MATLAB語(yǔ)言講課

1、概述l什么是MATLABlMATLAB可以做什么l如何學(xué)習(xí)MATLABl本課程主要講述內(nèi)容Whats the MATLABlMATLAB 歷史lMATLAB語(yǔ)言簡(jiǎn)介lMATLAB軟件功能特點(diǎn)lMATLAB版本歷史MATLAB歷史1970年代末到80年代初，時(shí)任美國(guó)新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的Cleve Moler教授出于減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)的動(dòng)機(jī)，為學(xué)生設(shè)計(jì)了一組調(diào)用LINPACK和EISPACK庫(kù)程序的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN編寫(xiě)的萌芽狀態(tài)的MATLAB。這個(gè)版本的MATLAB只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算，例如矩陣轉(zhuǎn)置、計(jì)算行列式和本征值，此版本軟件分發(fā)出大約兩三百份。1984年，經(jīng)

2、幾年的校際流傳，在Little的推動(dòng)下，由Little、Moler、Steve Bangert合作，于1984年成立了MathWorks公司，并把MATLAB正式推向市場(chǎng)。從這時(shí)起，MATLAB的內(nèi)核采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，而且除原有的數(shù)值計(jì)算能力外，還新增了數(shù)據(jù)圖視功能。MATLAB以商品形式出現(xiàn)后，僅短短幾年，就以其良好的開(kāi)放性和運(yùn)行的可靠性，使原先控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包（如英國(guó)的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德國(guó)的KEDDC）紛紛淘汰，而改以MATLAB為平臺(tái)加以重建。在時(shí)間進(jìn)入20世紀(jì)九十年代的時(shí)候，MATLAB已經(jīng)成為國(guó)際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。MATLAB歷史到九十年代初期

3、，在國(guó)際上30幾個(gè)數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中，MATLAB在數(shù)值計(jì)算方面獨(dú)占鰲頭，而Mathematica和Maple則分居符號(hào)計(jì)算軟件的前兩名。 MathWorks公司于1993年推出MATLAB4.0版本，從此告別DOS版。4.x版在繼承和發(fā)展其原有的數(shù)值計(jì)算和圖形可視能力的同時(shí)，出現(xiàn)了以下幾個(gè)重要變化：（1）推出了SIMULINK。這是一個(gè)交互式操作的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境。（2）開(kāi)發(fā)了與外部進(jìn)行直接數(shù)據(jù)交換的組件，打通了MATLAB進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、處理和硬件開(kāi)發(fā)的道路。（3）推出了符號(hào)計(jì)算工具包。加快結(jié)束了國(guó)際上數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算孰優(yōu)孰劣的長(zhǎng)期爭(zhēng)論，促成了兩種計(jì)算的互補(bǔ)發(fā)展新時(shí)代

4、。 目前，在歐美大學(xué)里，諸如應(yīng)用代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制、數(shù)字信號(hào)處理、模擬與數(shù)字通信、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等課程的教科書(shū)都把MATLAB作為內(nèi)容。這幾乎成了九十年代教科書(shū)與舊版書(shū)籍的區(qū)別性標(biāo)志。在那里，MATLAB是攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本工具。 在國(guó)際學(xué)術(shù)界，MATLAB已經(jīng)被確認(rèn)為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軟件。在許多國(guó)際一流學(xué)術(shù)刊物上，（尤其是信息科學(xué)刊物），都可以看到MATLAB的應(yīng)用。 在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門(mén)，MATLAB被認(rèn)作進(jìn)行高效研究、開(kāi)發(fā)的首選軟件工具。如美國(guó)National Instruments公司信號(hào)測(cè)量、分析軟件LabVIEW，Caden

5、ce公司信號(hào)和通信分析設(shè)計(jì)軟件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB為主要支撐。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各種硬卡、儀器等都接受MATLAB的支持。MATLAB語(yǔ)言簡(jiǎn)介MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣實(shí)驗(yàn)室。MATLAB是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全

6、面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解計(jì)算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C+，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用，用戶(hù)也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MAT

7、LAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶(hù)直接進(jìn)行下載就可以用。MATLAB開(kāi)發(fā)界面開(kāi)發(fā)界面MATLAB工具箱MATLAB的一個(gè)重要特點(diǎn)是可擴(kuò)展性。它可以通過(guò)附加的工具箱（Toolbox）進(jìn)行功能擴(kuò)展，每一個(gè)工具箱就是實(shí)現(xiàn)特定功能的函數(shù)的集合。MATLAB包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)和三十幾種工具箱。工具箱又可以分為功能性工具箱和學(xué)科工具箱。功能工具箱用來(lái)擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算，可視化建模仿真，文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能。MathWorks提供的專(zhuān)業(yè)性工具箱分以下幾大類(lèi):數(shù)學(xué)和優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析、信號(hào)處理和通訊、圖像處理、測(cè)試和測(cè)量、金融建模和分析、應(yīng)用程序部署、數(shù)據(jù)庫(kù)連接和報(bào)

8、表、分布式計(jì)算等MATLAB工具箱大多是用開(kāi)放式的MATLAB語(yǔ)言寫(xiě)成，除內(nèi)部函數(shù)（ built-in function）外，用戶(hù)不但可以查看源代碼，還可以可根據(jù)自己的需要對(duì)源程序進(jìn)行修改以及創(chuàng)建自定義函數(shù)。 顯示工具箱函數(shù)命令 type 在command window顯示 edit 在editor顯示 如： type eye type awgn edit awgn工具箱Toolbox常用工具箱常用工具箱Matlab Main Toolboxmatlab主工具箱Control System Toolbox控制系統(tǒng)工具箱Communication Toolbox通訊工具箱Financial To

9、olbox財(cái)政金融工具箱System Identification Toolbox系統(tǒng)辨識(shí)工具箱Fuzzy Logic Toolbox模糊邏輯工具箱Higher-Order Spectral Analysis Toolbox高階譜分析工具箱Image Processing Toolbox圖象處理工具箱computer vision system toolbox-計(jì)算機(jī)視覺(jué)工具箱LMI Control Toolbox線性矩陣不等式工具箱Model predictive Control Toolbox模型預(yù)測(cè)控制工具箱-Analysis and Synthesis Toolbox分析工具箱N(xiāo)eur

10、al Network Toolbox神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱Optimization Toolbox優(yōu)化工具箱Partial Differential Toolbox偏微分方程工具箱Robust Control Toolbox魯棒控制工具箱Signal Processing Toolbox信號(hào)處理工具箱Spline Toolbox樣條工具箱Statistics Toolbox統(tǒng)計(jì)工具箱Symbolic Math Toolbox符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱Simulink Toolbox動(dòng)態(tài)仿真工具箱Wavele Toolbox小波工具箱DSP system toolbox-DSP處理工具箱版本歷史版本歷史版本 發(fā)布編

11、號(hào) 年份MATLAB 1.0R11984年.MATLAB 7R142004年MATLAB 7.0.1R14SP1MATLAB 7.0.4R14SP2 2005年MATLAB 7.1R14SP3MATLAB 7.2R2006a 2006年MATLAB 7.3R2006bMATLAB 7.4R2007a 2007年MATLAB 7.5R2007bMATLAB 7.6R2008a 2008年MATLAB 7.7R2008bMATLAB 7.8R2009a 2009年MATLAB 7.9R2009bMATLAB 7.10R2010a 2010年MATLAB 7.11R2010bMATLAB 7.12R

12、2011a 2011年MATLAB 7.13R2011bMATLAB 7.14R2012a 2012年MATLAB 8.0R2012bMATLAB 8.1R2013a 2013年MATLAB 8.2R2013bMATLAB 8.3R2014a 2014年MATLAB學(xué)習(xí)資料 教材 論壇帖子 MATHWORK中文網(wǎng)站 MATLAB 軟件自帶的幫助文檔MATLAB教材 精通MATLAB R2011a，張志涌，北京航空航天大學(xué)出版社，2011年第1版。 數(shù)字信號(hào)處理(MATLAB版) 國(guó)外名校最新教材精選 維納K英格爾，約翰G普羅克斯，劉樹(shù)棠，西安交通大學(xué)出版社，2013年第1版。 MATLAB/S

13、imulink與控制系統(tǒng)仿真王正林 , 王勝開(kāi), 陳國(guó)順，電子工業(yè)出版社，2012年第1版。MATLAB論壇 http:/ http:/ 仿真科技論壇http:/ 新手上路帖子http:/ 教育專(zhuān)欄HELPMATLAB可以做什么 畫(huà)三維曲面圖MATLAB/Demos 3Dsurface plot 畫(huà)3D圖地球地形圖 earth topography wrldtrv ：在地球儀上演示兩地間的飛行線路 makevase ：通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)來(lái)制作花瓶 信號(hào)處理GUI Phone演示雙音頻電話撥號(hào)音的時(shí)頻圖Visualizing sound 游戲 xpbombs 通信系統(tǒng)建模（星座圖和誤碼率曲線）comm

14、phasenoise 工程應(yīng)用課程內(nèi)容概述lMATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)l通信工具箱l信號(hào)處理工具箱l動(dòng)態(tài)仿真組件Simulinkl通信模塊集l信號(hào)處理模塊集MATLAB的開(kāi)發(fā)環(huán)境lMATLAB桌面lMATLAB幫助l一些常用重要的命令l搜索路徑MATLAB桌面l命令窗口 l歷史命令窗口l工作空間l圖形窗口l當(dāng)前目錄l文本編輯器桌面工具以及開(kāi)發(fā)環(huán)境MATLAB的helpMATLAB的helpHelp 的詳細(xì)使用見(jiàn)MATLAB/Getting Started/Desktop Tools and Development Environment/Getting HelpMATLAB的helpMATLAB幫

15、助函數(shù) help funcname: Displays in the Command window a description of the specified function funcname. lookfor topic: Looks for the string topic in the first comment line (the H1 line) of the HELP text of all M-files found on MATLABPATH (including private directories), and displays the H1 line for all

16、files in which a match occurs. doc funcname: Opens the Help Browser to the reference page for the specified function funcname, providing a description, additional remarks, and examples.變量處理命令系統(tǒng)、目錄、文件命令輸入/輸出命令MATLAB如何識(shí)別變量When you type problem1,1. MATLAB first checks to see if problem1 is a variable a

17、nd if so, displays its value.2. If not, MATLAB then checks to see if problem1 is one of its own commands, and executes it if it is.3. If not, MATLAB then looks in the current directory for a file named problem1.m and executes problem1 if it finds it.4. If not, MATLAB then searches the directories in its search path, in order, for problem1.m and then executes it if found.在你的文件系統(tǒng)中，MATLAB的M文件是以目錄的形式被組織。 如果用戶(hù)在MATLAB提示符后輸入一個(gè)名字，那么MATLAB在解釋器將按以下順序?qū)ふ疫@個(gè)名字： 1. 它先查看這個(gè)名字是否是個(gè)變量名。如果它是一個(gè)變量，MATLAB將會(huì)顯示出這個(gè)變