MATLAB教程第1章 MATLAB概述

第一篇MATLAB入门第1章MATLAB简介MATLAB（Matrix Laboratory）是由MathWorks公司于1984年推出的一套科学计算软件，分为总包和若干个工具箱。

它具有强大的矩阵计算和数据可视化能力。

1.1 MATLAB的主要特点该软件的主要特点：⑴简单易学：MATLAB是一门编程语言，其语法规则与一般的结构化高级编程语言大同小异，而且使用更方便，具有一般语言基础的用户很快就可以掌握。

⑵代码短小高效：由于MATLAB已经将数学问题的具体算法编成了现成的函数，用户只要熟悉算法的特点、使用场合、函数的调用格式和参数意义等，通过调用函数很快就可以解决问题，而不必花大量的时间纠缠于具体算法的实现。

⑶计算功能非常强大：该软件具有强大的矩阵计算功能，利用一般的符号和函数就可以对矩阵进行加、减、乘、除运算以及转置和求逆等运算，而且可以处理稀疏矩阵等特殊的矩阵，非常适合于有限元等大型数值算法的编程。

此外，该软件现有的数十个工具箱，可以解决应用中的很多数学问题。

⑷强大的图形绘制和处理功能：该软件可以绘制常见的二维三维图形，还可以对三维图形进行颜色、光照、材质、纹理和透明性设置并进行交互处理。

⑸可扩展性能：可扩展性能是该软件的一大优点，用户可以自己编写M文件，组成自己的工具箱，方便地解决本领域内常见的计算问题。

此外，利用MATLAB编译器可以生成独立的可执行程序，从而可以隐藏算法并避免依赖MATLAB。

1.2 MATLAB桌面简介启动MATLAB时，MA TLAB的桌面如图1－1。

可以根据需要改变桌面外观，包括移动、缩放和关闭工具窗口等。

MATLAB桌面包括表1－1中的几种工具窗口，在默认情况下，它们中间有一些没有显示。

1.2.1 启动按钮(“Start”)打开MATLAB主界面以后，单击“Start”按钮，显示一个菜单，利用“Start”菜单及其子菜单中的选项，可以直接打开MA TLAB的有关工具。

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。

MATLAB讲义第一章 MATLAB系统概述1.1 MATLAB系统概述MATLAB（MATrix LABoratory）矩阵实验室的缩写，全部用C语言编写。

特点：（1）以复数矩阵作为基本编程单元，矩阵运算如同其它高级语言中的语言变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用。

（2）语句书写简单。

（3）语句功能强大。

（4）有丰富的图形功能。

如plot,plot3语句等。

（5）提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数。

目前，有20多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控制系统、系统识别、最优化、神经网络的模糊系统等。

（6）易扩充。

1.2 MATLAB系统组成（1）MATLAB语言MATLAB语言是高级的矩阵、矢量语言，具有控制流向语句、函数、数据结构、输入输出等功能。

同时MATLAB又具有面向对象编程特色。

MATLAB语言包括运算符和特殊字符、编程语言结构、字符串、文件输入/输出、时间和日期、数据类型和结构等部分。

（2）开发环境MATLAB开发环境有一系列的工具和功能体，其中大部分具有图形用户界面，包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、帮助游览器、工作空间、文件和搜索路径等。

（3）图形处理图形处理包括二维、三维数据可视化，图像处理、模拟、图形表示等图形命令。

还包括低级的图形命令，供用户自由制作、控制图形特性之用。

（4）数学函数库有求和、正弦、余弦等基本函数到矩阵求逆、求矩阵特征值和特征矢量等。

MATLAB数学函数库可分为基本矩阵和操作、基本数学函数、特殊化数学函数、线性矩阵函数、数学分析和付里叶变换、多项式和二重函数等。

（5）MATLAB应用程序接口（API）MATLAB程序可以和C/C++语言及FORTRAN程序结合起来，可将以前编写的C/C++、FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。

1.3 MATLAB的应用范围包括：MATLAB的典型应用包括：●数学计算●算法开发●建模、仿真和演算●数据分析和可视化●科学与工程绘图●应用开发（包括建立图形用户界面）以矩阵为基本对象第二章 Matlab基础2.1 MATLAB快速入门（1）搜索路径搜索路径也被看作是MATLAB的路径，其包含的文件被认为在路径上。

第1章-M A T L A B概述第1章MATLAB概述MATLAB源于Matrix Labortary，即矩阵实验室，是由美国Mathworks公司发布的主要面对科学计算、数据可视化、系统仿真，以及交互式程序设计的高科技计算环境。

MATLAB软件的官方网站为，中国网站为。

1.1 MATLAB简介MATLAB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，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB软件提供了大量的工具箱，可以用于工程计算、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，解决这些应用领域内特定类型的问题。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，非常符合科技人员对数学表达式的书写格式，利用MATLAB解决问题要比C或Fortran等语言简捷的多。

目前MATLAB软件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。

在欧美等高等学校，MATLAB软件已经成为线性代数、数字信号处理、动态系统仿真等课程的基本教学工具。

1.2 MATLAB的特点由于MATLAB软件功能强大，而且简单易学，已经成为高校教师、科研人员和工程技术人员的必学软件，能够极大的提高工作的效率和质量。

与其他的计算机高级语言相比，MATLAB软件有许多非常明显的优点。

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除1.2.1 界面友好，容易使用MATLAB软件中有很多的工具，这些基本都采用图形用户界面。

MATLAB的用户界面非常接近Windows的标准界面，操作简单，界面比较友好。

第1章MATLAB操作基础1.1 MATLAB概述1.1.2 MATLAB的主要功能1．数值计算MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，还提供了十分丰富的数值计算函数。

2．绘图功能可以绘制二维、三维图形，还可以绘制特殊图形（与统计有关的图，例如：区域图、直方图、饼图、柱状图等）。

3．编程语言MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，而且简单易学、编程效率高。

4．MATLAB工具箱MATLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选的工具箱。

MATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。

1.1.3MATLAB语言的特点❖语言简洁紧凑，使用方便灵活，易学易用。

例如：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]一条语句实现了对3x3矩阵的输入。

❖语句功能强大，一条语句相当于其它语言的一个子程序，例如fft。

❖语句简单，内涵丰富。

同一个函数有不同的输入变量和输出变量，分别代表不同的含义。

❖Matlab既具有结构化的控制语句（if、for、while）又支持面向对象的程序设计。

❖方便的绘图功能。

❖包含功能强劲的工具箱。

❖易于扩展。

1.1.4 初识MATLAB例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。

x=[0:0.5:360]*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x));例1-2 求方程3x4+7x3+9x2-23=0的全部根。

p=[3,7,9,0,-23]; %建立多项式系数向量x=roots(p) %求根例1-3 求积分quad('x.*log(1+x)',0,1)例1-4 求解线性方程组。

a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];b=[4;2;17];x=inv(a)*b1.2 MATLAB的运行环境与安装1.2.1 MATLAB的运行环境硬件环境：(1) CPU(2) 内存(3) 硬盘(4) CD-ROM驱动器和鼠标软件环境：(1) Windows 98/NT/2000 或Windows XP(2) 其他软件根据需要选用1.2.2 MATLAB的安装运行系统的安装程序setup.exe，可以按照安装提示依次操作。

（Ⅰ）基础篇第一章 Matlab语言概述§1.语言特点MATLAB是Mathworks公司于20世纪80年代推出的数值计算软件。

得到了广泛的应用。

MATLAB的全称是Mateix Laboratory，意思是矩阵实验室。

它是以矩阵运算为基础的新一代程序语言。

MATLAB是集数学运算、图形处理、程序设计和系统建模为一体的著名编程语言软件，它具有功能强大、使用简单等优点，是进行科学研究和工程实践的有力工具。

与Fortran和C相比，MATLAB语句更简洁、明了，更加符合人们的思维习惯。

并且还具有良好的数据可视化功能。

MATLAB包括两部分：基本部分-主要指数据计算和可视化功能。

扩展部分-主要指工具箱。

§2 基本操作和简单语句输入1. 简单语句输入（简单计算器用法）例1：计算a⨯y÷⨯=（a = 2，b =3，c = 5 ）+acbb[程序] 在命令窗口输入>> a=2;b=3;c=5;>> y=a*b+c*b/a 回车[输出] y =13.5000例2：计算64(tan3⨯+45)/2760cos[程序] >> (tan(pi/4)+cos(pi/3))*27^(1/3)/sqrt(64)ans =0.56252. 变量表达式数值（1）变量* matlab语句一般形式为：变量=表达式（或数），若变量和“=”省略，输出时自动建立“ans”默认变量。

* 对大小写敏感，如sqrt（平方根）对，而SQRT，Sqrt全错。

* 变量名第一个字符必须是英文字母，最多可包含31个字符，（含英文、数字、下连符）。

不得包含空格和标点。

* 系统遇到一个新变量名时，它会自动生成变量，若该变量早已存在，系统会自动更新内容。

表1-1 默认预定义变量（永久变量）例3：无穷大的使用>> x =1/0Warning: Divide by zero.x =Inf* 在MATLAB中这样的操作不会引起程序执行中断，只是在给出警告信息的同时，用一个特殊的符号Inf来表示。

matlab第一章知识要点Matlab第一章知识要点第一章主要介绍了Matlab的基本概念和基本操作。

本文将围绕以下几个要点进行详细阐述。

一、Matlab的基本概念Matlab是一种用于科学计算和工程应用的高级编程语言和环境。

它的名称来源于Matrix Laboratory（矩阵实验室），因为Matlab最初是为数值计算和矩阵计算而设计的。

在Matlab中，数据以矩阵的形式存储和处理，这使得Matlab在数学运算和科学计算方面具有很大的优势。

二、Matlab的基本操作1. Matlab的界面Matlab的界面分为命令窗口、编辑窗口、工作区和命令历史窗口等几个部分。

命令窗口是用户与Matlab交互的主要界面，用户可以在命令窗口中输入和执行Matlab命令。

编辑窗口用于编写和编辑Matlab脚本文件，工作区用于显示当前Matlab的变量和数据，命令历史窗口用于查看之前执行的命令。

2. Matlab的基本命令Matlab提供了丰富的基本命令，用于完成各种数学运算、数据处理、图形绘制等任务。

例如，可以使用"disp"命令将文本或变量的值输出到命令窗口，使用"fprintf"命令将格式化的文本输出到文件，使用"sin"命令计算正弦值等。

3. Matlab的数据类型Matlab支持多种数据类型，包括数值型、字符型、逻辑型和结构型等。

数值型数据用于存储和处理数值，字符型数据用于存储和处理字符，逻辑型数据用于存储和处理逻辑值（真或假），结构型数据用于将不同类型的数据组合在一起。

4. Matlab的变量和赋值在Matlab中，可以使用变量来存储和处理数据。

变量的命名规则是以字母开头，后面可以跟字母、数字或下划线。

赋值操作用于将数据存储到变量中，可以使用等号（=）进行赋值。

5. Matlab的运算符Matlab提供了各种运算符，用于完成数学运算、逻辑运算和位运算等。