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1、MATLAB的基本操作及应用的基本操作及应用适用专业：通信适用专业：通信09级级主要内容主要内容MATLAB概述概述历史，应用，安装及操作界面介绍历史，应用，安装及操作界面介绍MATLAB基本操作基本操作向量向量/矩阵操作，图形处理矩阵操作，图形处理MATLAB简单编程简单编程M文件，程序调试及运行文件，程序调试及运行 Matlab概述概述在在版本更新版本更新方面方面v1.0(1984)v7.0(2004)在在平台扩展平台扩展方面方面DOS Windows,Linux等；在在主要功能主要功能方面方面Cleve Moler 博士博士 Jack Little CEO/Founder MATLAB概
2、述概述在诸多领域都有广泛的应用在诸多领域都有广泛的应用 简单的特征值求解，解线性方程简单的特征值求解，解线性方程 Statistics and Data Analysis Math and Optimization Computational Biology Image Processing MATLAB概述概述简洁的编程语言简洁的编程语言程序可移植性好程序可移植性好开放的源程序代码开放的源程序代码与其他编程语言进行混合编程与其他编程语言进行混合编程丰富的丰富的MATLAB工具箱工具箱包括两类工具箱：包括两类工具箱：A功能性工具箱功能性工具箱(包括数百个核心内部函数包括数百个核心内部函数)B学
3、科性工具箱学科性工具箱(例如，例如，Bioinformatics Toolbox)MATLAB概述概述便捷的数值便捷的数值/符号计算功能符号计算功能定义了丰富的运算符，提供了丰富的库函数。定义了丰富的运算符，提供了丰富的库函数。和和Maple相结合，其具有符号计算功能。相结合，其具有符号计算功能。强大的图形处理功能强大的图形处理功能多维图形的绘制，图形用户界面的设计和动画多维图形的绘制，图形用户界面的设计和动画的制作等。的制作等。MATLAB的应用的应用例例1 求方程求方程 x2+x-6=0的所有根。的所有根。p=1,1,-6;%建立多项式系数向量x=roots(p)%求根x=-3 2MATL
4、AB的应用的应用例例2 绘制正弦曲线和余弦曲线。绘制正弦曲线和余弦曲线。t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-);x=1.7*pi;1.6*pi;y=-0.3;0.8;s=sin(t);cos(t);text(x,y,s);title(正弦和余弦曲线正弦和余弦曲线);legend(正弦正弦,余弦余弦)xlabel(时间时间t),ylabel(正弦、余弦正弦、余弦)gridaxis square图像处理图像处理Chatziioannou A,et al.,Gene ARMADA:an integrated multi-analysis
5、platform for microarray data implemented in MATLAB.BMC Bioinformatics,2009,10:354.MATLAB安装和启动安装和启动Matlab安装文件的选择安装文件的选择-Matlab 6.5版本以上版本以上获取获取Mathworks公司提供的合法个人使用许可公司提供的合法个人使用许可工具箱的选择工具箱的选择-Bioinformatics ToolboxMATLAB的启动的启动MATLAB用户界面概述用户界面概述在当前目录窗口中可以：在当前目录窗口中可以：显示或改变当前目录显示或改变当前目录.显示当前目录下的文件并提供显示当前目
6、录下的文件并提供搜索功能搜索功能.如何改变当前目录？如何改变当前目录？输入命令：输入命令：cd c:mydir只有在只有在当前目录当前目录或或搜索路搜索路径径下的文件、函数可以被下的文件、函数可以被直直接接运行或调用。运行或调用。MATLAB的当前目录和搜索路径的当前目录和搜索路径MATLAB的搜索路径的搜索路径搜索路径的设置是决定程序是否正确运行的关键之一。搜索路径的设置是决定程序是否正确运行的关键之一。当用户在命令窗口输入一条命令后，当用户在命令窗口输入一条命令后，MATLAB按照按照一定次序寻找相关的文件。基本的搜索过程是：一定次序寻找相关的文件。基本的搜索过程是：是不是一个变量？是不是
7、一个变量？是不是一个内部函数？是不是一个内部函数？是否为当前目录下的是否为当前目录下的M文件？文件？是否为搜索路径中其他目录下的是否为搜索路径中其他目录下的M文件？文件？MATLAB的搜索路径的搜索路径查询某一特定指令所在的搜寻路径，可用查询某一特定指令所在的搜寻路径，可用 which 指令指令要将目录加入要将目录加入MATLAB 的搜寻路径，可用的搜寻路径，可用addpath 指令指令检视检视MATLAB 已设定的搜寻路径，可用已设定的搜寻路径，可用 path 指令指令MATLAB主菜单主菜单主菜单包括主菜单包括File、Edit、Debug、Desktop、Window和和Help等等 6
8、个菜单项。个菜单项。可以执行可以执行New、Open、Undo、Redo、Cut、copy和和Step等操作。等操作。MATLAB主菜单主菜单File：实现有关文件的操作实现有关文件的操作.Edit：用于命令窗口的编辑操作用于命令窗口的编辑操作.Debug：用于调试用于调试MATLAB程序程序.Desktop：用于设置工作空间和工具栏的显示项用于设置工作空间和工具栏的显示项.Window：用于设置用于设置Array Editor的显示项的显示项.Help：用于提供帮助信息用于提供帮助信息(help path).MATLAB工具栏工具栏包括内容：包括内容：新建文件、打开文件、剪切、复制和粘贴等常
9、用新建文件、打开文件、剪切、复制和粘贴等常用图标。图标。显示显示MATLAB的当前路径，用户还可以通过工具的当前路径，用户还可以通过工具栏来改变当前目录路径。栏来改变当前目录路径。MATLAB命令窗口命令窗口可以通过可以通过Desktop|Desktop Layout|Command Window Only 操作调出命令窗口操作调出命令窗口“”为命令提示符，表示为命令提示符，表示MATLAB正在处于准备状态。正在处于准备状态。在在“”后键入命令并按下后键入命令并按下回车键后，回车键后，MATLAB就会解释就会解释执行所输入的命令，并在命令执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。后面给出计算
10、结果。MATLAB的工作空间窗口的工作空间窗口用于用于存储存储各种变量和结果各种变量和结果的内存空间。的内存空间。显示显示工作空间中所有变量工作空间中所有变量的名称、大小、字节数和的名称、大小、字节数和变量类型说明。变量类型说明。可对变量进行可对变量进行添加、编辑、添加、编辑、保存和删除保存和删除。MATLAB的命令历史窗口的命令历史窗口纪录纪录所有输入命令，所有输入命令，标明使用时间，方便标明使用时间，方便用户的查询。用户的查询。若双击命令历史窗口若双击命令历史窗口中某条命令，则再次中某条命令，则再次执行该命令。执行该命令。MATLAB帮助系统帮助系统进入帮助窗口可以通过以下进入帮助窗口可以
11、通过以下3种方法：种方法：单击单击MATLAB主窗口工具栏中的主窗口工具栏中的Help按钮。按钮。在命令窗口中输入在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或或doc。选择选择Help菜单中的菜单中的“MATLAB Help”选项。选项。注：查看源代码的命令为：注：查看源代码的命令为：open*MATLAB帮助系统帮助系统帮助命令帮助命令包括包括help等等lookfor本地帮助信息以及本地帮助信息以及远程帮助信息。远程帮助信息。help命令命令在命令窗口中直接输入在命令窗口中直接输入help命令将会显示当前帮助命令将会显示当前帮助系统中所包含的所有项目，即搜索路径中所有的目系统中所包含
12、的所有项目，即搜索路径中所有的目录名称。录名称。可以通过可以通过help加函数名来显示该函数的帮助说明。加函数名来显示该函数的帮助说明。MATLAB基本操作基本操作向量向量/矩阵操作，图形处理矩阵操作，图形处理MATLAB中的变量中的变量变量是变量是MATLAB 的基本元素之一的基本元素之一.不要求对所使用的变量进行事先说明；不要求对所使用的变量进行事先说明；不需要指定变量的类型不需要指定变量的类型.变量名长度不超过变量名长度不超过31位，超过位，超过31位的字符系统将忽位的字符系统将忽略不计略不计.变量名区分大小写变量名区分大小写.变量名必须以字母开头，变量名中可以包含字母、变量名必须以字母
13、开头，变量名中可以包含字母、数字或下划线，但不允许出现标点符号数字或下划线，但不允许出现标点符号.MATLAB中的基本代数运算符中的基本代数运算符 运算运算 符号符号 举例举例加法，加法，a+b +5+3减法，减法，a-b -5-3乘法，乘法，ab *5*3 除法，除法，ab /or 48/4=448=12乘幂，乘幂，ab 52=25MATLAB中向量、矩阵基本运算符中向量、矩阵基本运算符 运算运算 符号符号 举例举例加法，加法，a+b +1 2+3 4 1,2+3减法，减法，a-b -1 2-3 4 1,2-3乘法，乘法，a*b *1,2*3 1,2*3,4 a.*b .*1,2.*3,4=
14、3,8逆乘，左乘逆乘，左乘 ax=b x=ab=inv(a)*b 右乘右乘 /xa=b x=b/a=b*inv(a)乘幂，方阵的幂乘幂，方阵的幂 a2=a*a 元素的幂元素的幂 .a.2 x.3向量的创建向量的创建MATLAB的变量可以用来存储向量或矩阵的变量可以用来存储向量或矩阵 X=1 2 3X=1,2,3X=1;2;3X=1:3X=1:1:3mn矩阵的创建矩阵的创建A=4 10 1 6 2;8 2 9 4 7;7 5 7 1 5;0 3 4 5 4;23 13 13 0 3;规则规则1.矩阵元素必须用矩阵元素必须用 括住；括住；2.矩阵元素必须用逗号或空格分隔；矩阵元素必须用逗号或空格分
15、隔；3.在在内矩阵的行与行之间必须用分号分隔内矩阵的行与行之间必须用分号分隔.矩阵的其他运算矩阵的其他运算det%行列式的值eig%矩阵的特征值diag%对角矩阵,%矩阵转置sqrt%矩阵开方max%矩阵的最大值MATLAB程序流程控制程序流程控制MATLAB 提供重复循环（提供重复循环（Loops）及条件判断）及条件判断（Conditions）等程序流程控制（）等程序流程控制（Flow Control）的指令）的指令 例例:对对n=1,2,10,求求xn=的值的值for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10);endxMATLAB基本作图基本作图例：例：t=0:pi/100:2*p
16、i;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y,t,y1,t,y2)例：例：t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-);x=1.7*pi;1.6*pi;y=-0.3;0.8;s=sin(t);cos(t);text(x,y,s);title(正弦和余弦曲线正弦和余弦曲线);legend(正弦正弦,余弦余弦)xlabel(时间时间t),ylabel(正弦、余弦正弦、余弦)gridaxis squareMATLAB基本作图基本作图其他绘图函数其他绘图函数plot3meshsurfhistba
17、rMATLAB简单编程简单编程M 文件文件若要一次执行大量的若要一次执行大量的MATLAB 指令，可将这指令，可将这些指令存放于一个扩展名为些指令存放于一个扩展名为m 的档案，并在的档案，并在 指令提示号下键入此档案的主档名即可。指令提示号下键入此档案的主档名即可。脚本式脚本式M文件举例文件举例绘制绘制-2pi，2pi区间的正弦曲线图区间的正弦曲线图x=-2*pi:0.05:2*pi;y=sin(x);plot(x,y,c+)legend(正弦曲线图)函数式函数式M文件举例文件举例两个实数求和两个实数求和解：调出M-edit窗口，在里边输入如下内容。%该函数用于计算两个数之和function
18、c=AddFunction(a,b)c=a+b;MATLAB的学习方法的学习方法熟悉掌握常用的语法和函数；熟悉掌握常用的语法和函数；结合课题，在实践过程中加深认识；结合课题，在实践过程中加深认识；学会提问题，寻求大家的帮助；学会提问题，寻求大家的帮助；多看帮助文件；多看帮助文件；查阅参考书籍。查阅参考书籍。MATLAB基本作图基本作图-子图分割子图分割subplot 子图分割命令子图分割命令调用格式：调用格式：subplot(m,n,p)按从左至右，按从左至右，从上至下排列从上至下排列 行行列列绘图序号绘图序号MATLAB基本作图基本作图-多窗口作图多窗口作图figure(n)创建窗口函数，创
19、建窗口函数，n为窗口顺序号。为窗口顺序号。t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y)%自动出现第一个窗口自动出现第一个窗口figure(2)plot(t,y1)%在第二窗口绘图在第二窗口绘图figure(3)plot(t,y2)%在第三窗口绘图在第三窗口绘图MATLAB基本作图基本作图将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到图形上，这些函数为：加注到图形上，这些函数为：title 给图形加标题给图形加标题 xlable 给给x轴加标注轴加标注 ylable 给给y轴加标注轴
20、加标注 text 在图形指定位置加标注在图形指定位置加标注 gtext 将标注加到图形任意位置将标注加到图形任意位置 grid on(off)打开、关闭坐标网格线打开、关闭坐标网格线 legend 添加图例添加图例 axis 控制坐标轴的刻度控制坐标轴的刻度MATLAB基本作图基本作图plot 最基本的二维图形指令最基本的二维图形指令plot的功能：的功能：plot命令自动打开一个图形窗口（命令自动打开一个图形窗口（Figure）.用直线连接相邻两数据点来绘制图形用直线连接相邻两数据点来绘制图形.根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动
21、加到两个坐标轴上，可自定坐标及单位标注自动加到两个坐标轴上，可自定坐标轴，可把轴，可把x,y 轴用对数坐标表示轴用对数坐标表示.MATLAB基本作图基本作图如果已经存在一个图形窗口，如果已经存在一个图形窗口，plot命令则清除当前命令则清除当前图形，绘制新图形图形，绘制新图形.可单窗口单曲线绘图；可单窗口多曲线绘图；可可单窗口单曲线绘图；可单窗口多曲线绘图；可单窗口多曲线分图绘图；可多窗口绘图单窗口多曲线分图绘图；可多窗口绘图.可任意设定曲线颜色和线型可任意设定曲线颜色和线型.可给图形加坐标网线和图形加注功能可给图形加坐标网线和图形加注功能.MATLAB基本作图基本作图plot(x,y,s)开关格式，开关量字符串开关格式，开关量字符串s设定曲设定曲线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前13个字个字母，如母，如 yellowyel表示等。表示等。具体具体“help plot”或者参见或者参见MATLAB的文档的文档