Matlab简介及界面环境
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初识Matlab及界⾯认识通过本章节的学习,需要掌握:1. MATLAB语⾔是什么2. MATLAB在互联⽹语⾔中地位与应⽤⽬标:利⽤MATLAB进⾏问题求解的基本规律。
够使⽤MATLAB作为专业应⽤的⼯具。
1、什么叫计算?(1)算术运算。
“计算”体现的是⼀种数学技能,这是⼈类的基本技能。
(2)较复杂的运算,即根据已知量算出未知量。
对于复杂的数值计算问题,可以利⽤计算机进⾏问题求解,即利⽤计算机运算速度快、计算精度⾼的特点,通过重复执⾏简单的操作,完成复杂的计算。
⼴义的理解:“计算”体现的是问题求解的⽅法和⼿段。
“计算”是科学研究和⼯程应⽤的重要⼯具。
2、什么是科学计算?利⽤计算机处理数值问题的⽅法,称为科学计算( Scientific Computing)。
科学计算⽅法既有数学理论上的抽象性和严谨性,⼜有程序设计技术上的实⽤性和实验性。
3、科学计算与MATLAB语⾔的关系科学计算的基本步骤是,先研究数值问题的求解算法,然后在计算机上进⾏程序实现。
MATLAB的优势:不需要过多了解各种数值计算⽅法的具体细节和计算公式,专注于实际问题的分析和设计,⼤⼤地提⾼⼯作效率和质量,4.、MATLAB语⾔的主要功能MATLAB-——MATrix LABoratory(矩阵实验室)数值计算、符号计算、图形绘制、程序流程控制、⼯具箱等优势。
【例⼦】求x^2-3x+1=0的根。
⽅法⼀:利⽤MATLAB多项式求根函数roots来求根。
p=[1,-3,1]; //建⽴多项式系数向量Px=roots(p)绘图:x=-5:0.1:5; //产⽣x向量-5—5步长为0.1y1=x.*x-3*x+1;y2=zeros(size(x)); //产⽣⼀个和X向量同⼤⼩的0向量plot(x, y1, x, y2); //绘制函数曲线⽅法⼆:利⽤求单变量⾮线性⽅程根的函数fzero,求⽅程在某个初始点附近的实根。
f=@(x) x*x-3*x+1; //匿名函数定义f(x)x1=fzero(f, 0.5) //f(x)=0在x=0.5附近的实根x2=fzero(f, 2.5)⽅法三:利⽤最优化⼯具箱中的⽅程求根函数fsolve。
(完整版)Matlab简介Matlab简介1980年,美国CleveMoier博⼠在新墨西哥⼤学讲课时,认为⾼级语⾔的运⽤⼗分不便,于是创⽴了Matlab(MatrixLaboratory 的缩写),即矩阵实验室,早期的Matlab 软件是为了帮助⽼师和学⽣更好地学习,是作为⼀个辅助⼯具⽽之后逐渐演变成了⼀种实⽤性很强的⼯具。
1984,MathWorks软件公司推出了⼀种⾼级语⾔。
它不但能编程还能⽤于数值计算以及图形显⽰,并⽤与控制系统以及⼯程设计。
90年,MathWorks 软件公司为Matlab开发了⼀种新的⽤于图形控制及仿真模型建⽴的软件Simulink。
它是Matlab的⼀个扩展软件模块,这个模块为⽤户提供了⼀个⽤于建模仿真各种数学物理模型的软件,并且提供各种动态的结构模型,是⽤户可以快速⽅便的建模并且仿真,⽽不必写任何程序。
基于此优点,该⼯具很快被业界认可,并⽤于各种控制系统。
Matlab编程⼯具不像C语⾔那样难以掌握,所以在这种仿真环境下⽤户只需要简单的列出计算式,结果便会以数值或图形的⽅式显⽰出来。
从Matlab被发明以来,它的快速性集成性、以及应⽤的⽅便性在⾼校中得到了好评。
它可以很⽅便的进⾏图形输出输⼊,同时还具有⼯具箱函数库,也能针对各个学科领域实现各种计算功能。
另外,Matlab和其他⾼级语⾔也具有良好的接⼝,可以⽅便地与其他语⾔实现混合编程,这都进⼀步拓宽了它的应⽤范围和使⽤领域。
Matlab由主程序、Simulink动态仿真系统、和Matlab⼯具箱三部分组成。
其中主程序包括Matlab语⾔、⼯作环境以及应⽤程序;Simulink动态仿真系统是⼀个相互交互的系统,⽤户制作⼀个模拟系统,并动态控制它;⽽⼯具箱就是Matlab基本语句的各种⼦程序和函数库。
它有可以分为功能性和学科性⼯具箱。
功能性的⼯具箱主要⽤于扩展Matlab的符号计算功能、图形建模功能、⽂字处理功能和与硬件的实时交互过程,如符号计算⼯具箱等;学科性的⼯具箱则有较强的专业性,⽤于解决特定的问题,如信号处理⼯具箱和通信⼯具箱。
MATLAB教程简介MATLAB是一种高级技术计算语言和交互式环境,广泛用于科学、工程和数学领域。
MATLAB具有丰富的数学函数库和绘图工具,能够帮助用户完成各种数据分析、模拟、可视化等任务。
本教程将介绍MATLAB的基础知识和应用技巧,帮助您快速上手MATLAB软件。
MATLAB基础知识MATLAB是一种面向矩阵运算的编程语言,用户可以使用MATLAB进行各种数学和科学计算。
在MATLAB中,用户可以使用一系列内置的函数和工具箱来完成各种任务。
MATLAB界面和基本操作打开MATLAB软件,首先出现的是命令窗口和工作区窗口。
命令窗口是MATLAB 的交互式环境,用户可以在此输入命令或脚本文件,并立即得到结果。
工作区窗口则显示当前MATLAB工作区中存在的变量和值。
在MATLAB中,变量可以通过赋值符号“=”来进行赋值。
例如,将数字1赋值给变量a,可以输入“a=1”。
可以使用disp函数来显示变量的值,例如输入“disp(a)”即可显示变量a的值。
MATLAB函数和脚本MATLAB拥有大量的内置函数,涵盖了数学、信号处理、图像处理等领域。
用户可以直接调用这些函数来完成各种任务。
例如,使用sin函数可以计算正弦值,使用plot函数可以绘制图形。
除了内置函数,用户还可以编写自己的函数和脚本文件。
函数是一段代码,接受输入参数并返回输出结果。
脚本文件则是一系列MATLAB命令的集合,可以保存在磁盘上并重复执行。
使用MATLAB编辑器可以方便地编写和编辑函数和脚本文件。
MATLAB数据类型和运算在MATLAB中,有各种不同的数据类型,包括数值、字符、逻辑和结构体等。
MATLAB还支持各种运算符,包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。
用户可以使用这些运算符来进行各种计算和判断。
MATLAB控制流程和循环结构MATLAB中的控制流程和循环结构与其他编程语言类似,包括if/else语句、for循环和while循环等。
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。
数学软件MATLAB简介MATLAB是美国MathWorks公司于1984年推出的数学软件,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一身,构成了一个使用方便、界面友好的用户环境。
在MATLAB窗口下,对于所要求解的问题,用户只需简单地列出数学表达式,其结果便以数值或图形的方式显示出来。
1.MATLAB的发展历程(1)20世纪70年代中期:Cleve Moler博士等人开发了EISPACK(求解特征值)和LINPACK(求解线性方程)的FORTRAN程序库(代表了当时矩阵计算软件的最高水平)。
(2)20世纪70年代后期,Cleve Moler(美国New Mexico大学计算机系主任)给学生讲授线性代数时,为学生编写了使用EISPACK 和LINPACK的接口程序,并以MARLAB来命名(Matrix Laboratory 两个单词的前3个字母组合,即矩阵实验室)。
以后数年中,MARLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为免费软件广为流传。
(3)1983年春天,Cleve Moler到Stanford大学讲学,MATLAB 引起了工程师John Little的极大兴趣,他敏锐地觉察到MATLAB 在工程领域的广阔前景。
同年他和Cleve Moler、Steve Bangert一起,用C语言开发了第二代专业版MATLAB,使之同时具备了数值计算和数据图视化功能。
(4)1984年,Cleve Moler和John Little成立了MathWorks 公司,正式把MATLAB推向市场,并继续进行MATLAB的研究与开发。
1992年MathWorks公司推出MATLAB4.0。
1997年推出MATLAB5.0(真正32位计算)。
2000年推出MATLAB6.0版本,2003年推出MATLAB6.5。
2004年7月,推出MATLAB7.0版本,2007年推出MATLAB7.3。
经过多年的国际竞争,MATLAB已经占据了数值计算软件市场的主导地位,发展成为适合多学科、多种工作平台的功能强劲的大型数学软件。
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。