第1章 Matlab系统环境

1、MATLAB 程序设计及应用程序设计及应用 2022-5-202 教材：教材： MATLAB程序设计与应用 刘卫国 高教社 参考书参考书 MATLAB程序设计及应用 李海涛 邓樱编著 高等教育出版社 MATLAB数学实验 胡良剑 计算方法算法设计及其MATLAB实现 王能超 http:/ 主要内容 MATLAB 的开发环境的特点和使用，矩阵运算及数值计算，多项式和线性代数，符号函数的基本方法，二维图及三维图形的基本表现方法，图形对象及图形窗口操作，图形用户界面设计，MATLAB的程序设计方法等。2022-5-206课程特点 实用性强，重在应用；在学习的过程中掌握一般规律，从重理解，避免死记硬背

2、；理解和掌握MATLAB的使用方法和编程技巧。2022-5-207第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论1、MATLAB语言的发展沿革2、MATLAB语言的特点3、MATLAB的工作环境4、演示程序2022-5-2081.1 MATLAB1.1 MATLAB语言的发展沿革语言的发展沿革 MATLABMATLAB是一种科学计算软件，主要是一种科学计算软件，主要适用于矩阵运算及控制和信息处理、适用于矩阵运算及控制和信息处理、仿真领域。它使用方便，输入简便，仿真领域。它使用方便，输入简便，运算高效、内容丰富、容易由用户自运算高效、内容丰富、容易由用户自行扩展。已成为美国和其它发展中国行扩展。

3、已成为美国和其它发展中国家大学教学和科研中不可缺少的工具。家大学教学和科研中不可缺少的工具。 第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-209 Matlab-MATrix LABoratoryv19801980年前后，年前后，MATLABMATLAB的雏形：的雏形：LINPACK LINPACK 和和EISPACKEISPACK的接口程序。的接口程序。v19841984年成立年成立MathWorksMathWorks公司，推出公司，推出MATLABMATLAB第第1 1版版(DOS(DOS版版) )。v19921992年推出年推出4.04.0版。版。v19971997年推出年

4、推出5.05.0版。版。v2002年，年，MATLAB 6.5版版v2004年，年，MATLAB 7.0版版第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2010MATLAB系统的主要组成部分1. MATLAB开发环境； 2. MATLAB的数学的函数库；3. MATLAB语言； 4.制图系统；5. MATLAB应用程序接口（API）。 第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-20111.2 1.2 Matlab 语言的特点语言的特点 功能强的数值运算功能强的数值运算 在在MATLAB环境中，有超过环境中，有超过500种数学、种数学、统计、科学及工程方面的函数

5、可使用，统计、科学及工程方面的函数可使用，函数的标示自然，使得问函数的标示自然，使得问 题和解答像数题和解答像数学式子一般简单明了，让使用者可全力学式子一般简单明了，让使用者可全力发挥在解题方面，而非浪费在电脑操作发挥在解题方面，而非浪费在电脑操作上。上。2022-5-2012 先进的资料视觉化功能先进的资料视觉化功能 MATLAB的物件导向图形架构让使用者可执行视觉数据分，并制作高品质的图形，完成科学性或工程 性图文并茂的文章。 开放及可延伸的架构开放及可延伸的架构 MATLAB容许使用者接触它大多数的数学原始码，检视运算法，更改现存函数，甚至加入自己的函数使 MATLAB成为使用者所须要的

6、环境。第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2013 高阶但简单的程式环境高阶但简单的程式环境 做为一种直译式的程式语言，MATLAB容许使用者在短时间内写完程式，所花的时间约为用 FORTRAN 或 C 的几分之一，而且不需要编译(compile)及联结 (link) 即能执行，同时包含了更多及更容易使用的内建功能。第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2014 丰富的程式工具箱丰富的程式工具箱 - MATLAB的程式工具箱融合了套装前软体的优点，与一个灵活的开放但容易操作之环境，这些工具箱提供了使用者在特别应用领域所需之许多函数。现有工具箱有：符

7、号运算（利用Maple V的计算核心执行 ）、影像处理、统计分析、讯号处理、神经网路、模拟分析、控制系统、即时控制、系统确认、强建控 制、弧线分析、最佳化、模糊逻辑、化学计量分析。 第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2015 MATLABMATLAB语言的难点是函数较多语言的难点是函数较多 700700多基本函数，常用的近多基本函数，常用的近200200个个 尽量多记少查以提高编程效率尽量多记少查以提高编程效率 MATLAB语言的缺点是运行速度慢语言的缺点是运行速度慢 例如例如100X100的矩阵的求逆需的矩阵的求逆需0.1秒（与计秒（与计算机有关）算机有关） 第一章

8、第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-20162022-5-20172022-5-20182022-5-2019三维曲面阴影图2022-5-2020等高线图2022-5-2021三维网格曲面图2022-5-2022带亮度的三维曲面阴影图2022-5-2023箭头图2022-5-2024体积切片图2022-5-2025 总之，总之，MatlabMatlab语言的设计思想可以说语言的设计思想可以说代表了当前计算机高级语言的发展方代表了当前计算机高级语言的发展方向。在不断使用中，会发现它的巨大向。在不断使用中，会发现它的巨大潜力。潜力。 MATLAB的上述特点，使它深受工程技术人员及

9、科技专家的欢迎，并很快成为应用学科计算机辅助分析、设计、仿真、教学等领域不可缺少的基础软件。目前 ,在国外高等院校, MATLAB已成为本科生、研究生必须掌握的基础软件 ,国内一些理工院校也已经或者正在把MATLAB作为学生必须掌握的一种软件。2022-5-20261.3 MATLAB1.3 MATLAB的运行环境与安装的运行环境与安装运行环境运行环境2. 2. 软件环境软件环境 Windows98/Me/NT/2000/XPWindows98/Me/NT/2000/XP 1. 1. 硬件环境硬件环境 IntelPentiumIIIIntelPentiumIII以上以上 CDCDROMROM

10、至少至少1GB1GB硬盘、至少硬盘、至少64Mb64Mb内存内存 8 8位图形适配器和显示器（位图形适配器和显示器（256256色）色）2022-5-2027安装安装 (1) (1)启动启动WindowsWindows。 (2)(2)将将MATLAB 6.5MATLAB 6.5光盘放入光驱，运行光盘放入光驱，运行setup.exesetup.exe文件。文件。 (3)(3)按界面提示进行操作按界面提示进行操作。2022-5-20282022-5-2029命令窗命令窗菜单栏菜单栏2022-5-2030 命令编辑区命令编辑区 1. 1. 命令编辑区的作用命令编辑区的作用 命令编辑区用于输入命令和显

11、示计算结果。命令编辑区用于输入命令和显示计算结果。 2. 2. 命令行的输入规则命令行的输入规则一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。以省略。如果一个命令行很长，要加续行符（三个小黑如果一个命令行很长，要加续行符（三个小黑点点）。）。 3. 3. 命令行的编辑命令行的编辑 4. 4. 常用操作系统命令常用操作系统命令2022-5-2031在命令窗在命令窗口中键入口中键入Fig

12、ure图形图形窗窗2022-5-20321.4 MATLAB1.4 MATLAB功能演示功能演示1.4.1 功能演示例1.1 求解线性方程组 命令如下：命令如下： a=2,3,-1;8,2,3;45,3,9; b=2;4;23; x=inv(a)*b运行结果：运行结果：x = 0.5531 0.2051 -0.2784x=inv(a)*b x=ab (左除左除) a*x=b的解的解x=b * inv(a) x=b/a (右除右除) x*a=b的解的解2022-5-2033 例例1.2 1.2 绘制正弦曲线和余弦曲线。绘制正弦曲线和余弦曲线。 命令如下： x=0:0.5:360*pi/180;

13、plot(x,sin(x),x,cos(x) ; 2022-5-2034 例例1.3 1.3 设有常微分方程初值问题，试求设有常微分方程初值问题，试求其数值解，并与精确解相比较。其数值解，并与精确解相比较。 (1)建立函数文件funt.m： function yp=funt(t,y) yp=(y2-t-2)/4/(t+1); (2)求解微分方程： t0=0;tf=10;y0=2; t,y=ode23(funt,t0,tf,y0); y1=sqrt(t+1)+1; t2022-5-2035X0,Y0,Z0=sphere(30);X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0;surf(X0,Y0,Z0

14、);shading interphold on,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),hold offhidden offaxis equal,axis off 例1.4透 视 效果 2022-5-2036例1.5 镂空 效果t=linspace(0,2*pi,100); r=1-exp(-t/2).*cos(4*t);X,Y,Z=cylinder(r,60);ii=find(X0&Y0);Z(ii)=NaN;surf(X,Y,Z);colormap(spring),shading interplight(position,-3,-1,3,style,local)material

15、(0.5,0.4,0.3,10,0.3) 2022-5-2037例1.6 镂空 效果P=peaks(30);P(18:20,9:15)=NaN;surfc(P);colormap(summer)light(position,50,-10,5),lighting flatmaterial(0.9,0.9,0.6,15,0.4) 2022-5-2038处理2022-5-2039例1.8 MatLab 中的GUI2022-5-2040 一些常用操作技巧第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2041第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2042 1. MAT

16、LABMATLAB开发环境开发环境 这是你作为MATLAB用户或程序编制员的一套工具和设施。第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2043 2. MATLAB的数学的函数库 数学和分析的功能在MATLAB工具箱中被组织成8文件夹。elmatelmat elfunelfun specfunspecfun matfunmatfundatafundatafun polyfunpolyfun funfunfunfun sparfunsparfun第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2044 3. MATLAB语言。 这是高阶的矩阵/数组语言,带控制流动陈述

17、，函数，数据结构，输入/输出，而且面向目标的编程特点。 Ops Lang strfun iofun timefun datatypes第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2045 4.制图系统二三维的数据可视化、图象处理、动画片制作以及建造完整的图形用户界面（GUIs）。制图法功能在MATLAB工具箱中被组织成5文件夹： graph2d graph3d specgraph graphics uitools第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2046 5. MATLAB应用程序接口（API） 这是允许你写C、Fortran语言与MATLAB交互。 第一章第一章 MATLABMATLAB概论概论2022-5-2047新建 剪切 粘贴 浏览器 新仿真模型 打开 复制 撤消 路径浏览器 帮助2022-5-2048202