章_MATLAB系统环境_参考解答高教社刘卫国《MATLAB程序设计与应用》（第二版）习题参考解答第1章：MATLAB系统基础第1章 MATLAB系统环境教材P16习题一1. 与其他高级语言相比，MATLAB有哪些显著特点？答：与其他高级语言相比，MATLAB简单易学，编程效率高。

有以下显著特点：(1) 可靠的数值计算和符号计算功能；(2) 强大的绘图功能；(3) 简单易学的语言体系；(4) 为数众多的应用工具箱。

2. 怎样理解MATLAB的开放性？试结合自己的专业领域，为MATLAB设计一个工具箱（例如，为一个桥梁专家设计一个MATLAB 桥梁设计工具箱）。

答：MATLAB具有很强的开放性。

除内部函数外，所有MATLAB 基本文件和各工具箱文件都是可读、可改的源文件，用户可通过对源文件的修改或加入自己编写的文件去构成新的专用工具箱。

比如，通信信号处理工具箱Communication Signal Processing Toolbox，电路设计工具箱Circuit Design Toolbox，等等。

3. 先建立自己的工作目录，再将自己的工作目录设置在MATLAB 搜索路径下。

用help 命令能查询到自己的工作目录吗？答：能。

4. 李明同学设计了一个程序文件myprogram.m，并将其保存到了f:\ppp中，但在命令窗口中输入文件名>>myprogram后，MATLAB系统提示：Undefined function or variable 'myprogram'.试分析产生错误的原因并给出解决办法。

答：错误原因：myprogram.m不在MATLAB的搜索路径中。

解决办法：将f:\cpp添加到搜索路径列表中。

5. 利用MATLAB的帮助功能分别查询inv、plot、max、round 等函数的功能和用法。

答：查询命令help inv (plot/max/round) inv_A=inv(A); %求方阵A的逆plot(x,y); %画以x,y为横纵坐标变量的二维曲线图max_A=max(A); %求矩阵A中每一列的最大元素round(x); %将变量x四舍五入取整6. 访问MathWorks公司的主页，查询有关MATLAB的产品信息。