Matlab概论
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日日行,不怕千万里;时时学,不怕千万卷。
第一讲 Matlab概述1.1 Matlab的历程和影响Matlab一词是Matrix Laboratory(矩阵实验室)的缩写。
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教授为减轻学生编程负担,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。
经过几年的校际流传,在Little的推动下,Little、Steve、Bangert合作,于1984年成立了Math Works公司,并把Matlab正式推向市场。
这时的Matlab内核已采用C语言编写,而除了原有的数值计算功能外,还新增加了数据视图功能。
自从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纷纷淘汰,而改以Matlab为平台加以重建。
在进入20世纪90年代的时候,已经成为国际公认的标准计算软件。
在欧美大学里,诸如数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通讯、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书把Matlab作为一项重要的学习内容。
这几乎成了20世纪90年代教科书与旧版书籍的区别性标志。
Matlab是本科、硕士、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。
在许多国际一流刊物上,尤其是信息科学刊物,都可以看到Matlab的应用。
Matlab将数值分析、矩阵运算、信号处理、图形功能和系统仿真融为一体,使用户在易学易用的环境中求解问题,如同书写数学公式一样,避免了传统复杂的专业编程。
MathWorks公司对Matlab的优点描述是“计算、可视化及编程一体化”。
在设计研究单位和工业部门,被认为是进行高效研究、开发的首选工具。
1.2 Matlab的特点Matlab有不同于其它高级语言的特点,它被称为第四代计算机语言。
第一章MATLAB概述通过本章了解MA TLAB的基本知识,学会下载、安装和使用MA TLAB,掌握利用MA TLAB进行基本运算的方法,初步了解MA TLAB中各种数据类型及数学函数并学会使用MA TLAB的帮助。
第一节MATLAB简介随着计算机的迅猛发展,出现了各种计算机编程语言。
每种语言都具有各自的优点与不足之处。
MA TLAB作为其中的一种编程语言在矩阵运算、数值计算、符号运算、图形处理和建模仿真等方面的优势而脱颖而出。
MA TLAB、Mathematica和Maple作为数学专业三大编程语言各自具有各自的特点。
本人通过对MA TLAB多年的学习发现其以下几个特点:1)强大的数值运算功能:MA TLAB中提供了大量的数学、统计、最优化及工程方面的函数,这些函数使用起来简单易懂。
与此同时编程者也可以结合这些函数编写出自己所需要的各类函数,从而实现解决复杂问题的目的。
2)强大的图像处理功能:计算机中的图形大部分以点阵形式存储,它们通常是三维矩阵,每一点需有三组数据,它们分别是横向距离、纵向距离及该点的颜色信息。
MA TLAB不仅可以读写图像而且还可以对图像进行处理。
3)高级而简单的程序环境:MA TLAB不仅具有结构化的控制语句,又有面向对象的编程特性。
利用MA TLAB编程非常简单,变量的定义、使用及输入输出较为简单,语法限制不严格,可移植性好。
4)丰富的工具箱与模块集:MA TLAB具有功能强劲的工具箱,不仅具有大量的数学优化函数,同时还有许多特殊的应用领域所需的函数供编程者使用。
第二节MATLAB的下载、安装及使用本书当中我们将主要介绍MA TLAB7.0,如果没有特殊说明一律按照MA TLAB7.0看待。
1.2.1 MATLAB的下载正版软件下载:大家可以到网站/上购买正版MA TLAB或使用免费版本。
中文免费软件下载:大家可以到网站/soft/20080305/2828.html下载MA TLAB7.0,本软件的大小约为1GB,如果网速过慢请购买软件使用。
matlab简介概论从1970年左右开始,计算机科学家们开始意识到,通过一种类似于数学符号的方式来描述计算机程序,能够更加清晰、简洁地表达程序的含义,进而方便程序员们进行开发和维护。
这种方式就是程序设计语言,我们常见的例如C/C++、Java等等。
而MATLAB正是在这个背景下诞生的。
MATLAB是一种解释性语言,开发初衷是为了解决数学计算所遇到的问题。
它不仅是一个完整的数学软件,同时也是一种简单易用、开发高效的编程语言。
MATLAB的应用领域广泛,包括但不限于以下方面:1. 科学计算MATLAB在数学、工程、物理、生物、化学等科学领域都有广泛的应用,特别是在数值计算、统计分析方面表现突出。
2. 数据可视化MATLAB提供了多种图表绘制的函数库,使数据的可视化处理变得更加容易和灵活。
通过图表,可以更直观地展现数据,更快速地得到结论。
3. 控制系统设计与开发在控制系统领域,MATLAB不仅提供了一系列的建模、仿真功能,还提供了一些设计工具和图形化的开发环境。
4. 信号处理MATLAB在信号处理领域也有十分广泛的应用,包括声音信号处理、图像处理等等。
并且MATLAB提供的工具也能够支持各种领域内的图像处理。
5. 教育领域MATLAB的易学易用、高效快捷的特点也使得它十分适合于教学应用,许多高校都以MATLAB为基础进行科学计算的教学。
总的来说,MATLAB算是一款非常成熟的数学软件,但它也是一个非常强大的编程语言。
除了上述应用领域外,MATLAB也支持多种数据格式,数学建模、数据分析、算法研究等等,这使得MATLAB具有非常强大和广泛的应用前景。
与此同时,MATLAB社区也是非常活跃的,MATLAB用户可以在社区中分享自己的代码、思路、工具等等,使得整个MATLAB生态系统更加丰富、活跃和有裨于应用。
第一章MATLAB概述主要内容:(1)MATLAB简介(2)MATLAB的基础准备及入门1、MATLAB初识1.1MATLAB简介(1)MATLAB=Matrix+Laboratory(矩阵实验室);(2)版本:R(elease)+年份+代码(a:3月/b:9月)(最新版本:R2012a、R2012b)(3)组成:(3.1)MATLAB语言以阵列和矩阵为基础的编程语言。
(3.2)MATLAB工作环境即软件环境、使用环境:包含各个工具的集合。
(3.3)MATLAB数学函数库数学函数和算法的集合,供用户使用。
表1-1 MATLAB数学函数库的分类和组织(3.4)MATLAB应用程序接口MATLAB与外部设备和程序的接口。
主要有:MEX文件:通过MEX文件可以在MATLAB中像调用内嵌函数一样调用现有的使用C语言和Fortran等语言编写的函数,实现了代码重用,同时也能解决MATLAB循环效率低的缺点,提高MATLAB环境中数据处理的效率。
MAT文件:mat数据格式是matlab的数据存储的标准格式。
用户可以调用matlab 的子程序库,用c或fortan调用mat格式的数据。
MATLAB计算引擎:COM:将Matlab作为客户端应用程序,就是编写M语言或者在Matlab命令行中利用Matlab提供的COM客户端函数来实现COM对象的创建、属性的访问、方法的执行和事件的响应。
从而实现应用程序的集成。
DDE:动态数据交换(dde),即dynamic data exchange是windows 98 支持的几种进程间通信机制之一。
dde是基于windows的消息机制,两个windows应用程序通过相互之间传递消息进行“对话”,这两个程序分别被称为“服务器”和“客户”。
在matlab作为客户程序时,它仅仅支持文本格式的数据传输,而当matlab 作为服务器应用程序时,却可以支持三种格式的数据传输,分别为文本格式,元文件图(meta filepict)格式和xltable格式。