第7章 与其他应用软件的接口总结
接口和协议的总结
接口和协议的总结1. 概述在计算机科学和网络通信中，接口和协议是两个非常重要的概念。
在软件开发过程中，接口定义了不同组件之间的交互规范，而协议则规定了数据传输和通信的规则。
本文将对接口和协议进行总结，并介绍它们在软件开发和网络通信中的应用。
2. 接口在软件开发中，接口是一种定义了方法和属性的抽象数据类型。
它定义了一个组件暴露给其他组件的公共访问点。
通过接口，可以实现组件之间的解耦和模块化，使得不同组件可以独立开发和测试。
接口的主要作用有以下几个方面：•定义行为规范：接口定义了组件对外提供的方法和属性，限定了组件与外界的交互方式和数据格式。
•实现多态：通过接口，可以根据不同的实现类调用相同的接口方法，实现多态性。
•简化开发过程：接口可以提供一个清晰的开发契约，帮助开发人员准确地理解组件之间的交互方式和数据格式。
在面向对象编程中，接口通常使用关键字interface来定义，不同编程语言对接口的实现方式有所差异。
例如，在Java中，接口是一种抽象数据类型，使用interface关键字定义，而在C#中，接口也是一种抽象数据类型，使用interface 关键字定义。
3. 协议在网络通信中，协议是一种规定了数据传输和通信的规则。
它规定了不同设备和程序之间的交互方式，确保数据能够正确地传输和解释。
协议可以分为不同的层次，每个层次负责不同的功能。
其中，最常用的是TCP/IP协议栈。
TCP/IP协议栈由TCP协议和IP协议组成，其中TCP协议负责可靠的数据传输，而IP协议负责数据的路由和寻址。
协议的主要作用有以下几个方面：•确保数据的可靠性：协议可以确保数据在传输过程中不丢失、不损坏和不重复。
•提供安全的通信：协议可以加密数据，防止数据被窃取和篡改。
•支持不同设备和程序的互联：协议定义了不同设备和程序之间的交互方式，使得它们可以互相通信。
常见的网络协议还包括HTTP协议、FTP协议、SMTP协议等。
它们都有自己的特点和应用场景，用于不同的网络通信需求。
接口的总结
接口的总结接口是计算机系统中不同模块之间进行通信和数据交换的重要方式。
在软件开发过程中，接口的设计和使用扮演着关键角色。
本文将对接口的概念、作用以及最佳实践进行总结，以帮助读者更好地理解和应用接口。
1. 接口的概念接口是软件系统中不同组件或模块之间进行通信的约定。
它定义了组件之间互相交互的规则和协议。
接口将暴露出一组指定操作或功能，供其他模块使用。
在面向对象的程序设计中，接口是一个定义了抽象方法的类型。
它只声明而不实现具体的方法。
类可以通过实现接口来表明自己具备了一系列特定的行为，这样就可以与其他实现相同接口的类进行交互和协作。
2. 接口的作用接口在软件开发中起到了以下几个重要的作用：2.1 降低耦合度通过使用接口，不同的模块可以通过抽象的接口进行通信，而无需了解对方的具体实现细节。
这样可以降低模块之间的耦合度，使得系统更加可维护和可扩展。
2.2 实现多态接口允许不同类实现相同的接口，并提供自己的具体实现。
通过使用多态，可以在运行时根据具体对象的类型来调用相应的方法，从而实现更灵活和可复用的代码。
2.3 简化系统设计接口的使用可以将系统划分为各个独立的模块，每个模块只需关注自己的功能实现，而不必考虑其他模块的具体实现。
这样可以大大简化系统的设计和维护。
2.4 提高代码的可测试性通过使用接口，可以方便地进行单元测试和集成测试。
可以使用模拟对象来模拟接口的调用，从而隔离测试环境和实际环境之间的依赖关系，提高代码的可测试性。
3. 接口的最佳实践在使用接口的过程中，以下几点是需要注意的最佳实践：3.1 接口命名接口的命名应该明确和具体，能够准确表达其功能和用途。
应该遵循驼峰命名法，并以大写字母 I 开头（例如：IMyInterface）。
3.2 接口设计接口应该精简和高内聚，只定义必要和相关的方法。
不应该包含与接口无关的方法或属性。
接口的设计应该考虑到后续的扩展和变更，避免频繁地修改接口定义。
3.3 接口实现在实现接口时，应该严格遵循接口定义的规范。
分析计算机软件数据接口
分析计算机软件数据接口计算机软件数据接口是指软件系统中，为了实现不同软件模块之间的数据交换或通信而规定的一种标准、协议或接口定义。
它允许不同的软件系统之间交换数据，以实现数据共享、互操作和集成。
软件数据接口的设计和实现是计算机软件开发中非常重要的一部分。
一个好的数据接口设计可以提高软件系统的灵活性、可扩展性和可维护性。
在设计软件数据接口时，需要考虑以下几个方面的因素：1.数据格式：数据格式是指数据在传输、存储和使用时的组织形式。
在设计数据接口时，需要明确定义数据的格式，包括数据类型、数据长度、数据编码等。
常用的数据格式有XML、JSON、CSV等。
2.数据传输协议：数据传输协议是指数据在不同软件系统之间传输的规则和约定。
常用的数据传输协议有HTTP、TCP/IP、SOAP、REST等。
选择适合的数据传输协议可以提高数据传输的效率和可靠性。
3.接口方法：接口方法是指软件模块之间进行数据交换的函数或方法。
接口方法定义了数据的输入和输出参数，以及数据的调用方式和返回结果。
在设计接口方法时，需要考虑接口的简洁性、易用性和可扩展性。
4.接口安全：接口安全是指数据在传输和使用过程中的保密性、完整性和可用性。
为了保护接口和数据的安全，可以采用加密、认证、访问控制等技术手段。
5.接口文档：接口文档是对软件数据接口进行详细描述的文档。
接口文档包括接口的定义、数据格式、调用方法、错误码等信息，可以帮助开发人员理解和使用接口。
数据接口的设计和实现需要遵循一些最佳实践和规范。
例如，应当避免接口的过度复杂化，尽量使用简洁明了的命名和参数。
同时，需要进行充分的接口测试和文档编写，确保接口的正确性和易用性。
总之，计算机软件数据接口是实现不同软件系统之间数据交换和通信的关键组成部分。
合理的数据接口设计可以提高软件系统的灵活性和可扩展性，使不同系统之间实现数据共享和集成变得更加容易。
操作系统重点知识总结
操作系统重点知识总结操作系统》重点知识总结第一章引论1、操作系统定义：是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理的对各类作业进行调度以及方便用户使用的程序的集合。
2、操作系统的作用1. os作为用户与计算机硬件系统之间的接口。
2. 作为计算机资源的管理者3. 实现了对计算机资源的抽象。
3、分时系统原理和特征原理：人机交互、共享主机特征：多路性、独立性、及时性、交互性4、脱机I/O 原理：程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成。
优点：减少了CPU 空闲时间、提高了I/O 速度。
5、操作系统四个基本特征；其中最重要特征是什么？（并发）并发、共享、虚拟、异步第二章进程管理1 、进程定义、进程特征（结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性）1. 进程是程序的一次执行。
2. 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。
3. 进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程，他是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
动态性、并发性、独立性、异步性。
2、进程的基本状态、相互转换原因及转换图（三态）就绪、阻塞、执行3、具有挂起状态的进程状态、相互转换原因及其转换图（五态）活动就绪、静止就绪、活动阻塞、静止阻塞、执行4、什么是进程控制块？进程控制块的作用进程控制块是用于描述进程当前情况以及管理进程运行的全部信息。
1. 作为独立运行基本单位的标志。
2. 能实现间断性运行方式。
3. 提供进程管理、调度所需要的信息4. 实现与其他进程同步与通信5、临界资源定义、临界区的定义一次只能为一个进程使用的资源称为临界资源。
每个进程访问临界资源的代码称为临界区。
6、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待7、记录型信号量的定义，信号量值的物理意义，wait 和signal 操作8、AND 型信号量的定义，Swait 和Ssignal 操作9、经典同步算法：①生产者－消费者问题算法；②不会死锁的哲学家就餐问题算法；③读者－写者问题算法10、利用信号量机制实现进程之间的同步算法（前驱关系、类经典同步问题）11、高级进程通信三种类型。
8071第七章输入输出接口技术第一节内容2009.01.20(第三稿)
2.I/O端口独立编址
优点：
I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读 I/O指令没有存储器指令丰富
缺点：
80x86采用I/O端口独立编址
2013年8月1日星期四 中北大学《微机原理及接口技术》 37
Байду номын сангаас
2.I/O端口独立编址
特点：
00000H 内存 地址
12
7.1.3 I/O接口的主要功能
对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节，输入接口有缓冲环节 实际的电路常用： 输出锁存缓冲环节，输入锁存缓冲环节 对信号的形式和数据的格式进行变换 微机直接处理：数字量、开关量、脉冲量 对I/O端口进行寻址 与CPU和I/O设备进行联络
中北大学《微机原理及接口技术》 24
2013年8月1日星期四
外设接口
输入接口 输出接口 并行接口 串行接口
数字接口
模拟接口
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中北大学《微机原理及接口技术》
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输入输出接口的特点
输入接口：
要求对数据具有控制能力（常用三态门实现）
输出接口：
要求对数据具有锁存能力（常用锁存器实现）
中北大学《微机原理及接口技术》
6
7.1.2 I/O接口概述
为什么需要I/O接口（电路）？
多种外设
微机的外部设备多种多样
工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作 速度方面彼此差别很大
它们不能与CPU直接相连 必须经过中间电路再与系统相连 这部分电路被称为I/O接口电路
第7章串行口
一、 89C51串行口 1、结 构
图7-7 串行口内部结构示意简图
☞ 2、串行口控制字及控制寄存器
串行口控制寄存器SCON（98H）
• ①SM0和SM1（SCON.7，SCON.6）——串行
口工作方式选择位。两个选择位对应4种通信方式，
如表7-1所示。其中，fosc是振荡频率。
3、串行通信工作方式
2 SMOD f osc 16 / 2 初值 串行方式1、方式3波特率≌ 32 12
4、波特率设计
• 定时器T1用作波特率发生器时，通常选用定时器模 式2（自动重装初值定时器）比较实用。每过“28-X” 个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。
• T1溢出速率为 T1溢出速率≌(fosc/12)/(28-X)
移位时钟来源不同，因此，各种方式的波特率计算公式也
不同。
4、波特率设计
• （1）方式0的波特率 由图7-14可见，方式0时，发送或接收一位数据的移位 时钟脉冲由S6（即第6个状态周期，第12个节拍）给出， 即每个机器周期产生一个移位时钟，发送或接收一位数据。
因此，波特率固定为振荡频率的1/12，并不受PCON寄存
TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12；
每接收 8位数据RI就自动置1；
需要用软件清零 RI。
☞经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口
☞方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF ☞复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。 ☞接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。
binbin详解第7章-串行输入输出接口电路
5. 信号的调制和解调
利用电话信道（频带宽度通常为 利用电话信道（频带宽度通常为300～3400Hz）进行远距离传输，为完 ～ ）进行远距离传输， 成传输数字信号，通常把数字信号的“ 或 成传输数字信号，通常把数字信号的“0”或“1”转换成较高的不同频率的模拟 转换成较高的不同频率的模拟 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制， 调制 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制，后 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem） 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem）。 解调 调制解调器
波特率与字符的传送速率不同： 波特率与字符的传送速率不同：
波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数， 波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数，二 者之间存在如下关系： 者之间存在如下关系：
波特率=位 字符 字符/秒 位 秒 字符× 波特率 位/字符×字符 秒=位/秒
串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。 串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。
通信协议：通信的双方约定，何时开始发送， 通信协议：通信的双方约定，何时开始发送，何时发送完毕以及双方的 联络方式、正确与否等。 联络方式、正确与否等。
微机原理与接口技术_第7章8253
§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号
然后，开始递减计数。即每输入一个时钟脉冲，计数
器的值减1，当计数器的值减为0时，便从OUT引脚输出 一个信号。输出信号的波形主要由工作方式决定，同 时还受到从外部加到GATE引脚上的门控信号控制，它 决定是否允许计数。 当用8253作外部事件计数器时，在CLK脚上所加的计 数脉冲是由外部事件产生的，这些脉冲的间隔可以是 不相等的。 如果要用它作定时器，则CLK引脚上应输入精确的时 钟脉冲。这时，8253所能实现的定时时间，决定于计 数脉冲的频率和计数器的初值，即 定时时间＝时钟脉冲周期tc×预臵的计数初值n
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§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号 ③引脚 8253的3个计数器都各有3个引脚，它们是：
CLK0~CLK2：计数器0~2的输入时钟脉冲从这里输
入。频率不能大于2MHz。
OUT0~OUT2：计数器0~2的输出端。
GATE0~GATE2：计数器0~2的门控脉冲输入端。
4
第七章 可编程计数器/定时器8253及其应用 ——概述 2. 不可编程的硬件定时 555芯片是一种常用的不可编程器件，加上外接电阻和电 容就能构成定时电路。这种定时电路结构简单，价格 便宜，通过改变电阻或电容值，可以在一定的定时范 围内改变定时时间。但这种电路在硬件已连接好的情 况下，定时时间和范围就不能由程序来控制和改变， 而且定时精度也不高。 3. 可编程的硬件定时 ①可编程定时器/计数器电路利用硬件电路和中断 方法控制定时，定时时间和范围完全由软件来确 定和改变，并由微处理器的时钟信号提供时间基 准，这种时钟信号由晶体振荡器产生，故计时精
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§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号 8253输入信号组合的功能表
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周鹏 安徽工程大学电气工程学院
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.3.2 CIN节点与CLF节点
1. CIN节点 LabVIEW 2011之前的版本中，提供了一种在LabVIEW 中用来调用C/C++语言代码的功能节点，称为代码接口节点 （Code Interface Node），简称CIN节点，是它与动态链接 库的不同之处在于，它能够将代码集成在VI中作为单独的 一个VI发布，而不需要多余的文件。 2. CLF节点 调用库函数节点（Call Library Function Node），简称 CLF节点，用于调用外部动态链接库DLL文件中的函数， 一个配置好的CLF节点可以当作一个函数来使用，同样具有 函数参数和返回值。
大的应用软件。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.2.4 两种调用MATLAB方法的比较
1．MATLAB脚本节点方法 2．ActiveX函数方法
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.3 LabVIEW对Windows库函数的调用
7.3.1 动态链接库（DLL）与API概述
1. 动态链接库（DLL） 动态链接库（Dynamic Linkable Library，简称DLL）， 从字面上看，它是一种“程序库”，是一个可执行、可以多 方共享的程序模块，库内存放的是可供应用程序使用的函数、 变量等。动态连接是一种应用程序在运行时与库文件连接起 来的技术。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.1.3 ActiveX函数
打开ActiveX对象，访问ActiveX对象的属性、方法或事 件等都需要利用LabVIEW提供的ActiveX操作函数。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.1.4 LabVIEW作为ActiveX客户端
LabVIEW可作为ActiveX客户端，来访问其他ActiveX应 用程序，获取其相关的对象、属性、方法和事件，即可以在
供信息。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
LabVIEW 2011在默认安装的情况下，函数选板上并不包含 DDE函数，用户需要通过手动安装才可以在函数选板的用户 库中显示DDE函数。具体操作为： （1）在LabVIEW 2011在默认安装的目录下找到dde.lib库文件， 路径为：“．．．\National Instruments\LabVIEW 2011\vi.lib\Platform\dde.lib”。 （2）用户将找到的dde.lib库文件复制到“．．．\National Instruments\LabVIEW 2011\user.lib”文件夹中即可。 （3）重新启动LabVIEW 2011，在“函数选板”→“用户 库”→“Dynamic Data Exchange”下即可看到DDE函数。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
2. API
系统除了协调应用程序的执行、内存的分配、系统资源 的管理外，同时它也是一个很大的服务中心。调用这个服务 中心的各种服务（每一种服务就是一个函数）可以帮助应用 程序达到开启视窗、描绘图形和使用周边设备等目的，由于 这些函数服务的对象是应用程序，所以称之为应用程序接口 （Application Programming Interface，简称API），又称为 应用编程接口。它其实是一些预先定义的函数，目的是提供 应用程序与开发人员基于某软件或硬件的以访问一组例程的 能力，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.2.2 MATLAB脚本节点在LabVIEW中的调用
脚本节点用于执行LabVIEW中基于文本的数学脚本。 LabVIEW支持调用第三方脚本服务器处理脚本的脚本节点， 类似于公式节点。例如，MATLAB®脚本服务器。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.2.3 使用ActiveX函数与MATLAB接口
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
（1）ActiveX的属性和方法 （2）变体
（3）ActiveX事件
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7.1.2 ActiveX控件容器
ActiveX控件最早是针对于Microsoft公司的Internet Explorer设计的，通过定义容器（调用ActiveX控件的程序） 和组件（ActiveX控件）之间的接口规范，用户可以很方便地 在多种容器中使用ActiveX控件，而不必修改控件的代码。如 在Word中可以嵌入Excel表格，此时Word就是一个ActiveX 容器。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.3.3 调用Windows API函数
Windows API函数是一套用来控制Windows的各个部件 的外观和行为的预先定义的Windows函数。用户的每个动作 都会引发一个或几个函数的运行以告诉Windows发生了什么。 而其他的语言只是提供一种能自动而且更容易的访问API的 方法。当用户点击窗体上的一个按钮时，Windows会发送一 个消息给窗体，获取这个调用并经过分析后生成一个特定事 件。
7.1 LabVIEW的ActiveX编程
LabVIEW支持对ActiveX的调用。ActiveX采用客户端/服 务器模式进行不同应用程序的链接，调用其他应用程序时， 这个应用程序被作为客户端。自己创建的对象被其他应用程 序调用时，这个应用程序被作为服务器。如LabVIEW可作为 ActiveX客户端，来访问其他ActiveX应用程序，获取其相关 的对象、属性、方法和事件，来增强LabVIEW程序的功能； LabVIEW也可以作为ActiveX服务器，因此其他程序也可以 访问LabVIEW对象、属性和方法，如调用VI、启动或退出 LabVIEW软件等，即在其他应用程序开发平台下调用 LabVIEW的服务特性，这大大增加了程序代码的可重复利用 性，同时也缩短程序开发的时间。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.1.6 ActiveX事件
要在应用程序中使用ActiveX事件，必须先注册该事件并 在事件发生时处理事件。ActiveX事件注册与动态事件注册类 似。但ActiveX事件VI与事件处理VI的架构不同。以下是典 型的ActiveX事件VI的组件。 （1）需要产生事件的ActiveX对象。 （2）事件回调注册函数用于指定和注册需生成事件的类型。 （3）回调VI包含用户自己编写的处理指定事件的代码。
第7章 与其他应用软件的接口
本章内容
• • • • • 7.1 LabVIEW的ActiveX编程 7.2 与MATLAB语言接口技术 7.3 LabVIEW对Windows库函数的调用 7.4 LabVIEW对可执行系统文件的调用 7.5 LabVIEW对DDE函数的调用
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
序支持的任何参数。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.5 LabVIEW对DDE函数的调用
动态数据交换（Dynamic Data Exchange），简称DDE。 它是Window操作系统下的应用程序之间的一种通讯协议。使 用DDE通讯需要两个Windows应用程序，其中一个作为服务 器程序处理信息，另外一个作为客户机程序从服务器获得信 息。客户机应用程序向当前所激活的服务器应用程序发送一 条消息请求信息，服务器应用程序根据该信息作出应答，从 而实现两个程序之间的数据交换。所以客户机/服务器程序既 是客户机程序又是服务器程序，所以既可以发出请求又可提
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.1.1 ActiveX概述
ActiveX 是“网络化多媒体对象技术”，是一整套跨越 编程语言的软件开发手段与规范，是由Microsoft公司定义的 用于Internet的一种对象链接与嵌入技术，它满足了网络上不 同应用程序间交换信息的需求，它与具体的编程语言无关。 ActiveX自动化是基于组件对象模型COM（Component Object Model）的技术，是用来描述建立在COM基础之上的 非COM技术，允许应用程序或组件控制另一个应用程序或组 件的运行，它包括自动化服务器和自动化控制器。LabVIEW 2011可以作为一个客户端支持ActiveX自动化。
LabVIEW中打开不同的应用程序。源自周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.1.5 LabVIEW作为ActiveX服务器
从其它应用程序通过ActiveX调用可以访问LabVIEW应 用程序、VI和控件属性及其方法。其它支持ActiveX的应用程 序如Microsoft Excel，可以通过LabVIEW申请属性、方法和 单独的VI，此时LabVIEW是作为一个ActiveX服务器。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.4 LabVIEW对可执行系统文件的调用
使用LabVIEW提供的“执行系统命令”函数节点。用户 可以调用其他的可执行系统文件。“执行系统命令”函数节 点的功能是：执行系统命令。执行系统命令VI可从VI内部执 行或启动其它基于Windows的应用程序或Linux命令行应用程 序。通过该VI执行的系统级命令行可包含需要启动的应用程
LabVIEW使用ActiveX 技术来实现MATLAB 脚本节点。 MATLAB支持ActiveX自动化技术。通过使用MATLAB自动 化服务器功能，可以在其它应用程序中执行MATLAB命令， 并与MATLAB的工作空间进行数据交换。因此可以借助于 LabVIEW中的ActiveX函数这一特性，把LabVIEW与 MATLAB结合，充分利用MATLAB提供的大量高效可靠的 算法和LabVIEW的图形化编程能力，混合开发出功能更加强
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.2 与MATLAB语言接口技术
7.2.1 MATLAB概述
MATLAB（MATrix LABoratory，矩阵实验室）是由美 国Math Works公司于1984年开发的一种功能强、效率高、可 视化、简单易学的数学科学计算软件，它是基于矩阵运算的 语言，其函数库包含了比较齐全的矩阵生成与运算的函数， 因此编程简单。