矩阵特征值与特征向量计算的matlab gui设计文献综述

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1、矩阵特征值与特征向量计算的MATLABGUI设计文献综述文献综述矩阵特征值与特征向量计算的MATLABGUI设计一、前言部分MATLAB语言是性能卓著的实验“仪器”,是一款功能强大的。用它能能送的进行各种数学计算和符号演算,绘制多种可视化图形[1]。MATLAB是一种数值计算环境和编程语言,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB基于矩阵运算,具有强大的数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示功能,其强大的数据处理能力和丰富的工具箱使得它的编程极为简单。MATLAB既能进行科学计算,

2、又能开发出所需要的图形界面。图形用户界面(GUI)是由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象(Objects)构成的一个用户界面。用户通过一定的方法选择、激活这些图形对象,是计算机产生某种动作或变化,比如实现计算、绘图等[2]。由于计算机的发展和普及,科学计算已经成为解决各类科学技术问题的重要手段。因此,掌握科学计算的基本原理和方法是当今科学技术工作者不可缺少的本领和技能之一。求特征问题是科学与工程中提出的一类重要数学问题。如动力学系统和结构系统中的振动问题,需要求系统的频率与振幅,又如物理学中的某些

3、临界值的确定等[3]。二、主题部分2.1MATLAB软件介绍2.1.1MATLAB软件概况[4、5]“MATLAB”是“MatrixLaboratory”的缩写。MATLAB的第一个版本是LINPACK和EISPACK库的程序的一个接口,用来分析线性方程组。随着MATLAB的演化,除了线性代数外,它还支持许多其他的程序。MATLAB的核心仍然是基于命令行的交互式分析工具。用户可以用类Fortran语言扩展交互环境。交互环境中的程序以命令行的形式执行。MATLAB用户接口包括下拉菜单和对话框,任何个人电

4、脑使用者对这一接口都很熟悉。菜单命令支持文件操作、打印、程序编辑和用户接口定制。MATLAB的数值计算是通过在命令窗口输入命令,并不是通过菜单操作进行的。MATLAB是一个基本的应用程序,它有一个称为标准工具箱的巨大程序模块库。MATLAB工具箱包括解决实际问题的扩展库,如:求根、插值、数值积分、线性和非线性方程组求解以及常微分方程组求解。由于继承了LINPACK、EISPACK和LAPACK的特性,MATLAB对数值线性代数来说是一个高可靠的优化系统。许多数值作业能够用线性代数语言精确地表示。MAT

5、LAB和线性代数的密切关系是程序员能够用很短的MATLAB语言来解决复杂的数值作业。标准工具箱还包括数据可视化的扩展图形库,有简单的点、线和复杂的三维图形和动画。所有的MATLAB程序都可以使用这些函数,这样就可以在所有程序和程序集中分析并生成达到出版质量的图示。对图形的快速访问能有效地提高用户的效率。诊断点有助于调试程序和检验算法是否正确执行。低级的图形函数为自定义图形用户接口的分析代码提供了扩展空间。除了标准工具箱,可以使用其他的工具箱,如:信号处理、图像处理、优化、统计分析、偏微分方程的求解和许

6、多数值计算的应用。2.1.2MATLAB语言特点[6、7]MATLAB语言有不同于其他高级语言的特点,它被称为第四代计算机语言,MATLAB语言的最大特点就是简单和直接。正如第三代计算机语言使人们摆脱对计算机硬件操作一样,MATLAB语言使人们从烦琐的程序代码中解放出来。它丰富的函数使开发者无须重复编程,只要简单的调用和使用即可。MATLAB语言的主要特点可概括如下:(1)以矩阵和数组为基础的运算MATLAB是以矩阵为基础的,不需要预先定义变量和矩阵包括数组的维数,可以方便地进行矩阵的算术运算、关系运

7、算和逻辑运算等。(2)简单易学,使用方便MATLAB被称为“草稿式”语言,这是因为其函数名和表达更接近我们书写计算公式的思维表达方式,编写MATLAB程序犹如在草稿纸上排列公式与求解问题,因此可以快速地验证工程技术人员的算法。此外MATLAB还是一种解释性语言,不需要专门的编译器。(3)强大的图形技术MATLAB具有非常强大的以图形化显示矩阵和数组的能力,同时它能给这些图形增加注释并且打印这些图形。MATLAB的图形技术既包括一些可以方便产生二维、三维科技专业图形的高级绘图函数,又包括一些可以让用户灵

8、活控制图形特点的低级绘图命令。另外,用户还可以利用MATLAB的句柄图形技术创建图形用户界面。4编程效率极高MATLAB是一种面向科学和工程计算的高级语言。它以矩阵运算为基础,极少的代码即可实现复杂的功能。5可扩充性强,具有方便的应用程序接口MATLAB不仅有着丰富的库函数,在进行复杂的数学运算时可以直接调用。而且用户还可以根据需要方便地编写和扩充新的函数库。通过混合编程用户可以方便地在MATLAB环境中调用其他用Fortran或者C语言编写的代码,也可