第1讲 MATLAB简述
学习Matlab(Matlab概述)
日日行，不怕千万里；时时学，不怕千万卷。
第一讲 Matlab概述1.1 Matlab的历程和影响Matlab一词是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写。
20世纪70年代后期，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler教授为减轻学生编程负担，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，此即用Fortran编写的萌芽状态的Matlab。
经过几年的校际流传，在Little的推动下，Little、Steve、Bangert合作，于1984年成立了Math Works公司，并把Matlab正式推向市场。
这时的Matlab内核已采用C语言编写，而除了原有的数值计算功能外，还新增加了数据视图功能。
自从Matlab以商品形式出现后，仅短短几年，就以其良好的开放性和运行的可靠性，使原先控制领域里的封闭式软件包纷纷淘汰，而改以Matlab为平台加以重建。
在进入20世纪90年代的时候，已经成为国际公认的标准计算软件。
在欧美大学里，诸如数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通讯、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书把Matlab作为一项重要的学习内容。
这几乎成了20世纪90年代教科书与旧版书籍的区别性标志。
Matlab是本科、硕士、博士生必须掌握的基本工具。
在国际学术界，Matlab已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。
在许多国际一流刊物上，尤其是信息科学刊物，都可以看到Matlab的应用。
Matlab将数值分析、矩阵运算、信号处理、图形功能和系统仿真融为一体，使用户在易学易用的环境中求解问题，如同书写数学公式一样，避免了传统复杂的专业编程。
MathWorks公司对Matlab的优点描述是“计算、可视化及编程一体化”。
在设计研究单位和工业部门，被认为是进行高效研究、开发的首选工具。
1.2 Matlab的特点Matlab有不同于其它高级语言的特点，它被称为第四代计算机语言。
学会使用Matlab进行科学与工程计算
学会使用Matlab进行科学与工程计算第一章：Matlab简介Matlab是一种强大的数值计算和数据可视化工具，广泛应用于科学与工程领域。
本章将介绍Matlab的基本特点和功能，以及如何安装和启动Matlab。
1.1 Matlab的基本特点Matlab是一种基于矩阵运算的高级编程语言，具有以下特点：- 可以处理多维数组和矩阵- 支持矩阵运算、数值计算和数据分析- 提供各种工具箱，如信号处理、图像处理和控制系统等- 具有友好的用户界面和丰富的帮助文档1.2 安装和启动Matlab可以从MathWorks官网上下载Matlab的安装程序，并按照提示进行安装。
安装完成后，可以通过双击桌面上的Matlab图标来启动Matlab。
第二章：Matlab基础本章将介绍Matlab的基础知识，包括变量和数据类型、运算符和控制流程等，以便读者快速上手Matlab编程。
2.1 变量和数据类型在Matlab中，可以使用赋值语句创建变量，并指定其数据类型。
常见的数据类型有数值类型、字符类型、逻辑类型等。
2.2 运算符Matlab支持各种数学运算符和逻辑运算符，用于执行数值计算和条件判断。
2.3 控制流程Matlab提供了多种控制流程语句，如条件语句和循环语句，用于实现程序的控制和流程调节。
第三章：数据处理与可视化本章将介绍Matlab中数据处理和可视化的基本方法，包括数据导入和导出、数据处理和数据可视化。
3.1 数据导入和导出可以使用Matlab内置的函数或者工具箱中的函数来导入和导出数据，常见的数据格式包括文本文件、Excel文件和图像文件等。
3.2 数据处理Matlab提供了丰富的数据处理函数，用于对数据进行加工、计算和分析，如统计分析、滤波和图像处理等。
3.3 数据可视化Matlab拥有强大的图形绘制功能，可以生成各种静态图和动态图，如散点图、折线图和柱状图等，以便更好地展示数据和分析结果。
第四章：数值计算本章将介绍Matlab中常用的数值计算方法和技巧，包括数值积分、方程求解和优化等。
MATLAB仿真及电子信息应用第1章 MATLAB简介
工作空间窗口(Workspace)
用来显示当前计算机内存中MATLAB变量的名称、类型、字 节数和数据结构。选中变量后，双击或右键单击可以修改变 量的内容。
当前目录窗口(Current Directory)
当前目录是指MATLAB运行文件时的工作目录，只有在当前 目录或搜索路径下的文件、函数才能被运行或调用。当需要 被执行的文件或函数不在当前目录时，可以使用cd命令将其 目录变成当前目录。
单击图中Simulink前的+图标， 可以在窗口右栏和Simulink目 录下浏览各个Simulink模块组。
• 基本模块及其功能
– Commonly Used Blocks：常用模块组。 包括输入（In1）、输出（Out）、接地（Ground）、 常数（Constant）、示波器（Scope）、复用（Mux）、 解复用（Demux）、求和（Sum）、相乘（Product）、 逻辑运算（Logical Operator）、积分（Integrator）等。 – Continuous：连续模块组。 包含积分（Integrator）、微分（Derivative）、状态方 程模型（State-Space）、传递函数模型（Transfer Fcn）、零-极点增益模型（Pole-Zero）、把输入信号 按给定时间做延迟（Transfer Delay）、把输入信号做 可变时间延迟（Variable Transport Delay）
然后单击图1-1中 的“Next”按钮， 将出现图1-2协议 基本信息对话框， 填入相应的内容；
单击“Next”按钮， 进入图1-3软件许 可协议对话框，选 中“yes”后；单击 “Next”按钮
进入图1-4安装类型选择对话框，有两个选项： “Typical”选项表示安装所有组件，是完全安装， “Custom”选项表示自定义安装，根据需要进行选 择，这里选择的是“Typical”完全安装，单击 “Next”按钮
Matlab基础知识点
MATLAB讲义第一章 MATLAB系统概述1.1 MATLAB系统概述MATLAB（MATrix LABoratory）矩阵实验室的缩写，全部用C语言编写。
特点：（1）以复数矩阵作为基本编程单元，矩阵运算如同其它高级语言中的语言变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用。
（2）语句书写简单。
（3）语句功能强大。
（4）有丰富的图形功能。
如plot,plot3语句等。
（5）提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数。
目前，有20多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控制系统、系统识别、最优化、神经网络的模糊系统等。
（6）易扩充。
1.2 MATLAB系统组成（1）MATLAB语言MATLAB语言是高级的矩阵、矢量语言，具有控制流向语句、函数、数据结构、输入输出等功能。
同时MATLAB又具有面向对象编程特色。
MATLAB语言包括运算符和特殊字符、编程语言结构、字符串、文件输入/输出、时间和日期、数据类型和结构等部分。
（2）开发环境MATLAB开发环境有一系列的工具和功能体，其中大部分具有图形用户界面，包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、帮助游览器、工作空间、文件和搜索路径等。
（3）图形处理图形处理包括二维、三维数据可视化，图像处理、模拟、图形表示等图形命令。
还包括低级的图形命令，供用户自由制作、控制图形特性之用。
（4）数学函数库有求和、正弦、余弦等基本函数到矩阵求逆、求矩阵特征值和特征矢量等。
MATLAB数学函数库可分为基本矩阵和操作、基本数学函数、特殊化数学函数、线性矩阵函数、数学分析和付里叶变换、多项式和二重函数等。
（5）MATLAB应用程序接口（API）MATLAB程序可以和C/C++语言及FORTRAN程序结合起来，可将以前编写的C/C++、FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。
1.3 MATLAB的应用范围包括：MATLAB的典型应用包括：●数学计算●算法开发●建模、仿真和演算●数据分析和可视化●科学与工程绘图●应用开发（包括建立图形用户界面）以矩阵为基本对象第二章 Matlab基础2.1 MATLAB快速入门（1）搜索路径搜索路径也被看作是MATLAB的路径，其包含的文件被认为在路径上。
matlab第1章 MATLAB概述
1.3 MATLAB帮助系统
❖ MATLAB的各个版本都为用户提供了非常详细的帮助系统， 可以帮助用户更好的了解和运用MATLAB。因此，不论用户 是否使用过MATLAB，是否熟悉MATLAB，都应该了解和掌 握MATLAB的帮助系统。
一、纯文本帮助
❖ MATLAB的所有命令、函数的M文件都有一个注释区。在该区中用纯文 本形式简要地叙述了该函数的调用格式和输入、输出变量的含义。该帮 助内容最原始，但也最真切可靠。每当MATLAB不同版本中的函数文件 发生变化时，该纯文本帮助也跟着同步更新。所以，纯文本帮助具有独 特的作用。
❖ 用户可以在MATLAB的命令窗口中输入命令“helpbrowser”或“helpdesk”或“doc” 来打开“帮助导航/浏览器”交互界面，如图所示。
1.4 MATLAB的工具箱
❖ 针对各个应用领域中的问题，MATLAB提供了许多实用函数，称为工具 箱函数。
❖ 目前，MATLAB提供了30多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控 制系统、非线性控制设计、鲁棒控制、系统辨识、最优化、神经网络、 模糊系统和小波等。它们提供了各个领域应用问题求解的便利函数，使 系统分析与设计变得更加简捷。
三、帮助导航/浏览器
❖ MATLAB中提供的帮组信息的“导航/浏览器”交互界面是MATLAB5.x以后的版 本的重要改进。这个交互界面主要有帮助导航和帮助浏览器两个部分组成。这个 帮助文件和M文件中的纯文本帮助无关，而是MATLAB专门设置的独立帮助系统。 该系统对MATLAB的功能叙述得全面、系统，而且界面友好，使用方便，是用 户查找帮助的重要途径。
❖ 在MATLAB中，以复数矩阵作为基本编程单元，使矩阵操作变得轻而易举 ❖ MATLAB语句书写简单，表达式的书写如同在稿纸中演算一样，与人们的手工
Matlab基础知识点
MATLAB讲义第一章 MATLAB系统概述1.1 MATLAB系统概述MATLAB（MATrix LABoratory）矩阵实验室的缩写，全部用C语言编写。
特点：（1）以复数矩阵作为基本编程单元，矩阵运算如同其它高级语言中的语言变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用。
（2）语句书写简单。
（3）语句功能强大。
（4）有丰富的图形功能。
如plot,plot3语句等。
（5）提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数。
目前，有20多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控制系统、系统识别、最优化、神经网络的模糊系统等。
（6）易扩充。
1.2 MATLAB系统组成（1）MATLAB语言MATLAB语言是高级的矩阵、矢量语言，具有控制流向语句、函数、数据结构、输入输出等功能。
同时MATLAB又具有面向对象编程特色。
MATLAB语言包括运算符和特殊字符、编程语言结构、字符串、文件输入/输出、时间和日期、数据类型和结构等部分。
（2）开发环境MATLAB开发环境有一系列的工具和功能体，其中大部分具有图形用户界面，包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、帮助游览器、工作空间、文件和搜索路径等。
（3）图形处理图形处理包括二维、三维数据可视化，图像处理、模拟、图形表示等图形命令。
还包括低级的图形命令，供用户自由制作、控制图形特性之用。
（4）数学函数库有求和、正弦、余弦等基本函数到矩阵求逆、求矩阵特征值和特征矢量等。
MATLAB数学函数库可分为基本矩阵和操作、基本数学函数、特殊化数学函数、线性矩阵函数、数学分析和付里叶变换、多项式和二重函数等。
（5）MATLAB应用程序接口（API）MATLAB程序可以和C/C++语言及FORTRAN程序结合起来，可将以前编写的C/C++、FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。
1.3 MATLAB的应用范围包括：MATLAB的典型应用包括：●数学计算●算法开发●建模、仿真和演算●数据分析和可视化●科学与工程绘图●应用开发（包括建立图形用户界面）以矩阵为基本对象第二章 Matlab基础2.1 MATLAB快速入门（1）搜索路径搜索路径也被看作是MATLAB的路径，其包含的文件被认为在路径上。
第一讲 MATLAB语言概述
1.1 MATLAB语言的发展
1984年，Little、Moler、Steve Bangert 合作，成立了MathWorks公司，并把 MATLAB正式推向市场。
内核采用C语言编写，而且除原有的数值 计算能力外，还新增了数据图视功能。
1.1 MATLAB语言的发展
MathWorks公司于1993年推出 MATLAB4.0版本，从此告别DOS版。
是一套高性能的数值计算和可视化数学 软件，“巨人肩上的工具 ” 优点：简洁、入门容易 难点：函数多。
1.2.1 起点高
每个变量代表一个数组（阵列） 每个元素都看作复数 所有运算都对复数数组有效 MATLAB自问世起，就以数值计算称雄 基本处理单位是复数数组 程序高度“向量化”，且易写易读
指令窗运行入门 指令窗操作要旨 历史指令窗口简介 当前目录和搜索路径 内存变量的查阅和删除 数据文件的存取 M脚本编写初步 MATLAB帮助方式概述
1.4.1 指令窗运行入门
学习MATLAB最基本的就是掌握指令窗的 操作
这一小节通过一些算例让大家对MATLAB 的使用方法有一个直观感受
1.4.1.1 指令窗简介
1.4.1.3 数值、变量和表达式
2.变量命名规则
变量名必须以字母开头，可以由字母、数字和 下划线组成，变量名中不能包含空格、运算符 和标点符号 变量名、函数名对字母大小写敏感
变量名的字符长度不应超过63个字符，第63个 字符之后的字符将被忽略
1.4.1.3 数值、变量和表达式
3.MATLAB默认的预定义变量
考核要求：不得缺勤，实验报告齐备
MATLAB经典教程(全)PPT课件
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信号时域分析和频域分析
时域分析
研究信号随时间变化的规律，包括波形、幅度、频率、相位等。
频域分析
将信号转换为频域表示，研究信号的频谱结构和频率特性，包括幅 度谱、相位谱、功率谱等。
时域与频域关系
时域和频域是信号分析的两个方面，它们之间存在对应关系，可以 通过傅里叶变换相互转换。
数字信号处理基础
数字信号表示
MATLAB工作环境与界面
MATLAB工作环境
包括命令窗口、工作空间、命令历史窗口、当 前文件夹窗口等。
界面介绍
详细讲解MATLAB界面的各个组成部分，如菜 单栏、工具栏、编辑器窗口等。
基本操作
介绍如何在MATLAB环境中创建、保存、运行脚本和函数，以及如何进行基本 的文件操作。
基本数据类型与运算
数据统计描述性分析
描述性统计量
介绍均值、中位数、众数、方差、标准差等常见 描述性统计量的计算方法和意义。
数据分布形态
通过直方图、箱线图等图形展示数据的分布形态 ，帮助用户了解数据的整体特征。
数据间关系
探讨协方差、相关系数等统计量在揭示数据间关 系方面的应用。
数据可视化方法
二维图形绘制
详细讲解MATLAB中二维图形的绘制方法，包括线图、散点图、 柱状图等。
特征值与特征向量
特征值与特征向量的定义
设A为n阶方阵，若存在数λ和n维非零向量x，使得Ax=λx ，则称λ为A的特征值，x为A的对应于特征值λ的特征向量 。
特征值与特征向量的性质
包括特征值的和等于方阵对角线元素之和、特征值的积等 于方阵的行列式等性质。
MATLAB求解
使用MATLAB内置函数`eig`求解方阵的特征值和特征向量 。
第1章matlab基础知识
2．Edit菜单
Undo：取消输入。 Redo：重新输入。 Cut：剪切。 Copy：复制。 Paste：粘贴。 Paste to Workspace：将所选内容粘贴到 工作空间。 Select All：全选。 Delete：删除。 Find：寻找。 Find Files：在指定的文件或路径中寻找。 Clear Command Window：清除命令窗口 中的显示。 Clear Command History：清除命令历史窗 口中的显示。 Clear Workspace：清除工作空间变量。
在命令窗口中运行的命令，都会被保留在Command History（命令历史）窗口中，并且标明指令运行 的日期和时间。
1.3.5 Workspace
用于存储各种变量 和结果的内存空间 ，其中显示了工作 空间中所有变量的 名称、大小、最大 及最小值，可以对 变量进行观察、编 辑、保存和删除等 操作。
（2）直观
程序语言设计符合人们的思维习惯和数学表达方式。 丰富的二、三维图形及动画，对计算结果进行可视化 显示，给用户以直观的认识。 Simulink的仿真环境，省去了用户画图布线的烦恼。
（3）简单
丰富的函数库和工具箱，使用户不必进行具体代码的 编写，只需调用简单的函数指令，就可以执行任务操 作，解决问题。 所有数值对象都默认以双精度浮点类型数组存储，无 须用户进行数据类型的声明和转换。
Save Layout：保存当前布局。 Organize Layout：组织布局。 Command Window：显示或隐藏命令窗口。 Command History：显示或隐藏命令历史窗口。 Current Folder：显示或隐藏当前文件夹。 Workspace：显示或隐藏工作空间。 Help：显示或隐藏帮助。 Profiler：显示或隐藏性能分析器。 File Exchange：用于实现文件的切换。 Editor：显示或隐藏编辑器。 Figures：显示或隐藏图形显示窗口。 Web Browser：打开网络浏览器。 Variable Editor：用于显示变量编辑器。 Comparison Tool：打开对照工具。 Toolbars：显示或隐藏工具栏。 Titles：显示或隐藏窗体标题。
1第一章 Matlab语言概述
（Ⅰ）基础篇第一章 Matlab语言概述§1.语言特点MATLAB是Mathworks公司于20世纪80年代推出的数值计算软件。
得到了广泛的应用。
MATLAB的全称是Mateix Laboratory，意思是矩阵实验室。
它是以矩阵运算为基础的新一代程序语言。
MATLAB是集数学运算、图形处理、程序设计和系统建模为一体的著名编程语言软件，它具有功能强大、使用简单等优点，是进行科学研究和工程实践的有力工具。
与Fortran和C相比，MATLAB语句更简洁、明了，更加符合人们的思维习惯。
并且还具有良好的数据可视化功能。
MATLAB包括两部分：基本部分-主要指数据计算和可视化功能。
扩展部分-主要指工具箱。
§2 基本操作和简单语句输入1. 简单语句输入（简单计算器用法）例1：计算a⨯y÷⨯=（a = 2，b =3，c = 5 ）+acbb[程序] 在命令窗口输入>> a=2;b=3;c=5;>> y=a*b+c*b/a 回车[输出] y =13.5000例2：计算64(tan3⨯+45)/2760cos[程序] >> (tan(pi/4)+cos(pi/3))*27^(1/3)/sqrt(64)ans =0.56252. 变量表达式数值（1）变量* matlab语句一般形式为：变量=表达式（或数），若变量和“=”省略，输出时自动建立“ans”默认变量。
* 对大小写敏感，如sqrt（平方根）对，而SQRT，Sqrt全错。
* 变量名第一个字符必须是英文字母，最多可包含31个字符，（含英文、数字、下连符）。
不得包含空格和标点。
* 系统遇到一个新变量名时，它会自动生成变量，若该变量早已存在，系统会自动更新内容。
表1-1 默认预定义变量（永久变量）例3：无穷大的使用>> x =1/0Warning: Divide by zero.x =Inf* 在MATLAB中这样的操作不会引起程序执行中断，只是在给出警告信息的同时，用一个特殊的符号Inf来表示。
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MATLAB2009从入门到精通
课程主要内容•第1章MATLAB简介
•第2章数值运算
•第3章单元数组和结构
•第4章字符串
•第5章符号运算
•第6章MATLAB绘图基础
•第7章程序设计
•第8章计算方法的MATLAB实现•第9章优化设计
•第10章SIMULINK仿真初探
第1章MATLAB简介
•MATLAB是一种高效能的、用于科学和技术计算的计算机语言。
它将计算、可视化和编程等功能集于一个易于使用的环境。
MATLAB是一个交互式系统（写程序与执行命令同步），其基本的数据元素是没有维数限制的阵列，因此采用MATLAB编制包含矩阵和向量问题的程序时比采用只支持标量和非交互式的编程C或FORTAN语言更加方便。
MATLAB 的全名是Matrix Laboratory，意思是矩阵实验室，是由MathWorks公司推出的。
1.1 概述
•MATLAB语言的优点：
•(1)简单易学；
•(2)代码短小高效，只需熟悉算法特点、使用场合、函数调用格式和参数意义，不必花大量时间纠缠具体算法；
•(3)计算功能非常强大；
•(4)强大的图形表达功能；
•(5)可扩展性能。
•MATLAB的一个重要特色：
•它有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱（toolbox）的特殊应用子程序。
工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号
处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。
1.2 运行环境
•MATLAB提供两种运行方式：•一是命令行方式；
•二是M文件方式。
•具体情况见下面的两幅图。
命令行运行方式
M文件输入方式
主界面功能介绍
•命令窗口右侧是工作空间窗口，其中包括变量名、变量数组大小、变量字节大小和变量类型。
双击该变量会出现该变量的详细信息。
•命令历史窗口显示所有执行过的命令，可以双击再次执行。
当前目录窗口显示当前目录下所有文件类型和最后修改时间。
1.3 MATLAB2009的通用命令
1.4 MATLAB的帮助系统
•命令行中输入help，列出所有函数类别和工具箱的名称和功能。
命令行中输入help+工具箱名或函数名，可以显示对应的功能信息。
•单击工具条上的问号按钮或单击Help菜单中的MATLAB Help项，可以打开联机帮助窗口。
•helpdesk和helpwin或doc产生联机帮助。
•单击Help菜单中的Demos项或直接在命令窗口输入Demos，可以进行演示。
•lookfor函数的用法，lookfor+关键字，这样可以避免新学者不知道函数名而束手无策。
谢谢！。