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教学辅导
第1讲 绪论
MATLAB:是 MATrix LABoratory 的缩写,是由美国MathWorks公司开发的工程计算软件,迄今MATLAB已推出了7.0版。
MATLAB集成环境主要包括五个部分:MATLAB语言、MATLAB工作环境、句柄图形、MATLAB数学函数库和MATLAB API (application
program interface)。MATLAB语言是以数组为基本数据单位,包括控制流程语句、函数、数据结构、输入输出及面向对象等特点的高级语言,具有以下主要特点:
1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁,编程效率高。MATLAB除了提供和C语言一样的运算符外,还提供广泛的矩阵和向量运算符。
2)既具有结构化的控制语句(如for循环、while循环、break语句、if语句和switch语句),又有面向对象的编程特性。
3)图形功能强大。它既包括对二维和三维数据可视化、图像处理、动画制作等高层次的绘图命令,也包括可以完全修改图形局部及编制完整图形界面的、低层次的绘图命令。
4)功能强大的工具箱。工具箱可分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。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的功能。而学科性工具箱是专业性比较强的,如优化工具箱、统计工具箱、控制工具箱、小波工具箱、图象处理工具箱、通信工具箱等。
5)易于扩充。除内部函数外,所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件,用户可修改源文件和加入自己的文件,它们可以与库函数一样被调用。
MATLAB既是一种语言,又是一个编程环境。这一节将集中介绍MATLAB提供的编程环境。作为一个编程环境,MATLAB提供了很多方便用户管理变量、输入输出数据以及生成和管理M文件的工具。所谓M文件,就是用MATLAB语言编写的、可在MATLAB中运行的程序。下面将分别介绍MATLAB的命令窗口、工作区
、程序编辑/调试器和帮助系统。
1. 命令窗口
命令窗口是用户与MATLAB进行交互的主要场所。
标题栏:在命令窗口的最上面显示 "MATLAB Command Window"字样的一栏。
菜单栏:在标题栏下面,含"File(文件)"、"Edit(编辑)"、 "Help(帮助)"四项。
工具栏:在菜单栏下面,显示了9个工具按钮。熟练使用工具按钮可使工作更快捷、更方便。
命令编辑区:命令窗口的空白区域,用于输入和显示计算结果。可以在该区域键入各种MATLAB命令进行各种操作,键入数学表达式进行计算。
例如,当键入变量赋值命令:x=4.5 并回车, 将在命令行的下面显示:
x=
4.5
再输入求px的三角正弦函数值的表达式 Y=sin(pi*x)并回车,将显示:
Y=
1
若在表达式后面跟分号";",将不显示结果,这对有大量输出数据的程序特别有用,例如
键入:
x=6;
z=9;
2*x+y-3*z
输出:
ans=
-11
1)当不指定输出变量时,MATLAB将计算值赋给缺省变量
ans(answer的缩写)。
2)在MATLAB里,有很多控制键和方向键可用于命令行的编辑。
若一个表达式在一行写不下,可换行,但必须在行尾加上三个英文句号。
运算符=、+、-前后的空格不影响计算结果。
变量名命名规则:
1)以字母开头,后面可跟字母,数字和下短线;
2)大小写字母有区别;
3)不超过31个字符。
特殊变量名:
ans 用于结果的缺省变量名
pi 圆周率
eps 计算机的最小数,当和1相加就产生比1大的数
inf 无穷大,如1/0
NaN 不定量,如0/0
i或j i=j= -1的开方
realmin 最小可用正实数
realmax 最大可用正实数
2 MATLAB工作区
工作区(workplace):接受MATLAB命令的内存区域,存储着命令窗口输入的命令和创建的所有变量值。
可以随时查看工作区中的变量名及变量的值。
who或whos 显示当前工作区中的所有变量
clear 清除工作区中的所有变量
clear (变量名) 清除指定的工作区变量
工作区中的所有变量可以保存到一个文件中,便于以后使用。
save (文件名) 将当前工作区的变量储存在一个MAT-文件中
load (文件名) 调出一个MAT-文件
quit?或单击右上角的"′"按钮,退出工作区
MATLAB 6.5有许多功能,由于时间关系,我们只能讲其中部分常用内容,更多的功能,有兴趣的可以自学。学习中,大家要多注意教材中的390多个经过上机调试过的计算范例,一定要在自己的MATLAB环境中运行和体会,并期望从模仿走向灵活应用。
MATLAB作为一个软件工具始终处在不断演变发展中,学习和应用时要经常注意它的新变化。
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