【正文】 RTRAN程序，從而使 MATLAB與 C、 FORTRAN程序結(jié)合起來。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 27 6． 三維可視化 MATLAB提供了一組繪制二維曲面和三維曲線的函數(shù) ， 它們還可以對圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 、 縮放等操作 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 26 5． 圖形處理 MATLAB包含有豐富的圖形處理能力，提供了繪制各種圖形、圖像數(shù)據(jù)的函數(shù)。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 25 4． 文件 I/O MATLAB提供了一組讀寫文件的命令 ，文件類型可以是各種常用的格式 . 例如 ?.m、 .mdl、 .mat、 .fig、 .pdf、 .html文件和普通的文本文件等 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 24 3． 編程與數(shù)據(jù)類型 MATLAB提供了許多種數(shù)據(jù)類型，例如整型、雙精度、字符、結(jié)構(gòu)型等，以方便用戶選擇使用。 MATLAB系統(tǒng)將程序編輯器、調(diào)試器、執(zhí)行器集成在一起，使用戶編寫程序簡單、直觀，調(diào)試程序方便，運行程序迅速，結(jié)果顯示直觀。 MATLAB給用戶提供了廣闊的擴(kuò)展空間，用戶可以很容易地編寫出適合于自己和專業(yè)特點的 M文件，供自己或同伴使用，這實際上就是擴(kuò)展了 MATLAB的系統(tǒng)功能。 它們提供了各個領(lǐng)域應(yīng)用問題求解的便利函數(shù) ， 使系統(tǒng)分析與設(shè)計變得更加簡捷 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 18 (5) ?MATLAB提供了許多面向應(yīng)用問題求解的工具箱函數(shù) ， 從而大大方便了各個領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的使用 。 MATLAB系統(tǒng)本身是一個 Windows下的具有良好用戶界面的系統(tǒng)，而且提供了豐富的圖形界面設(shè)計函數(shù)，如提供了專門用于繪制二維曲線的 plot函數(shù)，用于繪制三維曲線的 plot3函數(shù)。 例如求解 FFT問題時 ， MATLAB， 僅需幾條語句 ， C語言實現(xiàn)時需要幾十條語句 ， 匯編語言實現(xiàn)則需 3000多條語句 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 13 錯誤，未考慮矩陣是否可乘 如何編寫一個能求出兩個矩陣相乘的計算機(jī)通用子程序？ 該程序正確嗎？ 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 14 是否正確？ 錯誤，未考慮其一為標(biāo)量 加入標(biāo)量判定，是否就是通用程序了？ 錯誤，應(yīng)考慮其一或二者為復(fù)數(shù)矩陣 可見，用最底層的編程語言需要考慮的內(nèi)容要 多得多，所以調(diào)試起來不容易，容易出現(xiàn)漏洞 而 MATLAB 實現(xiàn)： C=A*B 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 15 (2) ?MATLAB語句書寫簡單，表達(dá)式的書寫如同在稿紙中演算一樣，與人們的手工運算相一致，容易為人們所接受。 (1) 在 MATLAB中 ， 以復(fù)數(shù)矩陣作為基本編程單元 ， 使矩陣操作變得輕而易舉 。第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 1 MATLAB程序設(shè)計 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 2 ? 定位：公共選修課 ? 目標(biāo)：了解 MATLAB，能熟練掌握數(shù)學(xué)（矩陣）運算，簡單編程，簡單的數(shù)據(jù)處理及基本圖形繪制 . ? 教材（參考書）： MATLAB程序設(shè)計語言 樓天順等 西安電子科技大學(xué)出版社 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 3 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 MATLAB的特點 MATLAB的系統(tǒng)組成 MATLAB的搜索路徑 MATLAB的工作空間 MATLAB的集成環(huán)境 MATLAB的通用命令 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 4 引言 一、 MATLAB語言的發(fā)展 取名 MATLAB即 Matrix Laboratory 即“矩陣實驗室”的意思 設(shè)計者的初衷是為解決“線性代數(shù)”課程的矩陣運算問題 matlab語言是由美國新墨西哥大學(xué)計算機(jī)系系主任 Clever Moler博士于 20世紀(jì) 70年代開發(fā)的 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 5 1983年，開發(fā)了第 2代 MATLAB 1984年，成立了 MATH WORKS公司，繼續(xù) MATLAB軟件的研發(fā) 1993年， MATH WORKS公司推出了 2020年， MATH WORKS公司推出了 2020年， MATH WORKS公司推出了 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 6 MATLAB已經(jīng)不僅僅是一個“矩陣實驗室”了，它集科學(xué)計算、圖象處理；聲音處理于一身，并提供了豐富的Windows圖形界面設(shè)計方法 MATLAB語言是功能強(qiáng)大的計算機(jī)高級語言 , 成功地應(yīng)用于各工程學(xué)科的研究領(lǐng)域 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 7 MATLAB在美國已經(jīng)作為大學(xué)工科學(xué)生必修的計算機(jī)語言之一 (C, FORTRAN, ASSEMBLER, MATLAB) 近年來， MATLAB語言已在我國推廣使用，現(xiàn)在已應(yīng)用于各學(xué)科研究部門和許多高等院校 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 8 它將一個優(yōu)秀軟件的易用性與可靠性、通用性與專業(yè)性 、一般目的的應(yīng)用與高深的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用有機(jī)的相結(jié)合 MATLAB是一種直譯式的高級語言，比其它程序設(shè)計語言容易掌握 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 9 MATLAB語言與其它語言的關(guān)系仿佛和 C語言與匯編語言的關(guān)系一樣 計算機(jī)語言的發(fā)展 數(shù)值運算 解析運算 管理、可視化 智能化 標(biāo)志著計算機(jī)語言向“智能化”方向發(fā)展，被稱為第四代編程語言。 第一代機(jī)器語言 ,指令用二進(jìn)制編碼 . 第二代匯編語言 ,指令用助記符表示 . 第三代高級語言 ,如 BASIC PASCAL C語言等 . 第四代是模塊化語言 如 matlab ,owerBuilder Delphy 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 10 MATLAB已經(jīng)不僅僅是一個“矩陣實驗室”了，它集科學(xué)計算、圖象處理；聲音處理于一身，并提供了豐富的Windows圖形界面設(shè)計方法 MATLAB語言是功能強(qiáng)大的計算機(jī)高級語言 , 它以超群的風(fēng)格與性能風(fēng)靡全世界 , 成功地應(yīng)用于各工程學(xué)科的研究領(lǐng)域 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 11 二、 matlab能在各領(lǐng)域做什么 ? 數(shù)學(xué)教學(xué)，特別是線性代數(shù) ? 數(shù)值分析和科學(xué)計算方面的教學(xué)與研究 ? 電子學(xué)、控制理論和物理學(xué)等工程和科學(xué) 學(xué)科方面的教學(xué)與研究 ? 經(jīng)濟(jì)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域中的教學(xué)與研究 ? ……………( 可以用數(shù)學(xué)建模的學(xué)科 ) 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 12 MATLAB的特點 MATLAB之所以為廣大讀者所喜愛 ， 是因為它具有其它語言所不具備的特點 。 MATLAB中矩陣操作如同其它高級語言中的變量操作一樣方便 ， 而且矩陣無需定義即可采用 ， 可隨時改變矩陣的尺寸 ， 這在其它高級語言中是很難實現(xiàn)的 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 16 (3) ?MATLAB語句功能強(qiáng)大 ， 一條語句往往相當(dāng)于其它高級語言中的幾十條 、 幾百條甚至幾千條語句 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 17 (4) ?MATLAB系統(tǒng)具有豐富的圖形功能。 在工具箱函數(shù)中，有些函數(shù)本身可提供良好的圖形功能，如 step函數(shù)可計算指定系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，并直接在屏幕窗口中繪制出系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。 目前 ， MATLAB提供了 30多個工具箱函數(shù) ，如信號處理 、 圖像處理 、 控制系統(tǒng) 、 非線性控制設(shè)計 、 魯棒控制 、 系統(tǒng)辨識 、 最優(yōu)化 、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 、 模糊系統(tǒng)和小波等 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 19 (6) ?MATLAB的易擴(kuò)展性是最重要的特性之一，也是 MATLAB得以廣泛應(yīng)用的原因之一。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 20 MATLAB的系統(tǒng)組成 MATLAB的主要組成 按照功能劃分， MATLAB主要組成部分包括： 開發(fā)環(huán)境、 數(shù)學(xué)函數(shù)庫、 編程與數(shù)據(jù)類型、 文件 I/O、 圖形、 三維可視化、 創(chuàng)建圖形用戶界面 外部接口 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 21 圖 MATLAB的系統(tǒng)組成 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 22 1． MATLAB的開發(fā)環(huán)境 MATLAB的工作環(huán)境是一個界面友好的窗口，它提供了一組實用工具函數(shù)，利用這些函數(shù)可以管理工作空間中的變量、輸入 /輸出數(shù)據(jù)，也可以開發(fā)、管理、調(diào)試 M文件。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 23 2． MATLAB的數(shù)學(xué)函數(shù)庫 MATLAB提供了許多數(shù)學(xué)函數(shù) ， 它們是內(nèi)部函數(shù) ， 例如有求和 、 正弦 、 余弦等基本函數(shù) ， 也包含許多復(fù)雜函數(shù) ， 例如矩陣求逆 、 FFT等函數(shù) 。這里還包含運算所需的操作符和 MATLAB的編程技術(shù)。 注意 ， .dat文件可以采用 load命令直接讀取 。 另外，它還包括一些低級的圖形命令，可以供用戶自己制作、控制圖形特性之用。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 28 7． 創(chuàng)建圖形用戶界面 為用戶設(shè)計圖形用戶界面提供方便，這些函數(shù)可以用于窗口設(shè)定、修改屬性等操作。對熟悉 C和 FORTRAN語言編程的人來說，可輕而易舉地將以前編寫的 C、 FORTRAN語言程序移植到 MATLAB中。 價格比較貴 一般的用戶可能支付不起它的高昂費用。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 31 MATLAB的重要部件 MATLAB系統(tǒng)提供了兩個重要部件： Simulink和Toolboxes， 它們在系統(tǒng)和用戶編程中占據(jù)著重要的地位 。 在 Simulink交互式系統(tǒng)中，可利用直觀的方框圖構(gòu)建動態(tài)系統(tǒng)，然后采用動態(tài)仿真的方法得到結(jié)果。 MATLAB之所以能得到廣泛應(yīng)用 ， 源于 MATLAB眾多的工具箱函數(shù)給各個領(lǐng)域應(yīng)用人員帶來的方便 。 例 :當(dāng)用戶輸入一個標(biāo)識符 (比如 Value)時 ， MATLAB按下列步驟處理： (1) 檢查 Value是否為變量 。 (3) 在當(dāng)前工作目錄下是否存在 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 37 圖 搜索路徑管理窗口 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 38 ★ what命令可顯示出搜索路徑上的文件名 : what %顯示出當(dāng)前目錄 what matlab/design %顯示 matlab\design目錄中的文件目錄 ★ type命令顯示出文件的內(nèi)容 可采用 ， 例如 ， 可輸入 type value %顯示 ★ edit命令對文件進(jìn)行編輯 edit value %對文件 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 39 MATLAB的工作空間 1． 工作空間瀏覽器 在 MATLAB環(huán)境下，輸入命令可以在工作空間中建立一些變量。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 40 在工作空間的菜單條中，有四個按鈕，依次為 “ 裝入數(shù)據(jù)文件 ” 、“ 保存工作空間 ” 、 “ 打開變量顯示 ” 和 “ 刪除變量 ” ，可以用來對工作空間中的變量進(jìn)行操作。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 41 2． 顯示 、 清除變量 who和 whos命令可在命令窗口中顯示出工作空間中的變量列表 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 42 3． 保存和恢復(fù)工作空間 save命令和 load命令 save命令可用來保存整個工作空間或者其中的一部分變量 ， 相應(yīng)的 load命令可以恢復(fù)所保存的變量 ,load命令將 mat文件 (二進(jìn)制文件 )恢復(fù)到整個工作空間里 。 第一章 MATLAB系統(tǒng)概述 44 使用 save和 load命令的說明 : save和 load命令中 ， 文件名 、 變量名可以用字符串表示 ，這時我們將 save和 load看作函數(shù)來調(diào)用 ， 例如： save(39。 39。 39。)