第1章MATLAB软件介绍及入门知识.doc

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1、第1章MATLAB软件介绍及入门知识MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。1.1MATLAB入门认识MATLAB的基本单位是矩阵，它的表达式与数学、工程计算中常用的形式十分相似，极大地方便了用户学习和使用，故MATLAB深受用户欢迎。在欧美一些高等院校，MATLAB已成为高等数学、线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理等课程的基本工具和攻读学

2、位的本科生、硕士生和博士生必须掌握的技能。在设计和科研部分，MATLAB被广泛用来研究与解决各种工程问题。由于MATLAB功能强大、灵活性好、可信度高，加上软件本身简单易学，已经成为国际最流行的科学与工程计算软件之一。MATLAB以模块化的计算方法、可视化与智能化的人机交互功能、丰富的矩阵运算、图形绘制和数据处理函数，以及模块化图形的动态系统仿真工具Simulink，成为控制系统设计和仿真领域最受欢迎的软件系统。在欧美大学的应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书中，都把MATLAB作为其中

3、的内容，并且MATLAB是攻读学位的本科生、硕士生和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。在许多国际学术刊物上（尤其是信息科学刊物），都可以看到有关MATLAB应用的内容。在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认为是进行高效研究、开发的首选软件工具，如美国NationalInstruments公司信号测量分析软件LabVIEW，Cadence公司信号和通信分析设计软件SPW等，都是以MATLAB为主要支撑的。1.1.1MATLAB基本功能MATLAB与Mathematica、Maple并称为三

4、大数学软件。它在数学类科技应用软件中的数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、链接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解决问题要比用C、FORTRAN等语言简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C、FORTRAN、C++和JAVA的支持。可以直接调用，用户也

5、可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载。1.1.2MATLAB的特点MATLAB集计算、可视化及编程于一身。在MATLAB中，无论是问题的提出还是结果的表达都采用我们习惯的数学描述方法，而不需要用传统的编程语言进行前后处理。这一特点使MATLAB成为了数学分析、算法开发及应用程序开发的良好环境。MATLAB是MathWorks产品家族中所有产品的基础，其主要特点如下。1．高效方便的矩阵的数组运算MATLAB语言像BASIC、FORTRAN和C语言一样规定

6、了矩阵的算术运算、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符以及赋值运算符，而且这些运算符大部分可以照搬到数组的运算，如算术运算符只要增加“.”就可以用于数组间的运算，并且不需要定义数组间的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在解决数字信号处理、建模、系统识别、自动控制、优化等领域的问题时，显得十分简洁、高效，具有其他高级语言不可比拟的优势。2．直观灵活的语言MATLAB不仅仅是一套打包好的函数库，同时也是一种高级的、面向对象的编程语言。使用MATLAB可事半功倍地开发自己的程序。MATLAB自身的许多函数（包括所有的工具箱函数），都是用.m文件

7、实现的。3．编程效率高MATLAB语言简洁紧凑，使用灵活方便，程序书写形式自由。库函数非常丰富，避免了繁杂的子程序编程任务，省去了一切不必要的工作。由于库函数都是由本领域的专家编写，在可靠性和算法的高效性上有很好的保证。可以说，使用MATLAB进行科技开发是在吸取专家经验的基础上进行的。4．出色的图形处理功能MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图像处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很

8、大的改进和完善，与一般数据可视化软件相比，其功能更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处