MatLab运行环境介绍.ppt

MatLab 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佛和C语言与汇编语言的关系一样 计算机语言的发展 标志着计算机语言向 智能化 方向发展 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 二 matlab能在各领域做什麽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 1 1 4 x A bx 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 x 6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 二 MATLAB语言的特点 语言简洁紧凑 语法限制不严 程序设计自由度大 可移植性好运算符 库函数丰富图形功能强大界面友好 编程效率高扩展性强 三 MATLAB语言的功能 强大的数值 矩阵 运算功能广泛的符号运算功能 符号运算与数值运算的区别 数值运算中必须先对变量赋值 然后才能参与运算 符号运算无须事先对独立变量赋值 运算结果以标准的符号形式表达 高级与低级兼备的图形功能 计算结果的可视化功能 可靠的容错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 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也看做是一个1 1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主工具箱符号数学工具箱SIMULINK仿真工具箱控制系统工具箱信号处理工具箱图象处理工具箱通讯工具箱系统辨识工具箱神经元网络工具箱金融工具箱 6 MATLAB的兼容功能可与C语言 FORTURE语言跨平台兼容此功能不推荐使用 7 MATLAB的容错功能非法操作时 给出提示 并不影响其操作1 0Warning Dividebyzeroans Inf 三 启动MATLAB 开机执行程序c matlab bin matlab 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 五 matlab与dos兼容命令1 dir 可列出指定目录下的文件和子目录清单例如 Dir可显示当前目录下的所有文件Dirc matlabDirc matlab m 2 cd 可改变当前工作目录cd 显示当前子目录cdc matlab toolboxcd 退出当前子目录到上一级目录cd 回到根目录 typemyfile m与dos下的用法完全一样 3 type 可显示指定文件的全部内容 4 delete 删除指定文件 delabc 删除当前目录下的abc文件delc matlab aaa m注意 只可删除用户文件 其它文件不要轻易删除 否则系统会瘫痪 六 matlab的数据与变量 变量查询函数who与whos作用都是列出在matlab工作空间中已经驻留的变量名清单不同的是whos在给出驻留变量的同时 还给出他们的维数及性质 2 永久变量 在matlab工作内存中 驻留了几个由系统本身在启动时定义的变量 我们称为永久变量永久变量用who指令是查看不到的 只可随时调用 eps 容差变量 定义为1 0到最近浮点数的距离 在pc机上 2 52pi 圆周率 的近似值3 1415926inf或Inf 表示正无大 定义为1 0NaN 非数 它产生于0 0 0 等运算i j 虚数单位ans 对于未赋值运算结果 自动赋给ans 3 what程序查询指令 what按扩展名分类列出当前目录上的文件what m列出当前目录中所有m文件 七 文件系统与路径函数 which列出指定文件所在的目录whichtest m显示test m所在的路径path路径函数path显示matlab启动时设定的搜索路径 八 matlab联机帮助命令 help功能提供matlab大部分主题的在线帮助信息help显示help主题一览表helpplotxyz显示有关三维做图指令帮助信息help 显示特殊字符与符号帮助信息helphelp显示help的帮助信息 虽然help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时 help就无能为力了 Lookfor函数 它可提供通过一般的关键词 搜索出一组与之相关的命令lookforfourier寻找含有傅立叶变换的相关指令 help lookfor两个指令构成了matlab语言相当完善的在线帮助查询系统 lookforfouri寻找所有包含fouri的指令和注释如FFTDiscreteFouriertransform 九 matlab的演示功能 点击Matlab程序左下角的Start菜单中的Demo 十 用于图像处理的相关函数 语法 f Imread filename 读图像size f 给出图像的行列数 动手操作 1 在硬盘上查找一幅后缀为bmp JPG Tiff GIF的文件 2 使用上述函数读取文件 显示图像P11Imshow f G Imshow f lowhigh pixvalwhosffigure imshow g 显示另一幅图像说明help的使用 Imwrite f filename P13如 imwrite f output tif 只适于JPEG图像的函数Imwrite f filename jpg quality q q在0 100之间使用imfinfofilename jpg得到该文件信息讲述压缩比的计算 大家动手 采用不同的压缩比实验效果 由函数imfinfo显示的信息域可捕获至所谓的结构变量之中 以便用于后续的计算 如K imfinfo bubbles jpg P14使用下列代码计算其压缩比 image bytes K Width K Height K BitDepth 8 compressed byte K FileSize compression ratio image bytes compressed bytes注意 imfinfo这两种不同的用法 第一种是将信息显示在屏幕上 第二种是将信息存入变量K 这种命令函数二元性的例子在Matlab中很常见 数组索引P21 一维的数组称为向量二维的数组称为矩阵 向量索引P21 V 13579 数组定义 V 2 取第二个值3使用转置运算符 可将行向量转换为列向量W v V 1 3 取V前三个元素V 2 4 取V第二个到第四个元素V 3 end 取第三个到最后一个元素 V 产生一个列向量V 1 end 产生一个行向量V 1 2 end 表示索引从1开始计数 步长为2 直到最后一个元素时停止 V end 2 1 从最后一个元素开始计数 步长为 2X linspace a b n 产生一个含有n个元素的行向量x 这n个元素之间线性地隔开并且包含a与b一个向量也可以做另外一个向量的索引V 145 矩阵索引P22 A 123 456 789 矩阵的定义A 2 3 提取第2行第3列的元素A 3 冒号的作用相当于A 1 3 3 将矩阵第3列挑出A 2 提取第二行要产生一个与A相等 但其最后一列全部置为0的矩阵B 可使用B A B 3 0A end end 最后一行最后一列的元素E A 13 23 使用向量做矩阵索引 例2 5P25使用数组索引进行图像操作图像rose tiff例图是一幅大小为1024 1024的uint8类亮度图像f fp f end 1 1 将该图像垂直翻转fc f 257 768 257 768 获取图像中指定区域fs f 1 2 end 1 2 end 对图像进行二次取样Plot f 512 绘出图像在512行处的水平扫描线 clearz imread e test bmp imshow z end 点M文件的编译 使用for循环将多幅图像写入文件 f imread e test bmp Forq 0 5 100filename sprintf series 3d jpg q imwrite f filename quality q End 回答问题