《Matlab程序設計》課程教學大綱

PAGEPAGE1《Matlab程序設計》實訓教學大綱項目一：MATLAB運算基礎一、目的和要求：Matlab操作環(huán)境、各種數據類型、常用運算符的定義；MatlabMatlab編程語言的基本語法。二、主要內容：Matlab程序設計的開發(fā)環(huán)境，了解工具欄菜單功能，測試常用操作命令；在命令行測試運算表達式，調用基本函數，了解命令窗口的返回結果。三、教學方式和時間安排：教學方式：學生應按照實訓項目的內容和要求，上機實踐操作完成，要求計算機安Matlab7.0及以上系統(tǒng)。時間安排：2學時。四、場所安排：校內數學建模與仿真實驗室或專業(yè)機房。五、考核方式：強調實踐操作，本實訓環(huán)節(jié)采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：20%30%，實訓內容完成情況、結50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目二：MATLAB矩陣分析與處理一、目的和要求：熟悉一維數組的操作及其運算規(guī)則；掌握矩陣的創(chuàng)建、操作和各類運算；能夠對矩陣進行分析重構，利用矩陣求解線性方程組。二、主要內容：建立一些數組和矩陣，對這些數組和矩陣進行提取元素、擴展、復制和重排等各類操作，并進行加、減、乘、除、逆、行列式等運算；用矩陣求逆法解線性方程組。三、教學方式和時間安排：教學方式：學生應按照實訓項目的內容和要求，上機實踐操作完成，要求計算機安Matlab7.0及以上系統(tǒng)。時間安排：2學時。四、場所安排：校內數學建模與仿真實驗室或專業(yè)機房。五、考核方式：強調實踐操作，本實訓環(huán)節(jié)采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：20%30%，實訓內容完成情況、結50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目三：MATLAB符號計算一、目的和要求：了解單元數組和結構數組的一般操作、用法；掌握符號對象與表達式的創(chuàng)建和運算規(guī)則；能夠使用符號函數求解極限、導數、積分和級數，掌握代數方程和微分方向的符號解命令。二、主要內容：利用結構數組建立滿足實際應用需求的數據；定義符號對象，運用符號計算方法對函數表達式求極限、導數、積分和級數等，并對給定的代數方程和常微分方程求符號解。三、教學方式和時間安排：教學方式：學生應按照實訓項目的內容和要求，上機實踐操作完成，要求計算機安Matlab7.0及以上系統(tǒng)。時間安排：2學時。四、場所安排：校內數學建模與仿真實驗室或專業(yè)機房。五、考核方式：強調實踐操作，本實訓環(huán)節(jié)采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：20%30%，實訓內容完成情況、結50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目四：二維圖形繪制一、目的和要求：繪制二維圖形的基本函數；能夠對圖形窗體元素如：坐標、標注、子圖等進行設置，對二維圖形進行對數化等處理。二、主要內容：使用基本函數繪制二維圖形；將圖形窗體劃分成多個子圖，并在不同子圖中繪制二維圖形；對數比例化坐標軸，并使用交互式圖形命令輸出參數。三、教學方式和時間安排：教學方式：學生應按照實訓項目的內容和要求，上機實踐操作完成，要求計算機安Matlab7.0及以上系統(tǒng)。時間安排：2學時。四、場所安排：校內數學建模與仿真實驗室或專業(yè)機房。五、考核方式：強調實踐操作，本實訓環(huán)節(jié)采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：20%30%，實訓內容完成情況、結50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目五：三維特殊圖形繪制一、目的和要求：熟悉各類三維圖形如：曲線圖、曲面圖、網格圖、柱形圖和球體圖的繪制；了解特殊圖形如：極坐標圖、條形圖、直方圖、餅形圖、散點圖、階梯圖、等高線圖和莖干圖等繪制。二、主要內容：調用函數繪制常用的三維圖形和某些特殊三維圖；對三維圖形進行視角控制和色圖控制，調試三維圖形顯示效果。三、教學方式和時間安排：教學方式：學生應按照實訓項目的內容和要求，上機實踐操作完成，要求計算機安Matlab7.0及以上系統(tǒng)。時間安排：2學時。四、場所安排：校內數學建模與仿真實驗室或專業(yè)機房。五、考核方式：強調實踐操作，本實訓環(huán)節(jié)采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：20%30%，實訓內容完成情況、結50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目六：MATLAB程序設計一、目的和要求：掌握條件判斷語句，多分支選擇結構語句的使用；ForWhile循環(huán)結構語句的構造；MatlabMatlab程序設計開發(fā)。二、主要內容：ifswitch語句實現條件判斷和多分支選擇結構；forwhile循環(huán)實現循環(huán)結構；Matlab程序，實現一個具體的功能，如：對數列排序或者求階乘的和等。三、教學方式和時間安排：教學方式：學生應按照實訓項目的內容和要求，上機實踐操作完成，要求計算機安Matlab7.0及以上系統(tǒng)。時間安排：2學時。四、場所安排：校內數學建模與仿真實驗室或專業(yè)機房。五、考核方式：強調實踐操作，本實訓環(huán)節(jié)采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：20%30%，實訓內容完成情況、結50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目七：M文件的使用一、目的和要求：了解函數自變量作用域范圍，掌握內聯函數、M函數文件的定義和調用；M腳本文件編寫程序求解實際問題。二、主要內容：M文件函數，并在命令窗口調用這些函數，觀察函數輸出結果；M腳本文件，并在命令窗口調用執(zhí)行。三、教學方式和時間安排：教學方式：學生應按照實訓項目的內容和要求，上機實踐操作完成，要求計算機安Matlab7.0及以上系統(tǒng)。時間安排：2學時。四、場所安排：校內數學建模與仿真實驗室或專業(yè)機房。五、考核方式：強調實踐操作，本實訓環(huán)節(jié)采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：20%30%，實訓內容完成情況、結50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目八：MATLAB數據分析一、目的和要求：熟悉數據的讀取、導入等預處理步驟；進行數據擬合和數據插值的工具包用法；能夠針對實際問題進行有效的數據分析和預測處理。二、主要內容：MatlabMatlab進行一維或二維數據點插值，對樣本數據作出有效預測。三、教學方式和時間安排：教學方式：學生應按照實訓項目的內容和要求，上機實踐操作完成，要求計算機安Matlab7.0及以上系統(tǒng)。時間安排：2學時。四、場所安排：校內數學建模與仿真實驗室或專業(yè)機房。五、考核方式：強調實踐操作，本實訓環(huán)節(jié)采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：20%30%，實訓內容完成情況、結50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分?！稊抵捣治觥穼嵱柦虒W大綱學時：12學分：-適用專業(yè)：數據科學與大數據技術專業(yè)項目一：Matlab基礎一、目的和要求：matlab掌握對矩陣的各種運算，如求逆，特征值、矩陣的正交三角分解學會畫簡單的二維圖形學會畫簡單的三維圖形。二、主要內容：plot()函數作簡單的二維圖形：已知矩陣，其它的轉置、逆、乘積、特征值和特征向量、矩陣的正交三角分解；畫三維網格曲面。三、教學方式和時間安排：WindowsMATLAB22四、場所安排：江灣校區(qū)校內基礎實驗樓206室五、考核方式：采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。一、目的和要求：

項目二：線性方程組的數值解法GaussMatlab了解影響線性方程組解的精度的因素——方法與問題的性態(tài)；學會對投入產出模型進行分析；Matlab程序，給出實驗結果(可以用表格展示實驗結果)，分析和討論實驗結果并提出可能的優(yōu)化實驗，寫出實驗報告。二、主要內容：Ax=b的解；matlab中的“\1方程中的數值解，并比較他們的結果；matlab中的“\程。1 1 1 1 鰷x

?1?? 2

n 麋1÷ ?÷1 1

1 麋x2÷ 2÷?

麋x

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n+1麋3÷ ?÷?

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÷ ?÷èn n+1è

n+2

2n-1麒xn

èn?的解，分別討論當n=10,20,30時的數值解，分析方程組的數值解和精確解的誤差。三、教學方式和時間安排：WindowsMATLAB22四、場所安排：江灣校區(qū)校內基礎實驗樓206室五、考核方式：采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目三：插值法一、目的和要求：LagrangeRungeMatlabMatlab程序，給出實驗結果(可以用表格展示實驗結果)，分析和討論實驗結果并提出可能的優(yōu)化實驗，寫出實驗報告。二、主要內容：MATLABMATLAB利用編寫好的函數計算若干算例并結果并比較它們的異同。已知函數在下列各點的值為：xx0.20.40.60.81.0if(x)0.980.920.810.640.38i試用 4 次牛頓插值多項

(x)

對數據進行插值，根據｛(i,ii=2+i,i=,,,,01,1

n=10,

用兩組等距節(jié)點對龍格函數f(x)形。

11+25x2

,(-1￡x￡1)作多項式插值，對不同n值，分別畫出插值函數及f(x)的圖三、教學方式和時間安排：WindowsMATLAB32學時；四、場所安排：江灣校區(qū)校內基礎實驗樓206室五、考核方式：采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目四：數值積分一、目的和要求：bòab

f(x)dx的近似值;SimpsonMatlab函數名含義函數名含義trapz梯形求積法dblquad二重積分quadSimpson求積法triplequad三重積分Matlab程序，給出實驗結果(可以用表格展示實驗結果)，分析和討論實驗結果并提出可能的優(yōu)化實驗，寫出實驗報告。二、主要內容：1sinxx用復合梯形、復合Simpson和龍貝格方法計算一元積分的近似值，如求ò dxx0取不同的步長hhh計算二重積分，如蝌e-xydxdyD（1）若積分區(qū)域D={0￡x￡1,0￡y￡1}；（2）若積分區(qū)域D={x2+y2￡1,x30,y30}三、教學方式和時間安排：WindowsMATLAB42學時；四、場所安排：江灣校區(qū)校內基礎實驗樓206室五、考核方式：采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給分。項目五：常微分方程問題初值問題數值解法一、目的和要求：EulerEulerRunge－Kutta?ìy￠(x)=f(x,y),x?[a,b]?的數值解。

íy(a)=y1利用圖形直觀分析近似解和準確解之間的誤差。Matlab（組）各種函數的使用方法。MatlabMatlab程序，給出實驗結果(可以用表格展示實驗結果)，分析和討論實驗結果并提出可能的優(yōu)化實驗，寫出實驗報告。二、主要內容：EulerEulerRunge－KuttaMatlabplot(x,y)繪制精確解和近似解的比較圖形。matlabode45Matlab三、教學方式和時間安排：WindowsMATLAB52學時；四、場所安排：江灣校區(qū)校內基礎實驗樓206室五、考核方式：采取開放式作業(yè)考查為主，要求課后提交相關的程序和文檔。六、成績評定：50%，綜合評定給出實訓成績；學期末根據完成的情況給出成績作為學生平時成績，按百分制給