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1、第一节第一节 MATLAB语言语言概述概述MATLABMATLAB语言基础语言基础主讲教师：孙祥娥电子与信息技术教研室MATLAB课程介绍目标：了解目标：了解MATLABMATLAB，能够熟练掌握能够熟练掌握数学（矩阵）运算，简单编程，简数学（矩阵）运算，简单编程，简单的数据处理及基本图形绘制单的数据处理及基本图形绘制特点：完全不必具备其它语言的基特点：完全不必具备其它语言的基础，各年级各专业的同学都可选修础，各年级各专业的同学都可选修MATLAB课程安排J学时:32学时（基于matlab4.2版本，介绍matlab6)J安排：讲课16学时，上机14学时，考试2学时J考核要求：不得缺勤，实验报
2、告必须齐备。J考核方式:考试学习内容学习内容一、一、MATLAB概述二、二、MATLAB的数值运算、符号运算三、MATLAB的二维、三维绘图四、图形化仿真程序设计五、MATLAB工具箱与跨平台接口六、MATLAB 6 简介 七、MATLAB程序设计第一节MATLAB语言概述一、MATLAB语言的发展matlab语言是由美国的CleverMoler博士于1980年开发的设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题取名MATLAB即MatrixLaboratory矩阵实验室的意思它将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性与专业性、一般目的的应用与高深的科学技术应用有机的相结合MATLAB是一种
3、直译式的高级语言，比其它程序设计语言容易MATLAB语言与其它语言的关系仿语言与其它语言的关系仿佛和佛和C语言与汇编语言的关系一样语言与汇编语言的关系一样计算机语言的发展数值运算解析运算管理、可视化智能化标志着计算机语言向标志着计算机语言向“智能化智能化”方向方向发展，被称为第四代编程语言。发展，被称为第四代编程语言。MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，它集科学计算、图象处理；声音处理于一身，并提供了丰富的Windows图形界面设计方法MATLAB语言是功能强大的计算机高级语言,它以超群的风格与性能风靡全世界,成功地应用于各工程学科的研究领域MATLAB在美国已经作为大学工科学生必修
4、的计算机语言之一(C,FORTRAN,ASSEMBLER,MATLAB)近年来，MATLAB语言已在我国推广使用，现在已应用于各学科研究部门和许多高等院校MATLAB语言不受计算机硬件的影响，286以上的计算机都可以使用二、matlab能在各领域做什么工业研究与开发数学教学，特别是线性代数数值分析和科学计算方面的教学与研究电子学、控制理论和物理学等工程和科学学科方面的教学与研究经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究例、用一个简单命令求解线性系统3x1+x2-x3=3.6x1+2x2+4x3=2.1-x1+4x2+5x3=-1.4A=31-1;124;-145;b=3.6;2
5、.1;-1.4;x=Abx=1.4818-0.46060.3848对于线性系统有Ax=b例、用简短命令计算并绘制在0 x6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。x=linspace(0,6)y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2;plot(x,y1,x,y2,x,y3)阶梯图用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形二、二、MATLAB语言的特点：语言的特点：语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计 自由度大，可移植性好自由度大，可移植性好 运算符、库函数丰富运算符、库函数丰富 图形功能强大图形功能强大 界面友好、编
6、程效率高界面友好、编程效率高 扩展性强扩展性强三、三、MATLAB语言的功能：语言的功能：强大的数值（矩阵）运算功能强大的数值（矩阵）运算功能广泛的符号运算功能广泛的符号运算功能高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可视化功能）视化功能）可靠的容错功能可靠的容错功能应用灵活的兼容与接口功能应用灵活的兼容与接口功能信息量丰富的联机检索功能信息量丰富的联机检索功能1.矩阵运算功能MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的处理工具。变量矩阵，运算矩阵的运算例如C=A+B，A,B,C都是矩阵,是矩阵的加运算即使一个常数，Y=5，MATLAB也看做是一
7、个11的矩阵2.符号运算功能符号运算即用字符串进行数学分析允许变量不赋值而参与运算用于解代数方程、微积分、复合导数、积分、二重积分、有理函数、微分方程、泰乐级数展开、寻优等等，可求得解析符号解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4.图形化程序编制功能动态系统进行建模、仿真和分析的软件包用结构图编程，而不用程序编程只需拖几个方块、连几条线，即可实现编程功能5.丰富的MATLAB工具箱MATLAB主工具箱主工具箱符号数学工具箱符号数学工具箱SIMULINK仿真工具箱仿真工具箱控制系统工具箱控制系统工具箱信号
8、处理工具箱信号处理工具箱图象处理工具箱图象处理工具箱通讯工具箱通讯工具箱系统辨识工具箱系统辨识工具箱神经元网络工具箱神经元网络工具箱金融工具箱金融工具箱许多学科，在许多学科，在MATLAB中都有专中都有专用工具箱，现已有用工具箱，现已有30多个工具箱，多个工具箱，但但MATLAB语言的扩展开发还远语言的扩展开发还远远没有结束，各学科的相互促进，远没有结束，各学科的相互促进，将使得将使得MATLAB更加强大更加强大6.MATLAB的兼容功能的兼容功能可与可与C语言、语言、FORTURE语言跨语言跨平台兼容平台兼容用函数用函数CMEX、FMEX实现实现此功能不推荐使用此功能不推荐使用7.MATLA
9、B的容错功能非法操作时，给出提示，并不影响其操作1/0Warning:Dividebyzeroans=Inf8.MATLAB的开放式可扩充结构matlab所有函数都是开放的用户可按自己意愿随意更改正因为此功能，使得matlab的应用越来越广泛9.强大的联机检索帮助系统可随时检索matlab函数可随时查询matlab函数的使用方法三、启动MATLAB开机执行程序c:matlabbinmatlab.exe用鼠标双击matlab图标）即可打开matlab命令平台待机状态工作窗出现以后，即可进行各种操作四、MATLAB界面与与Windows的窗口界面类似，有菜单项的窗口界面类似，有菜单项File、Ed
10、it、Option、Windows、Help等项可以选择。等项可以选择。菜单项File，其功能如下New 建立新文件建立新文件Open M-File 打开打开M-文件文件Open selected 打开选定文件打开选定文件Save Workspace As 将工作区存为将工作区存为Run M-File 运行运行 M-文件文件Look For Selected 寻找选定文件寻找选定文件Print 打印打印Print Setup 打印设置打印设置Exit MATLAB 退出退出 MATLAB如果选择如果选择OptionsNumeric Format(数字显数字显示格式）可以得出下一级子菜单，允许用
11、示格式）可以得出下一级子菜单，允许用户设置户设置matlab下结果数据的显示格式。下结果数据的显示格式。可从中选择可从中选择Short（默认的简洁格式）和默认的简洁格式）和Long（高精度格式）等高精度格式）等由由于于各各菜菜单单项项的的选选择择、执执行行方方法法与与Windows风风格格完完全相同，就不一一说明了。全相同，就不一一说明了。五、matlab与dos兼容命令1.dir dir 可列出指定目录下的文件和子目可列出指定目录下的文件和子目录清单录清单例如例如:Dir Dir 可显示当前目录下的所有文件可显示当前目录下的所有文件Dir c:matlabDir c:matlabDir c:
12、matlab*.mDir c:matlab*.m2.cd可改变当前工作目录可改变当前工作目录 cd _ _ 显示当前子目录显示当前子目录 cd c:matlabtoolbox cd _.退出当前子目录到上一级目录退出当前子目录到上一级目录 cd _ 回到根目录回到根目录 type myfile.m 与与dos下的用法完全一样下的用法完全一样3.type 可显示指定文件的可显示指定文件的全部内容全部内容4.delete删除指定文件del abc 删除当前目录下的删除当前目录下的abc文文件件 del c:matlabaaa.m 注意：只可删除用户文件，其它文件注意：只可删除用户文件，其它文件不要
13、轻易删除，否则系统会瘫痪不要轻易删除，否则系统会瘫痪 六、matlab的数据与变量1.变量查询函数变量查询函数who与与whos2.作用都是列出在作用都是列出在matlab工作工作空间中已经驻留的变量名清空间中已经驻留的变量名清单单3.不同的是不同的是whos在给出驻留变在给出驻留变量的同时，还给出他们的维量的同时，还给出他们的维数及性质数及性质2.永久变量在在matlab工作内存中工作内存中,驻留了几驻留了几个由系统本身在启动时定义的变个由系统本身在启动时定义的变量，我们称为永久变量量，我们称为永久变量 永久变量用永久变量用who指令是查看不到指令是查看不到的，只可随时调用的，只可随时调用e
14、ps 容差变量，定义为容差变量，定义为1.0到最近浮到最近浮点数的距离点数的距离,在在 pc机上机上=2-52 pi 圆周率圆周率 的近似值的近似值3.1415926 inf或或Inf 表示表示正无大正无大,定义为定义为1/0 NaN 非数，非数，它产生于它产生于0 ，0/0，/等运算等运算 i，j 虚数单位虚数单位 ans 对于未赋值运算结果，自动赋给对于未赋值运算结果，自动赋给ans3.what 程序查询指令程序查询指令what 按扩展名分类列出当前目录按扩展名分类列出当前目录上的文件上的文件 what *.m 列出当前目录中所有列出当前目录中所有m文件文件七、文件系统与路径函数which
15、 列出指定文件所在的目录列出指定文件所在的目录 which test.m 显示显示test.m所在的路所在的路径径 path 路径函数路径函数 path 显示显示matlab启动时设定的搜启动时设定的搜索路径索路径 path(path,c:mydir)将根目录下将根目录下的的 mydir 临时临时纳入搜索路径纳入搜索路径 可将你需要的目录永久纳入可将你需要的目录永久纳入matlab搜索路径搜索路径 打开打开c:matlabmatlabrc.m文件文件在所有搜索路径后加上在所有搜索路径后加上c:mydir;,八、matlabmatlab联机帮助命令联机帮助命令help 功能提供功能提供matla
16、b大大部分主题的在线部分主题的在线帮助信息帮助信息help 显示显示help 主题一览表主题一览表help plotxyz 显示有关三维做图指令帮助显示有关三维做图指令帮助信息信息help 显示特殊字符与符号帮助信息显示特殊字符与符号帮助信息help help 显示显示help 的帮助信息的帮助信息虽然虽然help可以随时提供帮助，但必须知道可以随时提供帮助，但必须知道准确的函数名称。当不能确定函数名称准确的函数名称。当不能确定函数名称时，时，help就无能为力了就无能为力了。Lookfor函数函数 它可提供通过一般的关它可提供通过一般的关键词，搜索出一组与之相关的命令键词，搜索出一组与之相关的命令lookfor fourier 寻找含有傅立叶变换的相寻找含有傅立叶变换的相关指令关指令help、lookfor 两个指令构成两个指令构成了了matlab语言相当完善的在语言相当完善的在线帮助查询系统线帮助查询系统 lookfor fouri 寻找所有包含寻找所有包含fouri的指令的指令和注释和注释如如 FFT Discrete Fourier transform九、matlab的演示功能的演示功能intro 入门演示入门演示 demo 在线演示在线演示小结一、初步了解matlab二、熟悉matlab界面，进行简单操作。