Matlab简介及界面环境
MATLAB简介
logspace 对数等分的行矢量
Logspace(x1,x2,n)生成从10x1到10x2包含n 个数据的矢量 >> logspace(1,3,3) >> magic(3) ans = ans = 10 100 1000 8 1 6 >> cell(3) 3 5 7 >> eye(3) ans = 4 9 2 ans = [] [] [] 1 0 0 Magic(n)为元素1到n^2 [] [] [] 0 1 0 之间，行、列、对角线 [] [] [] 0 0 1 的和都相等的n维矩阵
例1：
0 5 cos 47 例2：计算表达式的值 并将结果赋给变量x 1 7 2i
4、表达式从左至右、指数最先，乘除加减、括号提前。
>>6+4*3^2 ans = >> x=(5+cos(47*pi/180))/(1+sqrt(7)-2i) 42
例9：演示内带程序 >>ballode %自由下落小球与地面非弹性碰撞的运动轨迹 >>demo %演示Matlab的基本功能
2、数据格式：
① 10的幂为e加上正负数字： 1.062e-20 6.022e23 ② 数字后直接加 i 或 j表示虚数 ：－3.14i 5+3i
3、算符
算术运算算符： ＋ － * / ^ ( ) sqrt( ) 关系运算算符：＜、＞、 ＜＝、 ＝＝、 ＞＝、 ~＝ 逻辑运算算符：与 ＆、或│、非 ~
例3：输入10个学生的成绩并对成绩按升序排序。 在指令窗口输入命令： g=input('请输入学生成绩:') sort(g) 请输入学生成绩: [65 78 96 98 91 84 79 83 74 81]
初识Matlab及界面认识
初识Matlab及界⾯认识通过本章节的学习，需要掌握：1. MATLAB语⾔是什么2. MATLAB在互联⽹语⾔中地位与应⽤⽬标：利⽤MATLAB进⾏问题求解的基本规律。
够使⽤MATLAB作为专业应⽤的⼯具。
1、什么叫计算？（1）算术运算。
“计算”体现的是⼀种数学技能，这是⼈类的基本技能。
（2）较复杂的运算，即根据已知量算出未知量。
对于复杂的数值计算问题，可以利⽤计算机进⾏问题求解，即利⽤计算机运算速度快、计算精度⾼的特点，通过重复执⾏简单的操作，完成复杂的计算。
⼴义的理解：“计算”体现的是问题求解的⽅法和⼿段。
“计算”是科学研究和⼯程应⽤的重要⼯具。
2、什么是科学计算？利⽤计算机处理数值问题的⽅法，称为科学计算（ Scientific Computing）。
科学计算⽅法既有数学理论上的抽象性和严谨性，⼜有程序设计技术上的实⽤性和实验性。
3、科学计算与MATLAB语⾔的关系科学计算的基本步骤是，先研究数值问题的求解算法，然后在计算机上进⾏程序实现。
MATLAB的优势：不需要过多了解各种数值计算⽅法的具体细节和计算公式，专注于实际问题的分析和设计，⼤⼤地提⾼⼯作效率和质量，4．、MATLAB语⾔的主要功能MATLAB-——MATrix LABoratory（矩阵实验室）数值计算、符号计算、图形绘制、程序流程控制、⼯具箱等优势。
【例⼦】求x^2-3x+1=0的根。
⽅法⼀：利⽤MATLAB多项式求根函数roots来求根。
p=[1,-3,1]; //建⽴多项式系数向量Px=roots(p)绘图：x=-5:0.1:5; //产⽣x向量-5—5步长为0.1y1=x.*x-3*x+1;y2=zeros(size(x)); //产⽣⼀个和X向量同⼤⼩的0向量plot(x, y1, x, y2); //绘制函数曲线⽅法⼆：利⽤求单变量⾮线性⽅程根的函数fzero，求⽅程在某个初始点附近的实根。
f=@(x) x*x-3*x+1; //匿名函数定义f（x）x1=fzero(f, 0.5) //f(x)=0在x=0.5附近的实根x2=fzero(f, 2.5)⽅法三：利⽤最优化⼯具箱中的⽅程求根函数fsolve。
MATLAB简介
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线性等分向量生成
y=linspace(x1,x2) y=linspace(x1,x2,n) 生成100维行向量 生成n维行向量
>>a=linspace(1,100,6) a= 1.0000 20.8000 40.6000 60.4000 80.2000 100.0000
扩展搜索路径
将新目录扩展到搜索路径中 1、用path命令
>>path(path,'e:\matlab\works')
2、用addpath命令 将新目录加到搜索路径的末尾
>>addpath e:\matlab\works –end
将新目录加到搜索路径的开始
>>addpath e:\matlab\works -begin
>>format long;pi ans = 3.14159265358979 >>format long e;pi ans = 3.141592653589793e+000 >>format long g;pi ans = 3.14159265358979
字符串 字符串的约定
字符串用单引号输入或赋值； 字符串的每个字符都是都是字符数组的一个元素； 字符串和字符数组基本上等价。
MATLAB系统组成
(1) MATLAB语言体系
MATLAB是高层次的矩阵／数组语言．具有条件控制、函数调用、 数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。利用它既可以进行小 规模编程，完成算法设计和算法实验的基本任务，也可以进行大规模编 程，开发复杂的应用程序。
第2章 MATLAB的基础知识
a=[1 2 1;2 2 1;2 1 2]; b=[1;2;3]; a/b %矩阵右除
运行程序，得到结果：
??? Error using ==> mrdivide Matrix dimensions must agree.
重新输入语句
a\b
%矩阵左除 ans = 1.0000 -0.3333 0.6667
运行程序，得到结果：
c= 0 0 1 1 1 0
说明 对于复数运算，“= =”与“～ =”运算，既比较实部， 又比较虚部。而其他运算仅比较实部。关系运算同样也可用于 常量与矩阵的比较，在这种情况下，该常量与矩阵的每一个元 素进行比较，其结果是一个与矩阵同维数的0、1矩阵。
逻辑操作符
逻辑操作符 说 明 相对应函数
-0.1667 0 0
（3）矩阵特征值运算
矩阵条件数cond( ) 矩阵的秩rank() 矩阵特征值eig ( )
矩阵范数norm( ) 矩阵的迹trace ( ) 矩阵奇异值svd ( )
例2-7 分别计算矩阵a的有关特征参数。输入以下 MATLAB语句
a=[1 2 3;4 5 6;7 8 0] [cond(a),norm(a),rank(a)]
2.MATLAB工作环境
图形窗口“Figure”
M文件窗口
3．MATLAB的M文件
所谓M文件，就是用户把要实现的命令写在一个 以.m为扩展名的文件中
M文件有两种格式（统称为M文件） 函数式M文件 程序式M文件 程序式M文件用于把很多需要在命令窗口输入的命 令放在一起，就是命令的简单叠加 函数式M文件用于把重复的程序段封装成函数供用 户调用。
&
|
逻辑与
逻辑或
and(a,b)
第1章 MATLAB简介与工作环境
图1-4 命令历史窗的快捷菜单
1.2.3 工作空间
工作空间窗口列出了所有内存变量及其详细信息，包括变量名 (Name)、变量数组大小(Size)、变量字节大小(Bytes)、变量类型 (Class)、数组值(Value)等，如图1-5所示。
图1-5 工作空间窗口
在工作空间窗中，不仅可查看内存变量及其信息，还可对变量数 组进行所需编辑，例如，复制、重命名、删除、修改等，也可基于数 值数组变量进行数据可视化，即画图。 用鼠标双击所需编辑的内存变量名，弹出变量编辑器(Variable Editor)窗。 在工作空间窗中，用鼠标单击要操作的变量，点亮该变量。单击 鼠标右键弹出快捷菜单。 (1) Open Selection：打开变量编辑器。 (2) Copy：将所选变量复制到粘贴板。 (3) Delete：删除所选变量。 (4) 根据所选变量，快捷菜单中列出了多种图形的画图指令，用 户可以选择一种，以绘制出相应图形。
选中要操作的指令，单击鼠标右键弹出快捷 菜单，如图1-4所示。快捷菜单中的子菜单功 能说明如下： (1) Copy：复制当前选中的指令，可以将指 令粘贴到其他的应用程序窗口中。 (2) Evaluate Selection：执行当前选中的 指令。 (3) Create M-File：用当前选中的指令创建 一个新M文件，文件的内容就是所选的指令。 (4) Delete Selection：从命令历史窗中删 除所选的指令。 (5) Delete to Selection：将所选中指令行 之前的所有历史记录指令从历史窗中删除。 (6) Delete Entire History：删除历史窗中 所有的指令。
1.2.4 当前目录与搜索路径
1. 当前目录
当前目录窗是用于显示、组织、管理当前目录下的文件、子目录， 其显示的内容可包括文件类型图标、文件名、文件大小、最后修改时 间和文件描述，如图1-7所示。
（完整版）Matlab简介
（完整版）Matlab简介Matlab简介1980年，美国CleveMoier博⼠在新墨西哥⼤学讲课时，认为⾼级语⾔的运⽤⼗分不便，于是创⽴了Matlab（MatrixLaboratory 的缩写)，即矩阵实验室，早期的Matlab 软件是为了帮助⽼师和学⽣更好地学习，是作为⼀个辅助⼯具⽽之后逐渐演变成了⼀种实⽤性很强的⼯具。
1984，MathWorks软件公司推出了⼀种⾼级语⾔。
它不但能编程还能⽤于数值计算以及图形显⽰，并⽤与控制系统以及⼯程设计。
90年，MathWorks 软件公司为Matlab开发了⼀种新的⽤于图形控制及仿真模型建⽴的软件Simulink。
它是Matlab的⼀个扩展软件模块，这个模块为⽤户提供了⼀个⽤于建模仿真各种数学物理模型的软件，并且提供各种动态的结构模型，是⽤户可以快速⽅便的建模并且仿真，⽽不必写任何程序。
基于此优点，该⼯具很快被业界认可，并⽤于各种控制系统。
Matlab编程⼯具不像C语⾔那样难以掌握，所以在这种仿真环境下⽤户只需要简单的列出计算式，结果便会以数值或图形的⽅式显⽰出来。
从Matlab被发明以来，它的快速性集成性、以及应⽤的⽅便性在⾼校中得到了好评。
它可以很⽅便的进⾏图形输出输⼊，同时还具有⼯具箱函数库，也能针对各个学科领域实现各种计算功能。
另外，Matlab和其他⾼级语⾔也具有良好的接⼝，可以⽅便地与其他语⾔实现混合编程，这都进⼀步拓宽了它的应⽤范围和使⽤领域。
Matlab由主程序、Simulink动态仿真系统、和Matlab⼯具箱三部分组成。
其中主程序包括Matlab语⾔、⼯作环境以及应⽤程序；Simulink动态仿真系统是⼀个相互交互的系统，⽤户制作⼀个模拟系统，并动态控制它；⽽⼯具箱就是Matlab基本语句的各种⼦程序和函数库。
它有可以分为功能性和学科性⼯具箱。
功能性的⼯具箱主要⽤于扩展Matlab的符号计算功能、图形建模功能、⽂字处理功能和与硬件的实时交互过程，如符号计算⼯具箱等；学科性的⼯具箱则有较强的专业性，⽤于解决特定的问题，如信号处理⼯具箱和通信⼯具箱。
MATLAB教程简介
MATLAB教程简介MATLAB是一种高级技术计算语言和交互式环境，广泛用于科学、工程和数学领域。
MATLAB具有丰富的数学函数库和绘图工具，能够帮助用户完成各种数据分析、模拟、可视化等任务。
本教程将介绍MATLAB的基础知识和应用技巧，帮助您快速上手MATLAB软件。
MATLAB基础知识MATLAB是一种面向矩阵运算的编程语言，用户可以使用MATLAB进行各种数学和科学计算。
在MATLAB中，用户可以使用一系列内置的函数和工具箱来完成各种任务。
MATLAB界面和基本操作打开MATLAB软件，首先出现的是命令窗口和工作区窗口。
命令窗口是MATLAB 的交互式环境，用户可以在此输入命令或脚本文件，并立即得到结果。
工作区窗口则显示当前MATLAB工作区中存在的变量和值。
在MATLAB中，变量可以通过赋值符号“=”来进行赋值。
例如，将数字1赋值给变量a，可以输入“a=1”。
可以使用disp函数来显示变量的值，例如输入“disp(a)”即可显示变量a的值。
MATLAB函数和脚本MATLAB拥有大量的内置函数，涵盖了数学、信号处理、图像处理等领域。
用户可以直接调用这些函数来完成各种任务。
例如，使用sin函数可以计算正弦值，使用plot函数可以绘制图形。
除了内置函数，用户还可以编写自己的函数和脚本文件。
函数是一段代码，接受输入参数并返回输出结果。
脚本文件则是一系列MATLAB命令的集合，可以保存在磁盘上并重复执行。
使用MATLAB编辑器可以方便地编写和编辑函数和脚本文件。
MATLAB数据类型和运算在MATLAB中，有各种不同的数据类型，包括数值、字符、逻辑和结构体等。
MATLAB还支持各种运算符，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。
用户可以使用这些运算符来进行各种计算和判断。
MATLAB控制流程和循环结构MATLAB中的控制流程和循环结构与其他编程语言类似，包括if/else语句、for循环和while循环等。
MATLAB基础知识及使用方法
MATLAB基础知识及使用方法第一章：MATLAB简介与环境介绍1.1 MATLAB概述MATLAB是一种高级编程语言和数值计算环境，广泛应用于科学计算、工程设计、数据分析和算法开发等领域。
它提供了强大的数值计算工具和图形绘制功能，并有丰富的库函数和工具箱可供使用。
1.2 MATLAB环境介绍MATLAB的主要界面包括命令窗口、编辑器、工作区和命令历史等。
命令窗口用于交互式执行命令和脚本，编辑器用于编写和编辑脚本文件，工作区用于显示和管理变量，命令历史用于查看和管理执行过的命令。
第二章：MATLAB基本语法2.1 变量和数据类型在MATLAB中，变量可以通过简单的赋值来创建，并且不需要事先声明变量类型。
常见的数据类型包括数值类型（整数、浮点数）、字符类型和逻辑类型（布尔型）等。
MATLAB还提供了复数类型和矩阵类型，具有丰富的数值计算功能。
2.2 运算符和表达式MATLAB支持常见的数学运算符，如加减乘除、取余和乘方等。
此外，还提供了矩阵运算符和逻辑运算符，方便处理矩阵和逻辑表达式。
表达式可以由变量、常数和运算符组合而成，并且支持函数调用。
2.3 控制流程MATLAB提供了条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和函数等控制流程结构，以实现不同的程序逻辑。
条件语句根据条件的真假执行不同的代码块，循环语句重复执行一段代码块，函数封装了一段可重复使用的代码。
第三章：MATLAB图形绘制3.1 二维图形绘制MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，以绘制各种二维图形，如线图、散点图、柱状图和饼图等。
用户可以自定义图形样式、坐标轴刻度、图例和注释等，以满足不同的数据可视化需求。
3.2 三维图形绘制除了二维图形外，MATLAB还支持绘制三维图形，如曲面图和体积图等。
通过调整视角、设置颜色映射和光照效果，用户可以更直观地表达三维数据的特征和分布情况。
3.3 动态图形绘制MATLAB中的图形绘制功能不仅限于静态图形，还可用于生成动态图形。
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当前工作目录
当前工作目录 指运行文件时的目录，在当前目录下的文件、 函数首先被调用。 当前工作目录可以更改。
搜索路径
搜索路径 在执行同类程序过程中，按照一定优先次序 寻找相关的文件。
命令历史窗口
自动保存所有用过的命令的历史记录，从而 方便用户查询。
如果要编辑和清除这些历史记录，可以选择 菜单中的相关命令或其它方式。
通过双击或其它方式可进行历史命令的再运 行。
可以生成m文件。
启动平台窗口和按钮
帮助用户方便地打开和调用的各种程序、函 数和帮助文件。
主窗口左下角的按钮，单击该按钮会弹出一 个菜单，选择其中的命令可以执行的各种产 品工具，以及查阅和使用包含的各种资源。
1.2 的安装与启动
1的安装 初次安装可能提示要安装虚拟机，选
择是； 安装路径最好没有中文字符和空格； 可选择安装部分或全部功能，建议完
全安装； 不选择网上更新功能。
1. 的安装
安装完成后，在安装目录下将包含如下文件夹。
1. 的安装
续表
2的启动
的启动 双击桌面图标 开始菜单快捷方式 双击安装目录\\32\文件 的退出 命令、 菜单 窗口
主任 编写程序； 1984年—、、 合作创立公司，正式把推向市场； 20世纪90年代—成为国际标准计算软件； 、、并称为当代三大数学软件。
的版本历史
1984年，推出了第一个商业版本1.0版； 1992年，推出 4.0版 1996年，推出 5.0版（R8） 2000年，推出 6.0版（R12） 2004年，推出 7.0版（R14） 2006年3月，推出 7.2版（R2006a）
1.3 操作界面
主窗口
帮助系统
搜索路径
当前工作目录 窗口
主窗口是的主要工作界面。 包括菜单栏、工具栏、其它功能窗口。 1．菜单栏 ► 菜单项—实现有关文件的操作； ► 菜单项—命令历史窗口的编辑操作； ► 菜单项—设置集成环境的显示方式； ► 菜单项—设置的操作； ► 菜单项—用于关闭所有打开的编辑器窗口，包 括、、和窗口； ► 菜单项—用于提供帮助信息。 2．工具栏
《编程技术》教学大纲
课程内容及学时分配 第1章 简介及界面环境 2学时 第2章 矩阵及其操作 4学时 第3章 计算可视化 4学时 第4章 编程基础 8学时 第5章 数据分析 4学时 第6章 数值计算 4学时 第7章 符号运算 2学时 第8章 文件的读写操作 2学时 第9章 图形用户界面设计 1学时 第10章 编译与接口 1学时
用户自己书写的函数有可能并没有保存在搜 索路径下。要解决这个问题，只需把程序所 在的目录扩展成的搜索路径即可。
搜索路径
查看的搜索路径 在命令窗口中输入或可得到的所有搜索路径 选择主窗口中的【】|【 】菜单， 进入【设
置搜索路径】对话框。
搜索路径
设置更改的搜索路径 在命令窗口中输入或命令或通过【】|【 】
命令窗口
命令窗口是与用户的主要交互窗口，用于输入命令 并显示除图形以外的所有执行结果。
命令窗口中的“>>”为命令提示符，表示正在处 于准备状态。
在命令提示符后键入命令并按下回车键后，就会执 行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。
工作空间窗口
工作空间主要用于存储各种变量和程序运行 结果。
菜单，进入“设置搜索路径”对话框，通 过该对话框编辑搜索路径。 在命令窗口执行“(, ‘D:\’) ”，可以把 “D:\”加在搜索路径中。 在命令窗口执行“ D:\ ”，将新的目录加到 整个搜索路径的开始。
搜索路径
执行和调用优先级： (1) 检查该命令是不是一个变量。 (2) 检查该命令是不是一个内部函数。 (3) 检查该命令是否当前目录下的M文件。 (4) 检查该命令是否搜索路径中其他目录下的M文件。
9月，推出 7.3版（R2006b） 2006年以后每年两个版本，一般3月a版本，9月b版本。
2的特点
● 基本操作数据单位是矩阵 ● 操作简单、易学，效率高 ● 开放性、可移植性强 ● 接口类型多 ● 内核不支持大写输入
3的优势
友好的工作平台和编程环境 简单易用的程序语言 强大的科学计算机数据处理能力 出色的图形处理功能 应用广泛的模块集合工具箱 实用的程序接口和发布平台 应用软件开发（包括用户界面）
第1章 简介及界面环境
1.1 简介 1.2 的安装与启动 1.3 操作界面 1.4 的通用命令等 1.5 的帮助系统 1.6 应用示例 习题
1.1 简介
1的发展历程 2的特点 3的优势 4的主要功能 5产品家族
1的发展历程
是 （矩阵实验室）的简称 20世纪70年代—美国新墨西哥大学计算机科学系
编程技术
吴明录 2010.3
《编程技术》教学大纲
课程基本情况 课程总学分：2 课程总学时：32 课程性质：选修课 先修课程：高等数学、应用数学、线性代数、数值分析、计算机
基础、C语言 考核形式：考试 参考书目： (1) 周建兴等. 从入门到精通，人民邮电出版社，2008； (2) 薛定宇等.高等应用数学问题的求解，清华大学出版社，2004； (3) 苏金明等7.0实用指南（上、下册）,电子工业出版社，2004； (4) 阮沈勇等程序设计，电子工业出版社，2004。 要求 (1) 课堂上认真听讲、细心观察、勤于思考、记好笔记； (2) 课下多总结、交流、实践。
4的主要功能
● 数值分析 ● 数值和符号计算 ● 工程与科学绘图 ● 控制系统的设计与仿真 ● 数字图像处理 技术 ● 数字信号处理技术 ● 通讯系统设计与仿真 ● 财务与金融工程 ● 语音识别
5产品家族
具有70多个产品模块，50多个专业工具箱
—系统辨识工具箱 —模糊逻辑工具箱 —图象处理工具箱 —神经网络工具箱 —优化工具箱 —偏微分方程工具箱 —统计工具箱 —符号数学工具箱 —小波工具箱