Matlab介绍、安装及使用

,单击此处编辑母版文本样式,*,Matlab,在欧美各高等院校，,Matlab,已经成为线性代数、数值分析、数理统计、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，已成为大学生必须掌握的基本技能之一。,Matlab,Matlab,是一种广泛应用于,工程计算,及,数值分析,领域的新型高级语言，自 1984 年推向市场以来，历经二十多年的发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。,1,Matlab,简介,Matlab,:,Mat,rix,Lab,oratory,矩阵实验室,Matlab,的发展,1980,年，,Moler,教授用,Fortran,语言编写了集,命令翻译,、,科学计算,于一身的一套交互式软件系统。,1984,年，,Moler,等成立了,The,MathWorks,的公司，用,C,语言,完全改写,Matlab,，,并推出第一个商业版。,增添图形图像处理、符号运算、以及与其他流行软件 的接口功能，使得,Matlab,的功能越来越强大。,到九十年代，在国际上 30 几个数学类科技应用软件中，,Matlab,在数值计算方面独占鳌头。,2,目前，,Matlab,已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具，是一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言了，有人称它为“,第四代,”计算机语言。 就影响而言，至今仍然没有一个别的计算软件可与,Matlab,匹敌。,Matlab,的发行,1984年，,Matlab,1.0 （,DOS,版，182,K，20,多个函数）,1992年，,Matlab 4.0,（93年推出,Windows,版，加入,simulink,）1994年，,Matlab 4.2,（得到广泛重视和应用）,199,9,年，,Matlab 5.3,（真正实现,32,位运算）2002年，,Matlab 6.5,（采用,JIT,加速器）,2004年，,Matlab 7.0,自2006年起，,Matlab,每年更新两次,Matlab,简介,3,购买（下载）,Matlab,软件,Matlab,的安装,插入光盘，自动运行； 或点击安装程序,setup.exe,必须安装的部件,Matlab,Symbolic Math Toolbox,Extended Symbolic Math,4,Matlab,的特点与功能,Matlab,具有很强的数值计算功能,Matlab,以,矩阵,作为数据操作的基本单位， 但无需预先指定矩阵维数（,动态定维,）,按照,IEEE,的数值计算标准进行计算,提供十分丰富的数值计算函数，方便计算，提高效率,Matlab,命令与数学中的符号、公式非常接近， 可读性强，容易掌握,Matlab,是一个交互式软件系统,输入一条命令，立即就可以得出该命令的结果,5,Matlab,的特点与功能,Matlab,符号计算功能,Matlab,和著名的符号计算语言,Maple,相结合,Matlab,的编程功能,Matlab,具有,程序结构控制,、,函数调用,、,数据结构,、,输入输出,、,面向对象,等程序语言特征，而且,简单易学,、,编程效率高,。通过,Matlab,进行编程完成特定的任务,Matlab,的绘图功能,Matlab,提供丰富的绘图命令，很方便实现数据的可视化,6,Matlab,丰富的工具箱（,toolbox）,Matlab,的特点与功能,根据专门领域中的特殊需要而设计的各种可选工具箱,Matlab,的,Simulink,动态仿真集成环境,提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能,Symbolic Math,PDE,Optimization,Signal process,Image Process,Statistics,Control System,System Identification, ,7,Matlab,的基本用法,Matlab,系统的启动,使用,Windows “,开始” 菜单,运行,Matlab,系统启动程序,matlab,双击,Matlab,快捷图标,Matlab,系统的退出,在,Matlab,主窗口,File,菜单中选择,Exit,Matlab,在,Matlab,命令窗口输入,exit,或,quit,单击,Matlab,主窗口的“关闭”按钮,8,Matlab,的工作界面,命令窗口,当前工作目录,当前工作空间,输入命令的历史记录,命令,提示符,9,定义矩阵：直接输入法,矩阵用方括号 “, ,” 括起,例：,A = 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9,矩阵同一行中的元素之间用,空格,或,逗号,分隔,矩阵行与行之间用,分号,分开,直接输入法中，分号可以用,回车,代替,例：,矩阵,Matlab,的,操作对象是,矩阵,：命令提示符，不用输入,回车,：运行所输入的命令,10,矩阵元素可以是任何数值表达式,例：,x,=,-1.3,sqrt(3),(1+2+3)*4/5,矩阵元素赋值,矩阵元素的单独赋值,例：,x(5)=abs(,x(1),),例：,x(5)=abs(,x(6),),?,Matlab,自动将向量,x,的长度扩展到 5，,并将未赋值部分置零。,11,大矩阵可以把小矩阵作为其元素,矩阵元素赋值,例：,A,=,A,;,11 12 13,在原矩阵的下方加一行,如何在原矩阵的右边添加一列？,12,单个元素的引用,例：,A(2,3),矩阵元素的引用,多个元素的引用：冒号的特殊用法,利用小括弧和元素所在的位置,(,下标,),x,(,i,),：,向量,x,中的第,i,个元素,A,(,i,j,),：,矩阵,A,中的第,i,行，第,j,列元素,a:b:c,产生一个由,等差序列,组成的向量；,a,是首项，,b,是公差，,c,确定,最后一项；若,b=1，,则,b,可以省略。,例：,x=,1:2:5,y=,1:2:6,例：,x=,2:1:5,y=,2:5,例：,x=,3:2:1,13,例：,x(1:3),A(3,1:3),矩阵元素的引用,A(,i,:,j,m,:,n,),表示由矩阵,A,的第,i,到第,j,行和第,m,到第,n,列交叉线上的元素组成的,子矩阵,。,可利用冒号提取矩阵 的整行或整列。,例：,A(1, :),A(:, 1:3),A(:, :),14,Matlab,帮助系统,联机帮助,help,显示指定命令的简短使用说明,例：,help,eig,help,help,详细使用帮助,doc,以网页形式,显示指定命令的帮助页,例：,doc,eig,其它相关命令,helpdesk,、,helpwin,15,Matlab,查找命令,lookfor,按指定的关键词查询与之相关的命令,例：,lookfor,inverse,which,显示指定函数所在的目录,例：,which,eig,其它相关命令,what,、,more,、,cd,、,dir,16,变量命名原则,Matlab,变量,以,字母开头,后面可以跟,字母、数字,和,下划线,长度,不超过,63,个字符,（6.5 版本以前为,19,个,）,变量名,区分字母的 大小 写,Matlab,语句的通常形式,变量,=,表达式,表达式是用运算符将有关运算量连接起来的式子，,其结果被赋给赋值号“,=”,左边的变量,17,分号和续行符的作用,Matlab,变量,若不想在屏幕上输出结果，可以在语句最后加,分号,如果语句很长，可用,续行符,“,”,（三个点）续行,续行符,的前面最好留一个空格,例：,18,变量的查询,Matlab,变量,who,显示工作空间中的所有变量,whos,查看工作空间中变量的详细属性,19,系统预定义变量,Matlab,变量,pi,：,圆周率,i,nf,，,Inf,：,无穷大,nan,，,NaN,：,Not-a-,Number，一个不定值，如,0/0,eps,：,2.22e-016,浮点运算相对精度,即大约保持,16,位有效数字。,特殊变量,ans,i,，,j,：,虚部单位，即,应尽量避免给系统预定义变量重新赋值！,20,数与算术表达式,Matlab,数值运算,Matlab,中的数默认是,双精度实数,，表示方法,同,C,语言,3, -9, 0.4, 1.603e-12, 3.23e+20,浮点运算的,相对误差为,eps,浮点数表示范围为,：,10,-308,10,308,复数的输入,z=3+4i,(4,与,i,之间不能有空格),z=3+4*i,复数作为矩阵元素输入时，加号两边不能有空格,!,21,数学运算符,+,加法,Matlab,数值运算,-,减法,*,乘法,/,和,除法（右除和左除）,幂运算,命令分隔符：,逗号,和,分号,22,输出格式,Matlab,的输出,Matlab,以双精度执行所有的运算，运算结果可以,在屏幕上输出,，同时,赋给指定变量；,若无指定变量，则系统会自动将结果赋给变量 “,ans,”,Matlab,中数的输出格式可以通过,format,命令指定,format 只改变变量的输出格式，,但不会影响变量的值,！,23,各种,format,格式,24,变量的存储,存储当前工作空间中的变量,save,将所有变量存入文件,matlab.mat,save,mydata,将所有变量存入,指定文件,mydata,.mat,存储,指定,的变量,save,mydata.mat,将所有变量存入,文件,mydata,.mat,save,文件名 变量名列表,例,：,save,mydata,A x z,变量名列表中各变量之间用,空格,分隔,25,变量的读取,将数据文件中的变量载入当前工作空间,load,mydata,载入数据文件中的所有变量,load,mydata,A x,从数据文件中提取指定变量,清除当前工作空间中的变量,clear,清除当前工作空间中的所有变量,clear,A x,清除指定的变量,clc,清除命令窗口中的所有输入和输出信息,26,几个小技巧,Matlab,的命令记忆功能：,上下箭头键,命令补全功能：,Tab,键,可以先输入命令的前几个字符，再按上下键缩小搜索范围,用,Esc,键,删除命令行,中断正在执行的操作,Ctrl+C,27,