MATLAB編程與應(yīng)用系列-第1章 MATLAB概述

本系列教程來(lái)源于出版設(shè)計(jì)《基于MATLAB編程基礎(chǔ)與典型應(yīng)用書(shū)籍》，如涉及版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系：156204968@qq.com。 出版社：人民郵電出版社， 頁(yè)數(shù)：525。

本系列教程目前基于MATLABR2006a，可能對(duì)于更高級(jí)版本的功能和函數(shù)有差異，教程中如有問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系：156204968@qq.com

在科學(xué)研究和工程計(jì)算領(lǐng)域經(jīng)常會(huì)遇到一些非常復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題，利用計(jì)算器或手工計(jì)算是無(wú)法勝任的，只能借助計(jì)算機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，MATLAB正是解決這樣復(fù)雜計(jì)算問(wèn)題的強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算軟件。MATLAB將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起，提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作。本章將對(duì)MATLAB進(jìn)行簡(jiǎn)要的概述，讓用戶(hù)對(duì)MATLAB有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，為逐步深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本章包括以下內(nèi)容：

• MATLAB簡(jiǎn)介?
• MATLAB的安裝
• MATLAB的啟動(dòng)與退出
• MATLAB的運(yùn)行環(huán)境
• MATLAB的幫助系統(tǒng)
• MATLAB R2006a的新特點(diǎn)

1.1 MATLAB簡(jiǎn)介

MATLAB的名字是由MATrix和LABoratory兩詞的前三個(gè)字母組合而成。它是一個(gè)可視化的計(jì)算程序，被廣泛地使用于各種計(jì)算機(jī)上。
MATLAB具有用法簡(jiǎn)單、適用范圍廣、程式結(jié)構(gòu)強(qiáng)又兼具有開(kāi)放性和延展性等特點(diǎn)。它的特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面。
（1）數(shù)值運(yùn)算功能強(qiáng)
在MATLAB環(huán)境中，有超過(guò)500種數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)、科學(xué)及工程方面的函數(shù)可使用，函數(shù)的標(biāo)示自然，使得問(wèn)題和解答像數(shù)學(xué)式子一般簡(jiǎn)單明了，讓使用者可以全力發(fā)揮在解題方面，而不是浪費(fèi)在電腦操作上。
（2）先進(jìn)的資料視覺(jué)化功能
MATLAB具有強(qiáng)有力的二維、三維圖形工具。MATLAB的物件導(dǎo)向圖形架構(gòu)讓使用者可執(zhí)行視覺(jué)數(shù)據(jù)分，并制作高品質(zhì)的圖形，完成科學(xué)性或工程性圖文并茂的文章。
（3）高階但簡(jiǎn)單的程式環(huán)境
做為一種直譯式的程式語(yǔ)言，MATLAB容許使用者在短時(shí)間內(nèi)寫(xiě)完程式，所花的時(shí)間約為用FORTRAN或C語(yǔ)言的幾分之一，而且不需要編譯及聯(lián)結(jié)即能執(zhí)行，同時(shí)包含了更豐富、更易用的內(nèi)建功能。
（4）開(kāi)放及可延伸的架構(gòu)
MATLAB的大多數(shù)核心文件和工具箱文件都是開(kāi)放的，容許使用者接觸大多數(shù)文件的源代碼，還可以更改現(xiàn)存函數(shù)，甚至加入自己的函數(shù)使MATLAB成為使用者所需要的環(huán)境。
（5）豐富的程式工具箱
MATLAB的工具箱提供了使用者在特別應(yīng)用領(lǐng)域所需的許多函數(shù)?，F(xiàn)有工具箱包括符號(hào)運(yùn)算、影像處理、統(tǒng)計(jì)分析、訊號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)路、模擬分析、控制系統(tǒng)、即時(shí)控制、系統(tǒng)確認(rèn)、強(qiáng)建控制、弧線(xiàn)分析、最佳化、模糊邏輯、mu分析及合成和化學(xué)計(jì)量分析等。

1.2 MATLAB的安裝

1.3 MATLAB的啟動(dòng)與退出

MATLAB 2006a的啟動(dòng)和退出，根據(jù)使用系統(tǒng)的不同有著不同的操作。
（1）啟動(dòng)
在Windows和Macintosh系統(tǒng)中，程序通常通過(guò)雙擊圖標(biāo)而啟動(dòng)（桌面上的快捷方式或者開(kāi)始菜單中的程序）。
在UNIX系統(tǒng)中，程序是通過(guò)在命令行系統(tǒng)提示符后鍵入如下字符啟動(dòng)：
matlab
當(dāng)啟動(dòng)MATLAB時(shí)，如果matlabrc.m和startup.m文件存在，則執(zhí)行這些文件。在這些文件中，為滿(mǎn)足個(gè)人需要，用戶(hù)可以給定命令以調(diào)整MATLAB，在提示符>>后鍵入相關(guān)命令。
（2）退出
如果要退出MATLAB系統(tǒng)可以直接在命令窗口中輸入quit命令并回車(chē)來(lái)退出當(dāng)前系統(tǒng)。
quit
另外還可以通過(guò)選擇主菜單“文件”下的“quit”選項(xiàng)或直接點(diǎn)擊MATLAB主窗口右上角的關(guān)閉按鈕來(lái)當(dāng)前系統(tǒng)。如果想要終止MATLAB正在運(yùn)行的命令或程序，可以同時(shí)按下‘CTRL’和‘c’鍵。MATLAB將停止正在運(yùn)行的所有工作，并且在屏幕上給出提示符，等待用戶(hù)輸入。

注意：命令應(yīng)在提示符>>后鍵入，在本書(shū)后面的其他章節(jié)中凡是要求輸入命令的均是輸入提示符>>后的字符。

1.4 MATLAB的運(yùn)行環(huán)境

1.4.1MATLAB的工作界面

MATLAB提供了【File】、【Edit】、【Debug】、【Desktop】、【W(wǎng)indow】和【Help】菜單。下面對(duì)【File】、【Edit】和【Desktop】菜單進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。

（1）File菜單欄主要負(fù)責(zé)新建M文件，圖形窗口，仿真模型和GUI設(shè)計(jì)模型，以及數(shù)據(jù)導(dǎo)入，路徑和屬性設(shè)置以及退出等功能，具體各命令的功能對(duì)照表1.1所示。
（2）【Edit】菜單如圖\所示，【Edit】菜單的各菜單項(xiàng)與Windows的【Edit】菜單相似；【Paste to Workspace】可以用來(lái)打開(kāi)數(shù)據(jù)輸入向?qū)?duì)話(huà)框“Import Wizard”，將剪貼板的數(shù)據(jù)輸入到MATLAB工作空間中。
###1.4.2 命令窗口
【例1.1】簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算
在命令窗口中輸入以下內(nèi)容：
>>A=[11 12 13;21 22 23; 31 32 33] %創(chuàng)建矩陣A
按回車(chē)，得出如下結(jié)果：
A =<br/>11 12 13<br/>21 22 23<br/>31 32 33
繼續(xù)輸入指令：
>> B=A*2
按回車(chē)，得出如下結(jié)果：
B =<br/>22 24 26<br/>42 44 46<br/>62 64 66

注意：（1）每行命令的后面如果加上“；”符號(hào)表示這行命令的計(jì)算結(jié)果不顯示，否則默認(rèn)每行命令所產(chǎn)生的變量結(jié)果都顯示。
（2）MATLAB命令窗口中可以使用連續(xù)3個(gè)或3個(gè)以上的黑點(diǎn)“…”來(lái)表示續(xù)行，即表示下一行是這一行的繼續(xù)，但要注意，在Notebook中運(yùn)行不能使用續(xù)行號(hào)，要任其自動(dòng)回繞。
（3）符號(hào)“%”表示其之后的內(nèi)容為注釋?zhuān)绦驅(qū)⒉挥枰杂?jì)算。

通過(guò)例1.1可以看出命令窗口的使用方法，接下來(lái)介紹關(guān)于命令的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
（1）輸出格式的重新定義
命令窗口中數(shù)值的輸出格式根據(jù)數(shù)值類(lèi)型的不同顯示不同的格式。當(dāng)需要顯示的數(shù)值為整數(shù)時(shí)，則以整數(shù)形式顯示；當(dāng)需要顯示的數(shù)值為實(shí)數(shù)時(shí)，則以小數(shù)后4位的精度近似顯示，即以“短(Short)”格式顯示，如果數(shù)值的有效數(shù)字超出了這一范圍，則以科學(xué)計(jì)數(shù)法顯示結(jié)果。

用戶(hù)可以根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的顯示要求來(lái)更改輸出數(shù)據(jù)的顯示格式。第一種方法是，選擇【File】菜單的【Preferences】命令，在彈出的“Preferences”對(duì)話(huà)框中，選擇“Command Window”項(xiàng)，并對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行修改，

另外一個(gè)方法是在MATLAB工作空間中執(zhí)行format命令，可以重新定義輸出格式。MATLAB提供的輸出格式有以下幾種.

（2）常見(jiàn)的通用操作指令
MATLAB提供了一些基本的操作指令，例如查看、保存或刪除當(dāng)前工作空間中的變量等，熟悉和掌握這些通用的基本的操作指令，對(duì)后面的學(xué)習(xí)將會(huì)提供很大的幫助。表1.4列出了一些常見(jiàn)的通用操作指令及其具體含義。

（3）常見(jiàn)的指令行編輯操作
常見(jiàn)的命令窗口中指令行的編輯操作方法及其具體含義見(jiàn)表1.5所示。
表1.5 命令窗口中實(shí)施指令行編輯的常用操作鍵

（4）命令窗口中的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)
標(biāo)點(diǎn)符號(hào)在MATLAB中具有重要的地位，在使用過(guò)程中讀者一定要注意。各標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的功能見(jiàn)表1.6所示。

表1.6 MATLAB常用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的功能

注意：以上的符號(hào)一定要在英文狀態(tài)下輸入，因?yàn)镸ATLAB不能識(shí)別中文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。

作者：德特?cái)?shù)據(jù)
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