matlab特点及应用领域

1、MATLAB是由美国 mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩 阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模与仿真等诸 多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面 的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言 （如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先 进水平。MATLAB与 Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB以进行矩阵运算、绘制函数与数据、实

2、现算法、创建用户界面、连matlab开发工作界面接其她编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号 处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB勺基本数据单位就是矩阵，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来解算问题要比用 C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收 了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对 C FORTRANC+ , JAVA的支持。可以直 接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATL

3、AB爱好者都编写了一些经 典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。一种语言之所以能如此迅速地普及，显示出如此旺盛的生命力，就 是由于它有着不同于其她语言的特点。 正如同FORTRA与C等高级语言 使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样，被称作为第 四代计算机语言的MATLAB利用其丰富的函数资源，使编程人员从繁 琐的程序代码中解放出来。MATLA的最突出的特点就就是简洁。MATLA用更直观的、符合人们思维习惯的代码，代替了 C与FORTRAN 言的冗长代码。MATLA给用户带来的就是最直观、最简洁的程序开发 环境。以下简单介绍一下MATLABJ主要特点。语言简洁紧凑，使用方便灵活，库

4、函数极其丰富。MATLA程序书 写形式自由，利用其丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。可以说，用MATLA进行科技开发就是站在专 家的肩膀上。具有FORTRA与 C等高级计算机语言知识的读者可能已经注意到， 如果用FORTRA或 C语言去编写程序，尤其当涉及矩阵运算与画图时， 编程会很麻烦。例如,如果用户想求解一个线性代数方程，就得编写一 个程序块读入数据，然后再使用一种求解线性方程的算法（例如追赶 法）编写一个程序块来求解方程，最后再输出计算结果。在求解过程中,最麻烦的要算第二部分。 解线性方程的麻烦在于

5、要对矩阵的元素作循 环, 选择稳定的算法以及代码的调试都不容易。即使有部分源代码,用户也会感到麻烦 , 且不能保证运算的稳定性。解线性方程的程序用FORTRA与C这样的高级语言编写至少需要好几十行。再如用双步QR 方法求解矩阵特征值，如果用FORTRA编写，至少需要四百多行，调试 这种几百行的计算程序可以说很困难。以下为用MATLA编写以上两个小程序的具体过程。用MATLA求解下列方程，并求矩阵A的特征值。32 13 4567123 79 85122Ax b, 其中:,b43 23 54653解为：x=A b;设A的特征值组成的向量为4e, e=eig（ A。可见,MATLA 的程序极其简短。

6、更为难能可贵的就是,MATLAB甚至 具有一定的智能水平，比如上面的解方程,MATLA会根据矩阵的特性 选择方程的求解方法，所以用户根本不用怀疑MATLA的准确性。运算符丰富。由于MATLA就是用C语言编写的,MATLA提供了与C 语言几乎一样多的运算符，灵活使用MATLA的运算符将使程序变得极 为简短 , 具体运算符见附表MATLA既具有结构化的控制语句（如for循环、while循环、break 语句与if语句）,又有面向对象编程的特性。语法限制不严格，程序设计自由度大。例如，在MATLA里，用户无 需对矩阵预定义就可使用程序的可移植性很好 ,基本上不做修改就可以在各种型号的计算 机与操作系

7、统上运行。 MATLA的图形功能强大。在FORTRANC语言里，绘图都很不容易 但在MATLA里,数据的可视化非常简单。MATLA具有较强的编辑图 形界面的能力。 MATLA的缺点就是，它与其她高级程序相比，程序的执行速度较 慢。由于MATLA的程序不用编译等预处理，也不生成可执行文件，程序 为解释执行，所以速度较慢。 功能强劲的工具箱就是MATLA的另一重大特色。MATLA包含两 个部分：核心部分与各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心内 部函数。其工具箱又可分为两类：功能性工具箱与学科性工具箱。功 能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功能、文字 处理功能以及与硬件实时交互功

8、能。功能性工具箱能用于多种学科。而学科性工具箱就是专业性比较强的，如control、toolbox、signal process ing toolbox 、com muni cati on toolbox 等。这些工具箱都就 是由该领域内的学术水平很高的专家编写的，所以用户无需编写自己 学科范围内的基础程序，而直接进行高、精、尖的研究。下表列出了 MATLA的核心部分及其工具箱等产品系列的主要应用领域。MATLAB勺工具箱及主要应用领域工具箱名称应用领域系 统 控 制数据 分 析信 号 处 理通 信 系 统金 融 系 统工 程 数 学土木 工 程图 形 可 视 化MATLA核心Notebook

9、MATLAB ComplierMATLAB C Math LibrarySimuli nkSymbolic MathSimuli nk AcceleratorChemometricsCommuni cati onCon trol SystemFinanceSystem Ide ntificati onFuzzy LogicalHigh-orderSpectralAn alysis工具箱名称应用领域系 统 控 制数据 分 析信 号 处 理通 信 系 统金 融 系 统工 程 数 学土木 工 程图 形 可 视 化Image Process ingModel Predictive Con trolNG

10、A FoundationNeural NetworkMMLE3 IdentificationLMI Con trolModel Predictive Con trolQFT Con trol Desig nRobust Con trolSpli neStatisticsDSP BlocksetFixed-Poi nt BlocksetNon li nearCon trolDesig nBlocksetReal-time WorkshopRTW Ada Exte ntionWaveletPartialDiffere ntialEquati onOptimizati onStateflowSignal Process ingMu An aly