短距离无线通信系统及仿真 课程思政案例3 初识MATLAB软件

初识MATLAB软件思政点：带领学生熟悉MATLAB仿真工具，引导他们通过MATLAB仿真证实并理解理论知识，使其掌握科学研究的一般方法。1、MATLAB软件简介MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），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。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和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的优势特点较多，主要体现在以下几方面：1）具有高效的数值计算能力。MATLAB包含大量函数和算法，可以方便地实现各种计算功能。具体函数包括基本函数、矩阵、特征向量、快速傅里叶变换等，采用的算法都是经过优化和容错处理的最新研究成果。利用其高效的数值计算和符号计算等功能，可以帮助用户摆脱繁杂的数学运算和分析过程，大大减少编程的工作量。2）具有完备的图形处理功能。MATLAB软件具有可视化的数据处理功能，可以方便地将所要计算的矩阵和向量用图形直观呈现出来。另外，其还能够实现高层次的作图，包括二维、三维、四维数据的可视化、图像处理、动画和表达式作图，极大方便了科学计算和工程绘图。3）具有友好的人机交互界面。MATLAB软件具有友好的图形用户界面，如命令窗口、编辑器、调试器、工作空间等功能模块，操作起来易学易懂。MATLAB软件编程采用近似数学表达式的自然化语言，用户学习和掌握也很快捷。MATLAB软件编程环境非常友好，编辑的程序可直接运行调试，出现编程错误能够及时报告，并给出错误原因分析，大大提升了编程效率。4）具有丰富的应用工具箱。MATLAB软件拥有数百个内部函数，对许多专门的领域（如信号处理工具箱、通信工具箱等）都开发了功能强大的模块集和工具箱，用户可以直接使用工具箱进行学习、应用和评估。此外，用户还可以对这些工具箱进行修改或加入自己编写的程序，以构造新的专用工具包。2、MATLAB基本操作本书以MATLAB2017为例，对MATLAB软件进行介绍。MATLAB2017界面如图所示。包括：①标题栏、②菜单栏、③命令行窗口、④当前目录窗口以及⑤工作区。①⑤④③②①⑤④③②图1MATLAB2017软件界面①标题栏：位于工作界面的项部，如图2所示，起到操作说明的作用，分为主页，绘图，app，可以有效地让用户及时找到自己需要的命令，并第一时间使用，非常便利。图2标题栏②菜单栏：包括主页选项卡、绘图选项卡和APP选项卡。主页选项卡如图3所示，里面的命令包含了新建脚本命令，新建实时脚本命令，新建命令，打开命令，导入数据，保存工作区，新建变量，Simulink，布局等命令。图3主页选项卡绘图选项卡如图4所示，主要作用是图形的绘制编辑命令，非常的强大以及使用，包含多种图形的绘制，关于图形的绘制。图4绘图选项卡APP选项卡（应用程序选项卡）如图5所示，其主要作用是显示多种应用程序命令，里面有曲线拟合应用程序等。图5APP选项卡③命令行窗口：命令行窗口在软件中的位置如图6所示，在这个窗口可以进行各种计算操作，也可以通过输入命令调用各种MATLAB工具，也可以查看相关的命令说明，十分方便。图6命令行窗口④当前目录窗口：当前目录窗在软件中的位置如图7所示，在这个窗口可以显示和改变当前目录或者查看当前目录下的文件，可以方便用户快速查找所需要的文件。图