文档介绍：附录1 MATLAB基础
§1 MATLAB简介
什么是MATLAB?
MATLAB是由美国MathWorks公司推出的用于数值计算和图形处理计算系统环境,除了具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵,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等语言简捷得多。MATLAB是国际公认的优秀数学应用软件之一。
MATLAB是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。20世纪80年代初期,Cleve Moler与John Little等利用C语言开发了新一代的MATLAB语言,此时的MATLAB语言已同时具备了数值计算功能和简单的图形处理功能。1984年,Cleve Moler与John Little等正式成立了Mathworks公司,把MATLAB语言推向市场,并开始了对MATLAB工具箱等的开发设计。1993年,Mathworks公司推出了基于个人计算机的MATLAB ,到了1997年又推出了MATLAB (Release 11),并在2000年推出MATLAB 6版本(Release 12),2004年6月份正式推出MATLAB (Release 14)。
概括地讲,整个MATLAB系统由两部分组成,即MATLAB内核及辅助工具箱,两者的调用构成了MATLAB的强大功能。MATLAB语言以数组为基本数据单位,包括控制流语句、函数、数据结构、输入输出及面向对象等特点的高级语言,它具有以下主要特点:
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语言一样的运算符号外,还提供广泛的矩阵和向量运算符。利用其运算符号和库函数可使其程序相当简短,两三行语句就可实现几十行甚至几百行C或FORTRAN的程序功能。
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,也包括可以修改图形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。
§2 MATLAB的开发环境
桌面平台是各桌面组件的展示平台,其中重要的窗口具体如下:
MATLAB主窗口
MATLAB6比早期版本增加了一个主窗口。该窗口不能进行任何计算任务的操作,只用来进行一些整体的环境参数的设置。
mand Window)
命令窗口是对MATLAB进行操作的主要载体,默认的情况下,启动MATLAB时就会打开命令窗口,显示形式如图1-1所示。一般来说,MATLAB的所有函数和命令都可以在命令窗口中执行。在MATLAB命令窗口中,命令的实现不仅可以由菜单操作来实现,也可以由命令行操作来执行,下面就详细介绍MALTAB命令行操作。
实际上,掌握MALAB命令行操作是走入MATLAB世界的第一步,命令行操作实现了对程序设计而言简单而又重要的人机交互,通过对命令行操作,避免了编程序的麻烦,体现了MATLAB所特有的灵活性。
例如:
% 在命令窗口中输入sin(pi/5),然后单击回车键,则会得到该表达式的值
sin(pi/5)
ans=
由例可以看出,为求得表达式的值,只需按照MALAB语言规则将表达式输入即可,结果会自动返回,而不必像其他的程序设计语言那样,编制冗长的程序来执行。当需要处理相当繁琐的计算时,可能在一行之内无法写完表达式,可以换行表示,此时需要使用续行符“……”否则MATLAB将只计算一行的值,而不理会该行是否已输入完毕。
例如:
sin(1/9*pi)+sin(2/9*pi)+sin(3/9*pi)+……
sin(4/9*pi)+sin(5/9*pi)+sin(6/9*pi)+……
sin(7/9*pi)+sin(8/9*pi)+sin(9/9*pi)+……
ans=
使用续行符之后MATLAB会自动将前一行保留而不加以计算,并与下一行衔接,等待完整输入后再计算整个输入