第1章MATLAB系统环境ppt课件

1、武武 斌斌邮箱：邮箱：wubin_slxy163wubin_slxy163第一节第一节 MATLABMATLAB概貌概貌1.1 MATLAB1.1 MATLAB的开展的开展1.2 MATLAB1.2 MATLAB的主要功能的主要功能1.3 MATLAB1.3 MATLAB功能演示功能演示v1.1.1MATLAB1.1.1MATLAB言语的开展言语的开展vmatlabmatlab言语是由美国的言语是由美国的Clever MolerClever Moler博士于博士于19801980年年开发的开发的v设计者的初衷是为处理设计者的初衷是为处理“线性代数课程的矩阵运算线性代数课程的矩阵运算问题问题v取

2、名取名MATLABMATLAB即即Matrix Laboratory Matrix Laboratory 矩阵实验室的意矩阵实验室的意思思vMATLABMATLAB将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性与专业性与专业性 、普通目的的运用与高深的科学技术运用、普通目的的运用与高深的科学技术运用有机的相结合。有机的相结合。vMATLABMATLAB曾经成为各种系统仿真、数字信号处置、科曾经成为各种系统仿真、数字信号处置、科学可视化等领域的规范言语。学可视化等领域的规范言语。 Cleve Moler MATLAB MATLAB的开展的开展 19841984年，年

3、，MATLABMATLAB第第1 1版版(DOS(DOS版版) ) 1992 1992年，年，MATLAB4.0MATLAB4.0版版 19941994年，年，MATLAB 4.2MATLAB 4.2版版 20192019年，年，MATLAB 5.0MATLAB 5.0版版 20192019年，年，MATLAB 5.3MATLAB 5.3版版 20002000年，年，MATLAB 6.0MATLAB 6.0版版 20192019年，年，MATLAB 6.1MATLAB 6.1版版 20192019年，年，MATLAB 6.5MATLAB 6.5版版 20192019年，年，MATLAB 7.0

4、MATLAB 7.0版版v1.1.2 MATLAB1.1.2 MATLAB的主要功能的主要功能v1 1数值计算和符号计算功能数值计算和符号计算功能 MATLABMATLAB以矩阵作为数据操作的根本单位，还以矩阵作为数据操作的根本单位，还提供提供v了非常丰富的数值计算函数。了非常丰富的数值计算函数。MATLABMATLAB和著名和著名的符号计的符号计v算言语算言语MapleMaple相结合，使得相结合，使得MATLABMATLAB具有符号具有符号计算功能。计算功能。v2 2绘图功能绘图功能 MATLABMATLAB提供了两个层次的绘图操作：一种是提供了两个层次的绘图操作：一种是对图对图v形句柄进

5、展的低层绘图操作，另一种是建立形句柄进展的低层绘图操作，另一种是建立在低层绘在低层绘v图操作之上的高层绘图操作。图操作之上的高层绘图操作。3 3编程言语编程言语 MATLABMATLAB具有程序构造控制、函数调用、数据构造、具有程序构造控制、函数调用、数据构造、输入输出、面向对象等程序文语特征，而且简单易学、输入输出、面向对象等程序文语特征，而且简单易学、编程效率高。编程效率高。4 4MATLABMATLAB工具箱工具箱 MATLABMATLAB包含两部分内容：根本部分和各种可选的包含两部分内容：根本部分和各种可选的工具箱。工具箱。 MATLABMATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和学工

6、具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。科性工具箱。1.1.3 MATLAB1.1.3 MATLAB功能演示功能演示12sinxyyx例 、分别绘制函数和的曲线。在在MATLABMATLAB命令窗口中输入命令：命令窗口中输入命令：x=-2x=-2* *pi:pi/180:2pi:pi/180:2* *pi;pi;plot(x,2.(-abs(x),plot(x,2.(-abs(x),: :,x,sin(x),x,sin(x) 第一条命令建立第一条命令建立x x向量，第二条命令绘制曲线。向量，第二条命令绘制曲线。命令执行后，将翻开一个图形窗口，并在其中显示命令执行后，将翻开一个图形窗口，并在

7、其中显示两个函数的曲线，虚线为两个函数的曲线，虚线为y=2-|x|,y=2-|x|,实线为实线为y=sinxy=sinx。532223719130 xxxx例 、求方程的全部根。在在MATLABMATLAB命令窗口输入命令：命令窗口输入命令：p=2,0,-3,71,-9,13;p=2,0,-3,71,-9,13;x=roots(p)x=roots(p) 其中第一条命令建立多项式系数向量，第二条命其中第一条命令建立多项式系数向量，第二条命令调用令调用rootsroots函数求根。函数求根。x=x= -3.4914 -3.4914 1.6863+2.6947i 1.6863+2.6947i 1.6

8、863-2.6947i 1.6863-2.6947i 0.0594+0.4251i 0.0594+0.4251i 0.0594-0.4251i 0.0594-0.4251i23238234453923xyzxyzxyz例 、求解线性方程组在命令窗口输入命令：在命令窗口输入命令：a=2,3,-1;8,2,3;45,3,9;a=2,3,-1;8,2,3;45,3,9;b=2;4;23;b=2;4;23;x=inv(a)x=inv(a)* *b b得到结果：得到结果：x=x= 0.5531 0.5531 0.2051 0.2051 -0.2784 -0.2784 前两条命令建立系数矩阵前两条命令建立

9、系数矩阵a a和列向量和列向量b,b,第三条命令第三条命令求根。求根。inv(a)inv(a)为为a a的逆矩阵，也可用的逆矩阵，也可用x=abx=ab求根。求根。 也可以经过符号计算解此方程。在也可以经过符号计算解此方程。在MATLABMATLAB命令窗命令窗口输入命令：口输入命令：syms x y zsyms x y zx,y,z=solve(2x,y,z=solve(2* *x+3x+3* *y-z-2,8y-z-2,8* *x+2x+2* *y+3y+3* *z-4,45z-4,45* *x+3x+3* *y+9y+9* *z-23)z-23)得到的结果为：得到的结果为：x=x= 15

10、1/273 151/273y=y= 8/39 8/39z=z= -76/273 -76/273104ln(1)xx dx例 、求积分的结果 。在在MATLABMATLAB命令窗口输入命令：命令窗口输入命令： quad( quad(x.x.* *log(1+x)log(1+x),0,1),0,1)得到的结果是得到的结果是: :ans=ans= 0.2500 0.2500在在MATLABMATLAB命令窗口输入命令：命令窗口输入命令： syms xsyms x int(x int(x* *log(1+x),0,1)log(1+x),0,1)得到的结果是：得到的结果是：ans=ans= 1/4 1/

11、4 1.2 MATLAB的环境的预备的环境的预备v1.2.1 MATLAB1.2.1 MATLAB的运转环境的运转环境v硬件环境：硬件环境：v(1)CPU (1)CPU 最好是最好是Penyium Penyium 或更高或更高; ;v(2)(2)内存内存 至少至少128MB,128MB,引荐在引荐在256MB;256MB;v(3)(3)硬盘硬盘 120MB, 120MB,假设安装其他工具假设安装其他工具箱需求箱需求260MB260MBv(4)CD-ROM(4)CD-ROM驱动器和鼠标。驱动器和鼠标。v软件环境：软件环境：v(1)Windows 98/NT/2000 (1)Windows 98/

12、NT/2000 或或Windows Windows XPXPv(2)(2)其他软件根据需求选用其他软件根据需求选用office office 20002000v1.2.2 MATLAB1.2.2 MATLAB的安装的安装安装安装MATLAB 6.5MATLAB 6.5系统，需运转系统自系统，需运转系统自带的安装程序带的安装程序vsetup.exesetup.exe，可以按照安装提示依次操，可以按照安装提示依次操作。作。 当当MATLABMATLAB安安装终了并初次启装终了并初次启动时，展如今屏动时，展如今屏幕上的界面为幕上的界面为MATLABMATLAB的默许界的默许界面，如右图所示。面，如右

13、图所示。1.2.3 MATLAB1.2.3 MATLAB的启动与退出的启动与退出1 1MATLABMATLAB系统的启动系统的启动与普通的与普通的WindowsWindows程序一样，启动程序一样，启动MATLABMATLAB系统有系统有3 3种常种常见方法：见方法：(1)(1)运用运用WindowsWindows“开场菜单。开场菜单。(2)(2)运转运转MATLABMATLAB系统启动程序系统启动程序matlab.exematlab.exe。(3) (3) 利用快捷方式。利用快捷方式。2 2MATLABMATLAB系统的退出系统的退出要退出要退出MATLABMATLAB系统，也有系统，也有3

14、 3种常见方法：种常见方法：在在MATLABMATLAB主窗口主窗口FileFile菜单中选择菜单中选择ExitExit命令命令在在MATLABMATLAB命令窗口输入命令窗口输入ExitExit或或QuitQuit命令命令单击单击MATLABMATLAB主窗口的主窗口的“封锁按钮。封锁按钮。1.3 MATLAB1.3 MATLAB操作界面操作界面启动启动MATLABMATLAB后，将进入后，将进入MATLAB 6.5MATLAB 6.5集成集成环境。环境。MATLAB 6.5MATLAB 6.5集成环境包括集成环境包括: :MATLABMATLAB主窗口主窗口命令窗口命令窗口(Command

15、 Window)(Command Window)任务空间窗口任务空间窗口(Workspace)(Workspace)命令历史窗口命令历史窗口(Command History)(Command History)当前目录窗口当前目录窗口(Current Directory)(Current Directory)启动平台窗口启动平台窗口(Launch Pad)(Launch Pad)。1.3.1 1.3.1 主窗口主窗口MATLABMATLAB主窗口是主窗口是MATLABMATLAB的主要任务界面。主窗口的主要任务界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外，还主要包括菜单栏和工具除了嵌入一些子窗口外，还主要包

16、括菜单栏和工具栏。栏。1 1菜单栏菜单栏 在在MATLAB 6.5MATLAB 6.5主窗口的菜单栏，共包含主窗口的菜单栏，共包含FileFile、EditEdit、ViewView、WebWeb、WindowWindow和和Help 6Help 6个菜单项。个菜单项。(1)File(1)File菜单项：菜单项：FileFile菜单项实现有关文件的操作菜单项实现有关文件的操作(2)Edit(2)Edit菜单项：菜单项：EditEdit菜单项用于命令窗口的编辑操作。菜单项用于命令窗口的编辑操作。(3)View(3)View菜单项：菜单项：ViewView菜单项用于设置菜单项用于设置MATLABM

17、ATLAB集成环境的显示集成环境的显示方式。方式。(4)Web(4)Web菜单项：菜单项：WebWeb菜单项用于设置菜单项用于设置MATLABMATLAB的的WebWeb操作。操作。 (5)Window(5)Window菜单项：主窗口菜单栏上的菜单项：主窗口菜单栏上的WindowWindow菜单，只包含一菜单，只包含一个子菜单个子菜单Close allClose all，用于封锁一切翻开的编辑器窗口，包括，用于封锁一切翻开的编辑器窗口，包括M-fileM-file、FigureFigure、ModelModel和和GUIGUI窗口。窗口。(6)Help(6)Help菜单项：菜单项：HelpHe

18、lp菜单项用于提供协助信息。菜单项用于提供协助信息。1.3.2 1.3.2 命令窗口命令窗口 命令窗口是命令窗口是MATLABMATLAB的主要交互窗口，用于输入命的主要交互窗口，用于输入命令并显示令并显示除图形以外的一切执行结果。除图形以外的一切执行结果。 MATLABMATLAB命令窗口不仅可以内嵌在命令窗口不仅可以内嵌在MATLABMATLAB的任务界的任务界面，也面，也可以以独立窗口的方式浮动在界面上。可以以独立窗口的方式浮动在界面上。1 1选中命令窗口，再选择选中命令窗口，再选择DesktopDesktop菜单中的菜单中的Undock Undock Command Command W

19、indowWindow命令，就可以浮动窗口。命令，就可以浮动窗口。2 2如需将命令窗口嵌入如需将命令窗口嵌入MATLABMATLAB的任务界面中，可的任务界面中，可以运用浮以运用浮动命令窗口动命令窗口DesktopDesktop菜单中的菜单中的dock Command Windowdock Command Window命命令。令。2 2工具栏工具栏 MATLAB 6.5MATLAB 6.5主窗口的工具栏共提供了主窗口的工具栏共提供了1010个命令按个命令按钮。这些钮。这些命令按钮均有对应的菜单命令，但比菜单命令运用起命令按钮均有对应的菜单命令，但比菜单命令运用起来更快来更快捷、方便。捷、方便。

20、 MATLAB MATLAB命令窗口中的命令窗口中的“为命令提示符，表示为命令提示符，表示MATLABMATLAB正在处于正在处于预备形状。在命令提示符后键入命令并按下回车键后，预备形状。在命令提示符后键入命令并按下回车键后，MATLABMATLAB就会就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。 普通来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车终了。但普通来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车终了。但一个命令行也可以输入假设干条命令，各命令之间以逗号分隔，假设前一个命令行也可以输入假设干条命令，各命令之间以逗号分隔，假设前一命令后带有

21、分号，那么逗号可以省略。一命令后带有分号，那么逗号可以省略。例如：例如：p=15,m=35 p=15;m=35p=15,m=35 p=15;m=35 假设一个命令行很长，一个物理行之内写不下假设一个命令行很长，一个物理行之内写不下, ,可以在第一个可以在第一个物理行之后加上物理行之后加上3 3个小黑点并按下回车键，然后接着下一个物理行个小黑点并按下回车键，然后接着下一个物理行继续写命令的其他部分。继续写命令的其他部分。3 3个小黑点称为续行符，即把下面的物理个小黑点称为续行符，即把下面的物理行看作该行的逻辑继续。行看作该行的逻辑继续。例如：例如：s=1-1/2+1/3-1/4+1/5-1/6+

22、1/7-s=1-1/2+1/3-1/4+1/5-1/6+1/7- 1/8+1/9-1/10+1/11-1/12; 1/8+1/9-1/10+1/11-1/12;是一个命令行，但占用两个物理行，第一个物理行以续行符结是一个命令行，但占用两个物理行，第一个物理行以续行符结束，第二个物理行是上一行的继续。束，第二个物理行是上一行的继续。 在在MATLABMATLAB里，有很多的控制键和方向键可用于命令行的编里，有很多的控制键和方向键可用于命令行的编辑。例如，当将命令辑。例如，当将命令x1=(log(3)+sqrt(5)/2x1=(log(3)+sqrt(5)/2中的函数名中的函数名sqrtsqrt输

23、入成输入成srtsrt时，由于时，由于MATLABMATLAB中不存在中不存在srtsrt函数，函数，MATLABMATLAB将会给出将会给出错误信息：错误信息：? Undefined command/function ? Undefined command/function srtsrt重新输入命令时，用户不需求输入整行命令，而只需求按向上重新输入命令时，用户不需求输入整行命令，而只需求按向上方向方向调出刚刚输入的命令行。调出刚刚输入的命令行。键名键名功能功能键名键名功能功能前寻式调回已输入过的前寻式调回已输入过的命令命令HomeHome将光标移到当前行的将光标移到当前行的行首行首后寻式调回

24、已输入过的后寻式调回已输入过的命令命令EndEnd将光标移到当前行行将光标移到当前行行末尾末尾在当前行中左移光标在当前行中左移光标DelDel删除光标右边的字符删除光标右边的字符在当前行中右移光标在当前行中右移光标BackspaceBackspace删除光标左边的字符删除光标左边的字符PgUp前寻式翻滚一页前寻式翻滚一页EscEsc删除当前行全部内容删除当前行全部内容PgUnPgUn后寻式翻滚一页后寻式翻滚一页1.3.3 1.3.3 任务空间窗口任务空间窗口 任务空间是任务空间是MATLABMATLAB用于存储各种变量和结果的内用于存储各种变量和结果的内存空间。存空间。在该窗口中显示任务空间中

25、一切变量的称号、大小、在该窗口中显示任务空间中一切变量的称号、大小、字节数和字节数和变量类型阐明，可对变量进展察看、编辑、保管和删变量类型阐明，可对变量进展察看、编辑、保管和删除。除。1.3.4 1.3.4 当前目录窗口和搜索途径当前目录窗口和搜索途径1 1、当前目录窗口、当前目录窗口 当前目录是指当前目录是指MATLABMATLAB运转文件时的任务目录，只运转文件时的任务目录，只需在当前需在当前目录的文件、函数可以被运转或调用。目录的文件、函数可以被运转或调用。 当前目录窗口也称为途径阅读器。它可以内嵌在当前目录窗口也称为途径阅读器。它可以内嵌在MATLAB主主窗口，也可以浮动在主窗口上。窗

26、口，也可以浮动在主窗口上。 在当前目录窗口中可以显示或改动当前目录，还可在当前目录窗口中可以显示或改动当前目录，还可以显示以显示目录下的文件并提供搜索功能。目录下的文件并提供搜索功能。 将用户目录设备成当前目录也可运用将用户目录设备成当前目录也可运用cd命令。例如：命令。例如： cd c:mydir2、MATLAB搜索途径搜索途径根本的搜索过程如下：根本的搜索过程如下：1检查该命令是不是一个变量。检查该命令是不是一个变量。2检查该命令是不是一个内部函数。检查该命令是不是一个内部函数。3检查该命令能否当前目录下的检查该命令能否当前目录下的M文件。文件。4检查该命令能否检查该命令能否MATLAB搜

27、索途径中其他目录搜索途径中其他目录下的下的M文件。文件。 假定建立了一个变量假定建立了一个变量examp，同时在当前目录下建立了一个，同时在当前目录下建立了一个M文件文件examp.m，假设在命令窗口输，假设在命令窗口输examp，按照上面引见的搜，按照上面引见的搜索过程，应是在屏幕上显示变量索过程，应是在屏幕上显示变量examp的值。假设没有建立的值。假设没有建立examp变量，那么执行变量，那么执行examp.m文件。文件。设置搜索途径的方法有：设置搜索途径的方法有：1用用path命令设置搜索途径命令设置搜索途径 运用运用path命令可以把用户目录暂时纳入搜索途径。例如将命令可以把用户目录

28、暂时纳入搜索途径。例如将用户目录用户目录c:mydir加到搜索途径中，可在命令窗口输入命令：加到搜索途径中，可在命令窗口输入命令： path(path,c:mydir)2 2用对话框设置搜索途径用对话框设置搜索途径 在在MATLABMATLAB的的FileFile菜单中选择菜单中选择Set PathSet Path命令或在命令窗口中命令或在命令窗口中输入输入pathtoolpathtool命令，将出现搜索途径设置命令，将出现搜索途径设置Set PathSet Path对话框。对话框。 单击单击Add FolderAdd Folder或或Add with SubfoldersAdd with S

29、ubfolders命令按钮可以将命令按钮可以将指指定途径添加到搜索途径列表中。定途径添加到搜索途径列表中。 Move to TopMove to Top等命令按钮修正该途径在搜索途径中的顺序。等命令按钮修正该途径在搜索途径中的顺序。RemoveRemove可以将不需求的搜索途径删除。可以将不需求的搜索途径删除。 系统将搜索途径的信息保管在文件系统将搜索途径的信息保管在文件pathdef.mpathdef.m中。中。 1.3.5 1.3.5 命令历史记录窗口命令历史记录窗口 在默许设置下，历史记录窗口中会自动在默许设置下，历史记录窗口中会自动保管自安装起一切保管自安装起一切用过的命令的历史记录，

30、并且还标明了运用过的命令的历史记录，并且还标明了运用时间，从而方便用用时间，从而方便用户查询。而且，经过双击命令可进展历史户查询。而且，经过双击命令可进展历史命令的再运转。假设命令的再运转。假设要去除这些历史记录，可以选择要去除这些历史记录，可以选择EditEdit菜单菜单中的中的Clear Command Clear Command HistoryHistory命令。命令。1.3.6 1.3.6 启动平台窗口和启动平台窗口和StartStart按钮按钮 MATLAB 6.5MATLAB 6.5的启动平台窗口可以协助用户的启动平台窗口可以协助用户方便地翻开和调方便地翻开和调用用MATLABMA

31、TLAB的各种程序、函数和协助文件。的各种程序、函数和协助文件。 MATLAB 6.5MATLAB 6.5主窗口左下角还有一个主窗口左下角还有一个StartStart按按钮，单击该按钮钮，单击该按钮会弹出一个菜单，选择其中的命令可以执行会弹出一个菜单，选择其中的命令可以执行MATLABMATLAB产品的各种产品的各种工具，并且可以查阅工具，并且可以查阅MATLABMATLAB包含的各种资源。包含的各种资源。 1.4 MATLAB协助系统协助系统1.4.1 1.4.1 协助窗口协助窗口进入协助窗口可以经过以下进入协助窗口可以经过以下3 3种方法：种方法：(1)(1)单击单击MATLABMATLA

32、B主窗口工具栏中的主窗口工具栏中的HelpHelp按钮按钮(2)(2)在命令窗口中输入在命令窗口中输入helpwinhelpwin、helpdeskhelpdesk或或docdoc。(3) (3) 选择选择HelpHelp菜单中的菜单中的“MATLAB HelpMATLAB Help选项。选项。1.4.2 1.4.2 协助命令协助命令MATLABMATLAB协助命令包括协助命令包括helphelp、lookforlookfor以及模糊查以及模糊查询询1 1helphelp命令命令 在在MATLAB 6.5MATLAB 6.5命令窗口中直接输入命令窗口中直接输入helphelp命令命令将会显示当

33、前将会显示当前协助系统中所包含的一切工程，即搜索途径中协助系统中所包含的一切工程，即搜索途径中一切的目录称号。一切的目录称号。同样，可以经过同样，可以经过helphelp加函数名来显示该函数的加函数名来显示该函数的协助阐明。协助阐明。2 2lookforlookfor命令命令 helphelp命令只搜索出那些关键字完全匹配的结命令只搜索出那些关键字完全匹配的结果，果，lookforlookfor命命令对搜索范围内的令对搜索范围内的M M文件进展关键字搜索，条件文件进展关键字搜索，条件比较宽松。比较宽松。 Lookfor Lookfor命令只对命令只对M M文件的第一行进展关键字搜索。假设在文件的第一行进展关键字搜索。假设在lookforlookfor命令加上命令加上-all-all选项，那么可对选项，那么可对M M文件进展全文搜索。文件进展全文搜索。3 3模糊查询