「学习MatlabMatlab概述」

1、日日行,不怕千万里; 时时学,不怕千万卷.第一讲Matlab概述I.IMatlab的历程和影响Matlab一词是M atri x L aboratory(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C l e ve Mo 1 er教授为减轻学 生编程负担,为学生设计了一组调用L INPAC K和EISPACK库程序的“通 俗易用的接口,此即用Fo r tran编写的萌芽状态的Mat 1 abo经过几年的校际流传,在Litt 1 e的推动下,L i t t le、St eve、B a ngert合 作,于1 984年成立了 Math Work s公司,并把M

2、 atlab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,使原先限制领域里的封闭式软件包纷纷淘汰 ,而改以Matla b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、自动限制、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Mat 1 ab作为一项重要的学习内容.这几乎成了 2 0世纪90年代教科书与旧版书籍的区别性标志.M atlab是 本科、硕士、博士生必须掌

3、握的根本工具.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M atl a b的应用.M atl a b 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,防止了传统复杂的专业编程. Math Work s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.(1)编程效率图Matlab根本数

4、据单元是矩阵,所有的变量都可以用矩阵来表示,如标量视为 一行一列的矩阵.在编程时不需要象其它语言一样为矩阵定义维数和大小. 具有 简洁的表达,数学表达几乎和数学解析的表现形式完全相同.被称为“演算纸式的科学算法语言,编程效率高,易学易懂.(2)用户使用方便M a t la b语言是一种解释执行的语言,它灵活、方便 ,具调试程序手段丰 富,调用速度快,需要学习时间少.把编辑、编译、连接和执行融为一体.它能 在同一画面上进行灵活操作,快速排除程序中的错误、语法错误,甚至语义错误 , 从而加快了用户编写、修改和调试程序的速度.(3)扩充水平强、交互性好M a t 1 ab语言有丰富的库函数,在进行复

5、杂的数学运算时可以直接调用. 库函数的形式和用户文件在形式上一样,所以用户可以作为库函数来调用.因此 用户可以很方便地扩充新的库函数.此外,M a t 1 a b具有强大的接口功能,能 方便地和其他编程软件进行交互.(4)移植性和开放性好M a t 1 a b是用C语言编写的,而C语言的移植性很好,于是M atl a b也可 以很方便地移植到能运行 C语言的操作平台上.如 Windows系列、UNIX、 Linux、VMS6.1、PowerMac.除了内部函数外,所有的核心文件和工具箱文件 都是公开的,都是可以读写的源文件,用户可以通过对源文件的修改和自己编程 构成新的工具.(5 )语句简单、

6、内涵丰富Mablab中最根本的成分是函数,一个函数有函数名、输入变量和输出变量组 成.同一函数名,不同数目的输入变量(包括无输入变量)及不同数目的输出变量, 代表着不同的含义.着不仅使M a tlab的库函数功能更丰富,而且大大减少了需要 的磁盘空间,使M atlab编写的M-文件简单、短小而高效.(6)高效方便的矩阵和数组Mat 1 ab也规定了矩阵的算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运 算符及赋值运算符,而且这些运算符大局部可以照搬到数组间的运算,不需要定义数组间的维数,并给出了矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数,使之在求解信号处 理、建模、系统识别、限制、优化等领域的问题时,显得大为简

7、洁、高效,方便, 这是其它高级语言无法比较的.(7)方便的绘图功能Matl a b的绘图十分方便,有一系列的绘图函数,例如线性坐标、对数坐 标,半对数坐标、极坐标,均只需调用不同的绘图函数 ,在图上标出图题、X Y轴 标注,格(栅)绘制也只需调用相应的命令.经过20多年的实践,人们已经意识到：M a t lab作为计算工具和科技资源, 可以扩大科学研究的范围、提升工程生产的效率、缩短开发周期、加快探索步伐、 激发创造活力.1 . 3Matl a b的功能Matl a b产品族可以用于以下方面:数值分析数值和符号计算工程与科学绘图限制系统设计数字信号处理财务工程建模、仿真、原型开发应用开发图形用

8、户界面设计主要功能(1) MATLABMat 1 ab是Math Wo r k s公司所有产品的数值分析和图形根底环境 ,它将 二维和三维图形、M atlab语言水平集成到一个单一的、易学易用的环境之中.(2) MATLAB To o lbox工具箱是一系列专用的函数库,以解决特定领域的问题,它是开放的、可扩展 的一一用户可以查看其中的算法,或开发自己的算法.(3) MAT LAB Compiler编译器可以将Matlab语言编写的M 文件目录自动转换成C或 C+文件, 支持用户进行独立应用开发.结合 Math Works公司提供的C/C+数学库和图 形库,用户可以利用Matlab快速地开发功

9、能强大的独立应用程序.(4) Simu 1 inkSimul ink是结合了框图界面和交互仿真水平的非线性系统仿真工具,它 以Matl a b的核心数学、图形和语言为根底.(5) S tate fl o wSt a teflo w与S i mu 1 i n k框图模型相结合,描述复杂事件驱动系统的逻 辑行为,驱动系统在不同的模式之间进行切换.(6) Real -Tim e Work s hop直接从Simulink框图生成C代码,用于快速原型和硬件在回路仿真,整个代 码的生成可以根据需要进行定制.(7) Simulin k B 1 ockset专门为特定领域设计的 Simulin k功能模块的集合,用户也可以利用自己的 块或自动编写的C和Mat 1 a b程序建立自己的块.1 .4 Matlab的根底准备及入门【例113 (17 5) 8 43的算术运算结果在命令窗输入>