Matlab基础及应用绪论

1、Matlab基础及应用绪论,张江 北京师范大学管理学院 系统科学系,自我介绍,19962002 土木工程学士、硕士,20022006管理科学博士,20062008中科院系统科学博士后,Intelli?gence,介绍你自己,介绍你自己，并回答下列三个问题： 你最熟悉的编程语言是什么？ 你希望在本课程学到什么？ 你最希望计算机能做什么？,三个世界,现实世界,数学柏拉图 世界,计算机程序 世界,程序世界,专业软件： AutoCAD Photoshop Maya, 3D Max Matlab Mathematica,操作系统： Windows Mac-OS Linux,通用开发工具： Visual

2、C+ Java, Pathon Oracle,应用软件 Office, IE浏览器 QQ,数学类软件,数学不等于程序 架起数学和计算机世界的桥梁,现实世界,数学柏拉图 世界,计算机程序 世界,数学软件,MATLAB,Mathworks公司和Matlab,20世纪70年代，New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler发现学生们用Fortran写矩阵运算程序很麻烦，于是写出了一个接口程序，命名为Matlab（Matrix laboratory） 1984年Cleve在讲学的时候引起了John Little的欣赏，共同创办了MATHWORKS公司 时至今日，经过MathWorks公

3、司的不断完善，MATLAB已经成为线性代数，自动控制理论，数理统计，数字信号处理，时间序列分析，动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生，硕士生，博士生必须掌握的基本技能。,Mathematica,About Mathematica and Stephen Wolfram,Published his first paper in 15 years old, the youngest recipient of a MacArthur Prize Fellowship in 22 years old,Worked for Princeton, Illinois universit

4、y,Launched Wolfram Research Inc. in 1986,Transferred from physics to complexity, study CA in mid 1980s,Began to write NKS book from 1991,Launched NKS book in May, 2002,Summer of 2007, in Berlington, U.S.,Maple,几何画板,工欲善其身必先利其器,快速的实现你的想法 计算机就是实验室 编程就是一种实践 缩短你的开发(tweak)-测试(test)-分析(analysis)循环 效果与效率 原则

5、上讲，高级语言（C+, JAVA等）能够实现创造出任何一种软件 效率是关键：不要成为编程高手，而要成为领域高手。 高层次的思维方式 “大师”与“匠人”,MATLAB软件介绍,Matlab界面,Wizard and Tools,Matlab集成了大量的向导和工具箱 Data Import工具 Plot工具 图像获取工具 图像处理工具,Matlab的工作方式,命令行工作模式 编辑器-调试工作方式（Editor环境） 特殊的开放环境 Simulink工作方式 GUIDE工作方式,案例1：捕食者与被捕食者模型,建立数学模型,X,Y,aX,kXY,cY,这是一个非线性微分方程组，得不到解析解,pXY,编

6、写Matlab程序,编写Function类型的M文件 编写角本式的M文件 调试脚本M文件 用动画展示，帮助对模型的理解,基本工作流程,案例1：国家生长的统计规律,背景：,研究动机,国家就像一个大的生物体,生物由大量细胞组成，国家由大量的人口组成 生物体的体积-能量关系是否适用于国家？,研究方法,找来世界208个国家的各种数据，包括： 人口(X) GDP(Y) 将每个国家看作一个物种，计算这个国家的X和Y的数值。将所有国家的数据点对(X,Y)画在同一个坐标系下，看看连成什么曲线？,X,Y,利用Matlab完成整个流程,数组输入 数据分析 拟合曲线 发现问题 探索研究 得出结论，利用Matlab自

7、动输出文档,Matlab的Demo,绘制复杂的图形: 3D surface plot, Vibrating Logo, 图像处理与分析: Examples of Images and Colormaps 多媒体： Visualizing Sound 最优化问题: Traveling Salesman 交互式小游戏： Minesweeper, World Traveler 3-D Globe,课程内容总览,数学软件的文化教育 Matlab的工作环境 Matlab的编程基础 Matlab绘图及其表现 科学问题求解 方程求解 符号运算 数理统计 建模与模拟 Simulink介绍 高级编程技术 GUI编程 与其它语言的接口,讲授方式,讲课 基本原理 案例教学 程序分析 上机 随堂问题求解（课堂作业+课堂提问：30分） 大作业：大学生数学建模竞赛题目或者科研项目（研究论文+Presentation：30分） 期末考试（40分）,学习Matlab的5种境界,知道什么问题能用Matlab处理 能够读懂别人的Matlab程序 拷贝、拼接别人的程序构成自己的程序 独立写程序 篡改Matlab本身