张志涌matlab第一讲基础准备入门2015.ppt

1、计算机仿真技术（MATLAB）,计算机与通信工程学院,课程的作用 课程的目的 课程的特点 课程安排,课程的作用,在欧美各高等学校，Matlab成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具，成为本科生、硕士生和博士生的必须掌握的基本技能。 在设计研究单位和工业部门，Matlab已被广泛地用于研究和解决各种具体的工程问题。 可以预见，Matlab将在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用。,讲授MATLAB语言基础入门知识，介绍MATLAB桌面工具的使用方法，重点介绍MATLAB的数据可视化、数值计算的基本步骤以及如何使用MATLAB语

2、言编写整洁、高效、规范的程序。 通过本课程的学习，了解、熟悉、掌握 MATLAB的基本编程方法，并具有初步的利用计算机处理、解决实际问题的能力，为进一步学习后续的专业课程做好准备。,本课程的目的（ Objectives of This Course ）,本课程的特点（ Features of This Course ） 交叉性课程，是计算机技术、数学理论知识以及诸多工程理论知识的综合。 实践性课程。 内容多，课时少，要求同学上课认真听讲，要充分利用上机实践消化、理解、 掌握课上讲解内容。,1.3 MATLAB编程语言的特点,语法规则简单。尤其内定的编程规则，与其他编程语言（如C、Fortran

3、等）相比更接近于常规数学表示。对于数组变量的使用，不需类型声明，无需事先申请内存空间。扩充能力、可开发能力较强，MATLAB完全成了一个开放的系统用户可以开发自己的工具箱可以方便地与Fortran、C等语言接口,MATLAB语言主要有以下几个特点：,MATLAB基本的语言环境提供了数以千计的计算函数，极大的提高了用户的编程效率。如，一个fft函数即可完成对指定数据的快速傅里叶变换，这一任务如果用C语言来编程实现的话，至少要用几十条C语言才能完成。,因此，MATLAB是一个简单易用、功能强大的高效编程语言。,平台无关性（可移植性）。MATLAB软件可以运行在很多不同的计算机系统平台上，如Wind

4、ows Me/NT/2000/XP、很多不同版本的UNIX以及Linux。无论你在哪一个平台上编写的程序都可以运行在其它平台上，对于MATLAB数据文件也一样，是平台无关的。极大保护了用户的劳动、方便了用户。其绘图功能也是平台无关的。无论任何系统平台，只要MATLAB能够运行，其图形功能命令就能正常运行。,MATLAB是一种脚本式（scripted）的解释型语言，无论是命令、函数或变量，只要在命令窗口的提示符下键入，并“回车（Enter）”，MATLAB都予以解释执行。,功能强大 数值运算优势 符号运算优势(Maple) 强大的2D、3D数据可视化功能 许多具有算法自适应能力的功能函数,课程安

5、排,课堂教学：共24学时；（9-14周） （G119，周二，5-6节；G311，周四，1-2节） 学习成绩： 1) 上机实验成绩占30%; 2) 考勤 10% ; 3) 作业 60% 。 主要参考书 Matlab教程R2011a张志涌，杨祖樱等编著，北航出版 2010 精通MATLAB 6.5张志涌 等编著，北航出版，2003年,授课宗旨,讲授MATLAB的通用功能。 寓教于例，由浅入深。,MATLAB课程介绍,目标（in MATLAB）： 掌握数学（矩阵）运算 掌握简单编程 掌握简单的数据处理及基本图形绘制,学习内容一、基础准备及入门二、符号计算三、数值数组及向量化运算四、数值计算五、数据和

6、函数的可视化六、M文件和函数句柄,第一讲 Matlab基础准备及入门,前言 Matlab软件概述 Matlab的桌面环境及入门知识,第一章 基础准备及入门,一. MATLAB简介 MATLAB是什么 ? 一个高性能数值计算和可视化工程数学软件。 关键词：数值计算 可视化 工程数学,1980年，美国的Clever Moler博士 为了解决“线性代数”课程的矩阵运算问题， 编写了一套完整的计算机程序，取名 MATLAB即Matrix Laboratory 矩阵实验室。,MATLAB的历史及影响,70年代中期，Cleve Moler博土及其同事在美国国家基金会的帮助下，开发了LINPACK和EISP

7、ACK的FORTRAN语言子程序库，这两个程序库代表了当时矩阵运算的最高水平。 到了70年代后期，身为美国新墨西哥州大学计算机系系主任的CIeve Moler，他将这个程序取名为MATLAB，其名称是由MATrix和 LABoratory（矩阵实验室）两个单词的前三个字母所合成。 在1978年，Matlab就面世了。这个程序获得了很大的成功，受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里，Matlab在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。,Cleve Moler,将MATLAB商品化的不是Cleve Moler,而是一个名叫Jack Little的人。当免费的MATLAB软

8、件到Stanford大学，Jack Little正在该校主修控制，便接触到了当时MATLAB，直觉告诉他，这是一个具有巨大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久，就开始用C语言重新编写了MATLAB的核心。在Moler的协助下，于1984年成立MathWorks公司，首次推出MATLAB商用版。在其商用版推出的初期，MATLAB就以其优秀的品质（高效的数据计算能力和开放的体系结构）占据了大部分数学计算软件的市场，原来应用于控制领域里的一些封闭式数学计算软件包（如英国的UMIST、瑞典的LUND和SIMNON、德国的KEDDC）就纷纷被淘汰或在MATLAB上重建。,Jack Little,Cleve

9、 Moler至今仍是该公司的首席科学家，他以60多岁的高龄，还常常亲自进行撰写程序的工作，非常令人佩服。如果你有数值运算方面的高水平问题，寄到 MathWorks 后，大部份还是会由 Cleve Moler亲自回答。在1994年，Pentium芯片曾发生Fdiv的bug， 当时Cleve Moler是第一个以软件方式解决此 bug的人，曾一时脍炙人口。,在公司初创的五年，Jack Little非常辛苦，常常身兼数职（董事长、总经理、推销、程序开发等），但公司一直稳定发展，从当初的一人公司，到1993年的200人，到2000年的 500余人，到2005年公司员工达到了1300人，不但打败其他竞争

10、软件，而且前景一片欣欣向荣。根据Jack Little个人说法，MATLAB早期成功的两大因素是：选用了C语言及选定PC为主要平台，这似乎和微软的成功有相互呼应之妙。,MathWorks公司，目前仍然是私人企业，并未上市，这和Jack Little个人理念有关，他认为MATLAB的设计方向应该一直是以顾客的需求与软件的完整性为首要目标，而不是以盈利为主要目的，因此MATLAB一直是在稳定中求进步，而不会因为上市而遭受股东左右其发展方向。这也是为什么MATLAB新版本总是姗姗来迟的原因，因为他们不会因为市场的需求而推出不成熟的产品。此外，由于Jack Little保守的个性，也使得MathWor

11、ks不曾跨足MATLAB/Simulink以外的行业，当前商场上纷纷扰扰的并购或分家，MathWorks完全是绝缘体。,1992年，支持Windows 3.x的MATLAB 4.0版本推出，增加了Simulink，Control，Neural Network，Signal Processing等专用工具箱。,1993年11月，MathWorks公司推出了Matlab 4.1，其中主要增加了符号运算功能。当升级至Matlab 4.2c，这一功能在用户中得到广泛应用。,1997年，Matlab 5.0版本问世了,实现了真正的32位运算，加快数值计算，图形表现有效。,2001年初，MathWorks

12、公司推出了Matlab 6.0（R12）。,2002年7月，推出了Matlab 6.5(R13)，在这一版本中Simulink升级到了5.0，性能有了很大提高，另一大特点是推出了JIT程序加速器，Matlab的计算速度有了明显的提高。,2005年9月，推出了MAILAB 7.1(Release14 SP3)，在这一版本中Simulink升级到了6.3，软件性能有了新的提高，用户界面更加友好。值得说明的是，Matlab V7.1版采用了更先进的数学程序库，即“LAPACK”和“BLAS”。 目前，Matlab软件支持多种系统平台，如常见的WindowsNT/XP、UNIX、Linux等。,Mat

13、lab版本的发展,MATLAB就是这样经过了近30年的专门打造、20多年的千锤百炼，它以高性能的数组运算（包括矩阵运算）为基础，不仅实现了大多数数学算法的高效运行函数和数据可视化，而且提供了非常高效的计算机高级编程语言，在用户可参与的情况下，各种专业领域的工具箱不断开发和完善，MATLAB取得了巨大的成功，已广泛应用于科学研究、工程应用，用于数值计算分析、系统建模与仿真。 早在20世纪90年代初，欧美等发达国家的大学就将MATLAB列为一种必须掌握的编程语言。近几年来，国内的很多大学也将MATLAB列为了本科生必修课程。 与Maple、Mathematica数学计算软件相比，MATLAB以数值

14、计算见长，而Maple等以符号运算见长，能给出解析解和任意精度解，而处理大量数据的能力远不如MATLAB。 MATLAB软件功能之强大、应用之广泛，已成为为21世纪最为重要的科学计算语言。可见学习掌握这一工具的重要性。,Matlab的几大特点：,数值计算 可视化 工程应用,在数值计算方面，可以进行基本加减乘 除，微积分，方程组求解，函数拉格朗日展 开，矩阵求解，求特征值，概率分布，插值 函数等。,数值计算,(3).丰富的绘图功能与计算结果的可视化,具有高层绘图功能两维、三维绘图 具有底层绘图功能句柄绘图 使用plot函数可随时将计算结果可视化,1、基础准备及入门,本章有三个目的： 1、 讲述M

15、atlab正常运行所必备的基础条件； 2、简明地介绍Matlab及其操作桌面Desktop 的基本使用方法。 3、介绍Matlab的帮助系统。,1.1 MATLAB的桌面环境及入门知识,Matlab的安装和工具包的选择 Desktop操作桌面的启动 Command Window运行入门 Command Window操作要旨 Command History历史指令窗 Current Directory路径设置器和文件管理 工作空间浏览器和变量可视化 Editor/Debugger和脚本编写初步 帮助系统及其使用,MATLAB的安装,安装选项： Typical： 用到光盘上MATLAB的所有功能及

16、工具包，要求硬盘的自由空间大于3G。 Custom： 可根据需要，在“Select products to install”栏中勾选相应的组件。对一般用户来说，完全不必采取全部安装，而应根据需要有所选择。,1.2 Matlab的安装和工具包的选择,1、Matlab软件所在的目录 2、Matlab自动生成的供用户使用的目录,Matlab软件所在的目录： 该目录位置及目录名，都是用户在安装过程中指定的。比如，C:matlab R2012a. 改目录包含Matlab运行所需的所有文件，如启动文件、各种工具包等。 Matlab 自动生成的供用户使用的工作子目录。 该子目录是安装matlab时由软件自动

17、生成的。用户在matlab 指令窗中，运行path指令后，所显示的matlab完整搜索路径列表的最上方就是该工作目录的全部路径。例如： C：UserszyzhangDocumentsmatlab. 该工作子目录的名称是matlab.它一方面可以存放用户操作matlab所产生的M,Mat等文件另一方面该子目录上的文件，又都可以被在matlab环境中运行的指令所调用。,1.2 启动与退出MATLAB,启动MATLAB 直接用鼠标双击桌面上MATLAB图标 或Windows桌面的“开始”“所有程序”“MATLAB” 。 退出MATLAB 关闭MATLAB桌面 在命令窗口执行quit或exit命令 M

18、ATLAB缺省桌面（见下页）,菜单栏,工具栏,文件编辑窗口,工作空间,历史命令 窗口,Start 菜单,命令窗口,命令提示符,1.2 启动与退出MATLAB （续）,（1）指令窗 该窗是进行各种matlab操作的最主要窗口。在该窗口内，可键入各种送给matlab运作的指令、函数、表达式；显示图形外的所有运算结果；运行错误时，给出相关出错的提示。 （2）当前目录浏览器 在该浏览器中，展示着子目录、M文件、Mat文件，可直接送入matlab工作内存。对该目录上的各种文件，可进行windows平台的各种标准操作。此外，在当前目录正下方，还有一个“文件简况栏”。该窗显示所选文件的概况信息。比如该窗会展

19、示：M函数文件的H1行内容，最基本的函数格式，所包含的内嵌函数和其他子函数。 （3）工作空间浏览器 该浏览器默认地位于当前目录浏览器的后台。该窗口罗列出matlab工作空间中所有的变量名、大小、字节数，在该窗口中，可对变量进行观察、图示、编辑、提取和保存。,（4）历史指令窗 该窗记录已经运作过得指令、函数、表达式、及他们运行的日期、时间。该窗中的所有指令、文字都允许复制、重运行及用于产生M文件。,1.3 Command Window 运行入门1.3.1Command Window指令窗的使用,激活指令窗口。 “” 与闪烁的光标一起表明系统就绪，等待输入。 命令窗口脱离MATLAB桌面。 简单计

20、算 【例1.3-1】计算 （1）在MATLAB指令窗口输入 以下内容： (12+2*(7-4)/32 （2）按【Enter】键，指令执行。 （3）返回的计算结果： ans= 2,1.3 命令窗口 （续）,说明 在命令窗口【Enter】键提交命令执行。 Matlab所用运算符（如+、-、等）是各种计算程序中常见的。 计算结果中的“ans”是英文“answer”的一种缩写，其含义就是“运算答案”。ans是Matlab的一个预定义变量。,【例1.3-2】“续行输入”法。本例演示：或由于指令太长，或出于某种需要，输入指令行必须多行书写时，该如何处理。,S=1-1/2+1/3-1/4+ . 1/5-1/

21、6+1/7-1/8 S = 0.6345,说明： 1、Matlab用3个或3个以上的连续黑点表示续行，即表示下一行是上一行的继续。 2、本例指令中包含赋值号，因此表达式的计算结果被赋给了变量S. 3、指令执行后，变量S被保存在Matlab的工作空间（Workspace）中备用。如果用户不用clear指令清除它，或对它重新复制，那么该变量会一直保存在工作空间中，直到本Matlab指令窗被关闭为止。,上节算例只演示了计算器功能，那仅是Matlab全部功能中小小的一角。为深入学习Matlab,有必要系统地介绍一些基本规定。本节先介绍关于变量的若干规定。,1.3.3 数值表示、变量及表达式,1.3.3

22、 数值表示、变量及表达式,数值的记述 Matlab的数只采用习惯的十进制表示，可以带小数点和负号;其缺省的数据类型为双精度浮点型（double）。 例如：3 -10 0.001 1.3e10 1.256e-6 变量命令规则 变量名、函数名对字母的大小写是敏感的。如myVar与myvar表示两个不同的变量。sin是MATLAB定义的正弦函数名，但SIN，Sin等都不是。 变量名第一个字母必须是英文字母。最多包含63个字符（英文，数字和下连符）。如myvar201是合法的变量名。 变量名可以包含英文字母、下划线和数字。变量名不能包含空格、标点。如变量名my_var_201是合法的，且读起来更方便。

23、而my,var201由于逗号的分隔，就不能表示一个变量名。,用户定义变量名的两个忌讳,用户变量名不应与Matlab关键词（如for,if/else,end等）同名。 用户变量名尽量不与Matlab自用的变量名（如eps,pi等）、函数名（如sin,eig等）、文件夹名（如rtw,toolbox等）相同。 为帮助用户判断所定义变量名（如UserName）是否“犯忌”，Matlab提供以下两个判断指令： Iskeyword UserName 若运行结果为0，表示UserName不同于MATLAB关键词。 Exist UserName若运行结果为0，表示UserName不同于Matlab自用变量名、

24、函数名、文件夹名。,1.3 数值表示、变量及表达式 （续）,说明 每当MATLAB启动完成，这些变量就被产生。 MATLAB中，被0除不会引起程序中断，给出报警的同时用inf或NaN给出结果。 用户只能临时覆盖这些预定义变量的值，Clear或重启MATLAB可恢复其值。,表1.3.1 matlab为数学常数预定义的变量名,1，假如用户对表中任何一个预定义变量中进行赋值，则该变量的默认值将被用户新赋的值临时覆盖。 加入使用clear指令清楚Matlab内存中的变量，或matlab指令窗被关闭后重新启动，那么所有的预定义变量将被重置为默认值，不管这些云定义变量 曾被用户赋过什么值,1.3 数值表示

25、、变量及表达式 （续）,运算符和表达式,说明 Matlab用“”和”/”分别表示“左除”和“右除”。对标量而言，两者没有区别。对矩阵产生不同影响。 MATLAB表达式的书写规则与“手写方式”几乎完全相同。 表达式按与常规相同的优先级自左至右执行运算。 优先级：指数运算级别最高，乘除次之，加减最低。 括号改变运算的次序。 书写表达式时，赋值符“=”和运算符两侧允许有空格，以增加可读性。,1.3 数值表示、变量及表达式 （续）,面向复数设计的运算,复数 直角坐标表示和极坐标表示之间转换的Matlab指令如下：,real(z) 给出复数z的实部a=rcos (theta) image(z) 给出复数

26、z的虚部b=rsin(theta) abs(z) 给出复数z的模 angle(z) 以弧度为单位给出复数z的幅角,例1.3-4 复数z1=4+3i,z2=1+2i, 表达，及计算 。本例演示：正确的复数输入法；设计复数表示方式的基本指令。,（1）经典教科书的直角坐标表示法 z1= 4 + 3i % 合法，但建议少用 z1 = 4.0000+3.0000 i,（2）采用运算符构成的直角坐标表示法和极坐标表示法 z2 = 1 + 2 * i%运算符构成的直角坐标表示法 z3=2*exp(i*pi/6) %运算符构成的极坐标表示法 z=z1*z2/z3 z2 = 1 + 2i z3 = 1.7321

27、 +1i z = 1.884 + 5.2631i （3）复数的实部、虚部、模和幅角计算 real_z=real(z) image_z=imag(z) magnitude_z=abs(z) angle_z_radian=angle(z) %弧度单位 angle_z_degree=angle(z)*180/pi % 度数单位,2.3 数值表示、变量及表达式 （续）,real_z = 1.884 image_z = 5.2631 magnitude_z = 5.5902 angle_z_radian = 1.2271 angle_z_degree = 70.305,【例1.3-5】图示复数z1=4+

28、3i和z2=1+2i; 的和。,z1=4+3*i;z2=1+2*i; %在一个物理行中，允许输入多条指令 %同一行各指令间要用“分号”或“逗号”分开 % 指令后采用“分号”，使运算结果不显示 z12=z1+z2 % 以下用于绘图 clf,hold on %clf清空图形窗。逗号用来分隔两个指令 plot(0,z1,z12,-b,LineWidth,3) plot(0,z12,-r,LineWidth,3) plot(z1,z12,ob,MarkerSize,8) hold off,grid on, axis equal axis(0,6,0,6) text(3.5,2.3,z1) text(5

29、,4.5,z2) text(2.5,3.5,z12) xlabel(real) ylabel(image) z12 =5.0000 + 5.0000i,本例演示：Matlab的运算在复数域上进行；指令后“分号”的作用；复数加法的几何意义；展示Matlab的可视化能力（只需感受，还不需理解）,图1.3-2 两个复数相加,在matlab中，标量数据被看做（1*1）的数组数据。所有数据都被存放在适当大小的数组中。为加快计算速度（即运算的向量化处理），Matlab对以数组形式存储的数据设计了两种基本运算：一种是所谓的数组运算；另一种是所谓的矩阵运算。在此仅以算例展示matlab的计算特点，更详细的叙述

30、为第3章内容,面向数组设计的运算Matlab特点之二,面向数组设计的运算Matlab特点之二,【例1.3-7】实数数组 的“一行”输入法。本例演示：二维数组的最基本，最常用的输入法；二维数组输入的三大要素 （1）在键盘上输入下列内容 AR= 1,3;2,4 （2）按Enter键，指令被执行 （3）在指令执行后，matlab指令窗中将显示以下结果 AR = 1 3 2 4 说明：1、在Matlab中，不必事先对数组维数及大小做任何说明，内存将自动配置。 2、二维数组输入的三大要素：数组标识符“”;元素分隔符空格或逗号“，”； 数组行间分隔符分号“；”或“回车”。注意：所有标点符号都是“英文符号”

31、。 3、Matlab对字母大小写是敏感的。如：本例中的数组赋给了变量AR,而不是Ar,aR,或ar。 4、 在全部键入一个指令行内容后，必须按下Enter键，该指令才会被执行。,【例1.3-8】实数数组 的“分行”输入法。,AI=5,7 6,8 AI = 5 7 6 8,说明 本例采用这种输入法是为了视觉习惯。当然，对于较大的数组也可采用此法。 在这种输入法中，“回车”用来分隔数组中的行。,【例1.3-9】对复数数组 进 行求实部、虚部、模和幅角的运算。 （1）创建数组 AR=1,3;2,4;AI=5,7;6,8; A=AR-AI*i %形成复数数组 A = 1.0000 - 5.0000i

32、3.0000 - 7.0000i 2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 8.0000i （2）求复数数组的实部和虚部 A_real=real(A) A_image=imag(A) A_real = 1 3 2 4 A_image = -5 -7 -6 -8,（3）求复数矩阵中各元素的模和幅角循环法（笨拙的方法） for m=1:2 for n=1:2 Am1(m,n)=abs(A(m,n); Aa1(m,n)=angle(A(m,n)*180/pi; %以度为单位计算幅角 end end Am1,Aa1 Am1 = 5.0990 7.6158 6.3246 8.9443 Aa1

33、= -78.6901 -66.8014 -71.5651 -63.434,（4）求复数矩阵中各元素的模和幅角直接法 Am2=abs(A) Aa2=angle(A)*180/pi Am2 = 5.0990 7.6158 6.3246 8.9443 Aa2 = -78.6901 -66.8014 -71.5651 -63.4349,说明： 1、函数real,imag,abs,angle是同时、并行地作用于数组的每个元素的。对4个元素运算所需的时间大致与对单个元素所需时间相同。这有利于运算速度的提高。这是“向量化”运算的一种形式。 2、本例给出了循环法求各元素模与幅角的指令。这不是很有效的计算方法。

34、对于Matlab以外的许多编程语言来说，可能不得不采用“循环”处理方式来解本例。 记住：对于matlab来说，应该尽量摒弃“循环”处理，而采用“向量化”处理方式。,【例1.3-10】画出衰减振荡曲线 ，的取值范围是（配图1.3-4）。,t=0:pi/50:4*pi; %定义自变量t的取值数组 y=exp(-t/3).*sin(3*t); % 计算与自变量相应的y数组，注意： %乘法符前面的小数点 plot(t,y,-r,LineWidth,2) %绘制曲线 axis(0,4*pi,-1,1) xlabel(t),ylabel(y),说明： 1、本例第二条指令中的“.*”符号表示乘法是在两个数组

35、相同的位置上的元素间进行的。本书把这种乘法称为“数组乘”。数组乘的引入，不但使得程序简洁自然，而且避免了耗费机时的“循环计算” 2、本例第二条指令是典型的“向量化”处理形式。,【例1.3-11】复数矩阵 的生成，及计算 矩阵乘积（A取自算例1.3-9）。本例演示：Matlab矩阵运算指令的简捷性。,B=3+2i,2+6i;5+3*i,4-2*i %复数数组的又一种输入方式 %注意标点符号的作用 C=A*B % 矩阵乘法 B = 3.0000 + 2.0000i 2.0000 + 6.0000i 5.0000 + 3.0000i 4.0000 - 2.0000i C = 49.0000 -39.

36、0000i 30.0000 -38.0000i 62.0000 -42.0000i 40.0000 -40.0000i,说明： 当数组被赋予“变换”属性时，二维数组就被称为矩阵。只有当两个矩阵的“内维大小相等”时，矩阵乘法才能进行。本例中，矩阵A的列数和矩阵B的行数相等，所以可以进行A乘B运算。 从表达方式看，“矩阵相乘”的指令格式与“标量相乘”指令格式一样。在其他编程语言中，矩阵乘法不得不依赖“循环”进行。 Matlab之所以能把矩阵运算表达得像标准“线性代数”那样简洁易读、自然流畅，是由于Matlab的设计者采用了“面向对象”编程技术。,前一节借助算例，使读者对MATLAB指令窗的使用方法

37、有了一个直观的感受。本节将在上一节的基础上对控制指令窗和操作进行较系统的归纳，以便读者更全面地了解Matlab，更方便地使用Matlab。,1.4 Command Window操作要旨,1.4 Command Window操作要旨,1、指令窗的显示方式 2、指令窗常用控制指令,1、指令窗的显示方式,1、默认的输入显示方式 从matlab7.0版起，指令窗中的字符、数值等便采用了更为醒目的分类显示： （1）对于输入指令中的if,for,end等控制流的matlab关键词自动地采用蓝色字体显示； （2）对于输入指令中的非控制指令，数码，都自动地采用黑色字体显示； （3）输入的字符串自动地采用紫色字

38、体显示,Command Window操作要旨,(1)数据显示格式默认短格式，可以通过format指令或菜单对话框窗口修改。,(2)字体大小，颜色等可通过file:Preferences设定。,运行中，屏幕上最常见到的数字输出结果由5位有效数字构成。这是“双精度”数据的默认输出格式。用户不要误认为，运算结果的精度只有5位有效数字。实际上，Matlab的数值数据通常占用64位（bit）内存，以16位有效数字的“双精度”进行运算和输出。Matlab为了比较简洁、紧凑地显示数值输出，才默认地采用“format short g”格式显示出5位有效数字。用户根据需要，可以在matlab指令中，直接输入相应

39、的指令，或者在菜单弹出框中进行选择，都可获得所需的数值计算结果显示格式。Matlab数值计算结果显示格式的类型见表。,1、指令窗的显示方式,2、运行结果的显示 在指令窗中显示的输出有：指令执行后，数值结果采用黑色字体输出；而运行过程中的警告信息和出错信息用红色字体显示。,表1.4-1 数据显示格式的控制指令,(3)桌面操作混乱后恢复原桌面布局。,(4)指令中的标点符号见表1.4-2,注意;的用法。 在手工创建数组时使用，如a=1 2 3; 4 5 6; 7 8 9;如果使用数组/矩阵元素时用（）,如myans=a(1,2)+a(2,3)+a(3).这和C语言是不同的。,(5)常用指令,(6)指

40、令窗中可以对指令进行操作的常用操作键见表1.4-4(P18),本表无须掌握，但是掌握了速度较快。,常用的是clear、clc、edit和clf。,1.4.2 指令行中的标点符号,通过前面的算例，读者可能已对标点符号的作用有所体会。在此要强调指出，标点在matlab中的地位极其重要。为此，把各标点的作用归纳成表1.4-2,表1.4-2 matlab常用标点的功能,空格：数组元素分隔符。 例：1.3.7,1.3.8 逗号：，用作要显示计算结果的指令与其后指令之间的分隔（例：1.3.9中（3）Am1，Aa1）（此处与无符号作用一致,例，1.3.9中（4）1.3.4中（2）；用作输入量与输出量之间的分

41、隔符；用作数组元素的分隔符（例1.3.7， 1.3.8 1.3.9， 1.3,11 ）。,黑点：. 数值表示中.用作小数点；用于运算符号前，构成“数组”运算符（例1.3.10）。 分号：；用于指令的“结尾”，抑制计算结果的显示（与逗号无符号相对应，）；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符（例1.3.9,1.3.11）,冒号：用以生成一维数组（例1.3.10）；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部元素。 注释符：% 由它“启首”的所有物理行部分被看作非执行的注释（例1.3.9）,单引号对：字符串计数符 花括号：胞元数组计数符；图形中

42、被控特殊字符括号,方括号： 输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用。 逗号：，用作要显示计算结果的指令与其后指令之间的分隔；用作输入量与输出量之间的分隔符；用作数组元素的分隔符。,空格：用作输入量与输出量之间的分隔符；数组元素分隔符。 逗号：，用作要显示计算结果的指令与其后指令之间的分隔；用作输入量与输出量之间的分隔符；用作数组元素的分隔符。,下连符：_可用作一个变量、函数或文件名中的连字符，以提高可读性；图形中被控下脚标签导符。 续行号 ：由三个以上连续黑点构成，吧其下的物理行看作该行的“逻辑”继续，以构成一个“较长”的完整指令。 “At”号：放在函数名前，形成句柄；匿名函数前导符；放在目录

43、名前，形成“用户对象”类目录。,1.4.3 指令窗的常用控制指令,表1.4-3 常见的通用操作指令,说明：clear清除内存变量的操作，可以等价地在“工作空间浏览器”交互界面中实现。 edit指令的等价操作是：选择Matlab操作桌面或指令窗的下拉菜单项（File：New:M-file），或单击工作条上的图标,1.4.4指令窗中指令行的编辑,表1.4-4 MATLAB 指令窗中实施指令行编辑的常用操作键,1.4.1指令行操作过程示例,（1）若用户想计算 的值，那么用户应依次键入以下字符： Y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5) 按enter键，指令被执行，并给出以下结果： Y1

44、= 0.5000 (3)通过反复按键盘的箭头键，实现指令的回调和编辑，进行新的计算。 但若又想计算 ，用户当然可以像前一个算例那样，通过键盘把字符一个一个键入。但也可以比较方便地用操作键获得该指令，具体办法是：先用【】键调回已输入过得指令Y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5) ；然后移动光标，把y1改成y2；把sin 改成cos;再按enter键，就可以得到结果。即 Y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5) Y2=0.3633,Command Window几个小技巧,Matlab 的命令记忆功能：上下箭头键,用 Esc 键 删除命令行,可以先输入命令的前几个字符，

45、再按上下键缩小搜索范围,1.5 历史窗口,历史窗口： 首先记录每次启动时间 并记录在命令窗口输入命令，此次运行期间，输入的所有命令被记录为一组，并以此次启动时间为标志。 使用历史窗口： 可以查看命令窗口输入过的命令或语句 可以选择一条或多条命令执行拷贝、执行、创建M文件等。,要清除历史记录，可以选择Edit菜单中的Clear Command History 命令,表1.5-1 历史指令窗主要应用功能的操作方法,【图1.5-1】演示如何再运行算例中的全部绘图指令。,1.6 Current Directory、路径设置器和文件管理,当前目录窗口：指Matlab运行时的工作目录。 只有在当前目录和搜

46、索路径下的文件、函数才可以被运行和调用。 如果没有特殊指明，数据文件也将存放在当前目录下； 用户可以将自己的工作目录设置成当前目录，从而使得所有操作都在当前目录中进行。,1.6.3 Matlab的搜索路径,当用户从指令窗送入一个名为cont的指令后，Matlab的基本搜索过程大致如下。 检查Matlab内存，看cont是不是变量；假如不是变量，则进行下一步。 检查cont是不是内建函数（build-in Function）;假如不是，再往下执行。 在当前目录上，检查是否有名为cont的M文件存在；假如不是，再往下执行。 在Matlab搜索路径的其他目录中，检查是否有名为cont的M文件存在。,

47、搜索路径：指Matlab执行过程中对变量、函数和文件进行搜索的路径。 在File菜单中选择Set Path命令或在命令窗口输入pathtool命令，出现搜索路径设置对话框：,1.6.4 Matlab搜索路径的扩展,七. 路径和文件名,使用如下窗口设置路径：,修改完搜索路径后，需要进行保存 ！,1.7工作空间浏览器和变量编辑器,图1.7-1 工作空间浏览器及“绘图工具”图标的展开,【例1.7-1】通过“工作空间浏览器”的运行，采用图形显示内存变量t和y之间的关系图形。（注意：本例是在例1.3-10运行后进行的，因此内存中保存着由例1.3-10产生的全部变量。）,1、绘图变量的选定 在“工作空间浏

48、览器”中，用鼠标点亮所需图示的变量y和t. 2、选定绘图的类型 点击绘图类型菜单引出键，引出绘图类型菜单。加入需要绘制“填色面图”，则用鼠标点中“填色面图”栏（参见图1.7-1）即可。 3、绘图变量位置的交换 由于在选择变量时，先选的y后选的t，所以在绘图指令显示出area(y,t).显然，指令area的两个输入量位置不正确。为纠正这种错误，用鼠标点击输入量位置交换键，参见图1.7-1. 4、图形的绘制 经过以上的操作后，再双击“填色面图”菜单，就绘制出如图1.7-2所示的图形。,图 1.7-2 数组(t, y) 表示的曲线,1.7.2 工作空间,查看工作空间内存变量，可以由who、whos 。 命名新变量。 修改变量名 删除变量，用clear 绘图 保存变量数据,save 装入数据,用load,Workspace是什么？,当我们在matlab软件中执行程序，或者命令行模式下输入命令执行，执行的结果都被放置到一个叫Workspace的空间里，应该理解为一段专门的内存把以前执行的结果都存放起来，这样后续的输入指令，程序都可以用前面的结果。 这是matl