Matlab基本操作及應(yīng)用.ppt

MATLAB的基本操作及應(yīng)用,適用專業(yè)：通信09級(jí),主要內(nèi)容,MATLAB概述 歷史，應(yīng)用，安裝及操作界面介紹 MATLAB基本操作 向量/矩陣操作，圖形處理 MATLAB簡單編程 M文件，程序調(diào)試及運(yùn)行,Matlab概述,在版本更新方面 v1.0(1984) v7.0(2004) 在平臺(tái)擴(kuò)展方面 DOS Windows, Linux等； 在主要功能方面,Cleve Moler 博士,Jack Little CEO / Founder,MATLAB概述,在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用 簡單的特征值求解，解線性方程 Statistics and Data Analysis Math and Optimization Computational Biology Image Processing ,MATLAB概述,簡潔的編程語言 程序可移植性好 開放的源程序代碼 與其他編程語言進(jìn)行混合編程 豐富的MATLAB工具箱 包括兩類工具箱： A功能性工具箱(包括數(shù)百個(gè)核心內(nèi)部函數(shù)) B學(xué)科性工具箱(例如，Bioinformatics Toolbox),MATLAB概述,便捷的數(shù)值/符號(hào)計(jì)算功能 定義了豐富的運(yùn)算符，提供了豐富的庫函數(shù)。 和Maple相結(jié)合，其具有符號(hào)計(jì)算功能。 強(qiáng)大的圖形處理功能 多維圖形的繪制，圖形用戶界面的設(shè)計(jì)和動(dòng)畫的制作等。,MATLAB的應(yīng)用,例1 求方程 x2+x -6=0的所有根。,p=1,1,-6; %建立多項(xiàng)式系數(shù)向量 x=roots(p) %求根,x = -3 2,MATLAB的應(yīng)用,例2 繪制正弦曲線和余弦曲線。,t=0:0.1:10 y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-); x=1.7*pi;1.6*pi; y=-0.3;0.8; s=sin(t);cos(t); text(x,y,s); title(正弦和余弦曲線); legend(正弦,余弦) xlabel(時(shí)間t),ylabel(正弦、余弦) grid axis square,圖像處理,Chatziioannou A, et al., Gene ARMADA: an integrated multi-analysis platform for microarray data implemented in MATLAB. BMC Bioinformatics, 2009, 10: 354.,MATLAB安裝和啟動(dòng),Matlab安裝文件的選擇 - Matlab 6.5版本以上 獲取Mathworks公司提供的合法個(gè)人使用許可 工具箱的選擇 - Bioinformatics Toolbox MATLAB的啟動(dòng),MATLAB用戶界面概述,在當(dāng)前目錄窗口中可以： 顯示或改變當(dāng)前目錄. 顯示當(dāng)前目錄下的文件并提供搜索功能. 如何改變當(dāng)前目錄？ 輸入命令：cd c:mydir 只有在當(dāng)前目錄或搜索路徑下的文件、函數(shù)可以被直接運(yùn)行或調(diào)用。,MATLAB的當(dāng)前目錄和搜索路徑,MATLAB的搜索路徑,搜索路徑的設(shè)置是決定程序是否正確運(yùn)行的關(guān)鍵之一。 當(dāng)用戶在命令窗口輸入一條命令后，MATLAB按照一定次序?qū)ふ蚁嚓P(guān)的文件?；镜乃阉鬟^程是： 是不是一個(gè)變量？ 是不是一個(gè)內(nèi)部函數(shù)？ 是否為當(dāng)前目錄下的M文件？ 是否為搜索路徑中其他目錄下的M文件？,MATLAB的搜索路徑,查詢某一特定指令所在的搜尋路徑，可用 which 指令 要將目錄加入MATLAB 的搜尋路徑，可用addpath 指令 檢視MATLAB 已設(shè)定的搜尋路徑，可用 path 指令,MATLAB主菜單,主菜單包括File、Edit、Debug、Desktop、Window和Help等 6個(gè)菜單項(xiàng)。 可以執(zhí)行New、Open、Undo、Redo、Cut、copy和Step等操作。,MATLAB主菜單,File：實(shí)現(xiàn)有關(guān)文件的操作. Edit：用于命令窗口的編輯操作. Debug：用于調(diào)試MATLAB程序. Desktop：用于設(shè)置工作空間和工具欄的顯示項(xiàng). Window：用于設(shè)置Array Editor的顯示項(xiàng). Help：用于提供幫助信息 (help path).,MATLAB工具欄,包括內(nèi)容： 新建文件、打開文件、剪切、復(fù)制和粘貼等常用圖標(biāo)。 顯示MATLAB的當(dāng)前路徑，用戶還可以通過工具欄來改變當(dāng)前目錄路徑。,MATLAB命令窗口,可以通過Desktop |Desktop Layout |Command Window Only 操作調(diào)出命令窗口,“”為命令提示符，表示MATLAB正在處于準(zhǔn)備狀態(tài)。 在“”后鍵入命令并按下回車鍵后，MATLAB就會(huì)解釋執(zhí)行所輸入的命令，并在命令后面給出計(jì)算結(jié)果。,MATLAB的工作空間窗口,用于存儲(chǔ)各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間。 顯示工作空間中所有變量的名稱、大小、字節(jié)數(shù)和變量類型說明。 可對(duì)變量進(jìn)行添加、編輯、保存和刪除。,MATLAB的命令歷史窗口,紀(jì)錄所有輸入命令，標(biāo)明使用時(shí)間，方便用戶的查詢。 若雙擊命令歷史窗口中某條命令，則再次執(zhí)行該命令。,MATLAB幫助系統(tǒng),進(jìn)入幫助窗口可以通過以下3種方法： 單擊MATLAB主窗口工具欄中的Help按鈕。 在命令窗口中輸入helpwin、helpdesk或doc。 選擇Help菜單中的“MATLAB Help”選項(xiàng)。 注：查看源代碼的命令為：open *,MATLAB幫助系統(tǒng),幫助命令包括help等lookfor本地幫助信息以及遠(yuǎn)程幫助信息。 help命令 在命令窗口中直接輸入help命令將會(huì)顯示當(dāng)前幫助系統(tǒng)中所包含的所有項(xiàng)目，即搜索路徑中所有的目錄名稱。 可以通過help加函數(shù)名來顯示該函數(shù)的幫助說明。,MATLAB基本操作 向量/矩陣操作，圖形處理,MATLAB中的變量,變量是MATLAB 的基本元素之一. 不要求對(duì)所使用的變量進(jìn)行事先說明； 不需要指定變量的類型. 變量名長度不超過31位，超過31位的字符系統(tǒng)將忽略不計(jì). 變量名區(qū)分大小寫. 變量名必須以字母開頭，變量名中可以包含字母、數(shù)字或下劃線，但不允許出現(xiàn)標(biāo)點(diǎn)符號(hào).,MATLAB中的基本代數(shù)運(yùn)算符,運(yùn)算 符號(hào) 舉例 加法，a+b + 5+3 減法，a-b - 5-3 乘法，ab * 5*3 除法，ab / or 48/4=448=12 乘冪，ab 52=25,MATLAB中向量、矩陣基本運(yùn)算符,運(yùn)算 符號(hào) 舉例 加法，a+b + 1 2+3 4 1,2+3 減法，a-b - 1 2-3 4 1,2-3 乘法，a*b * 1,2*3 1,2*3,4 a.*b .* 1,2.*3,4=3,8 逆乘，左乘 ax=b x=ab=inv(a)*b 右乘 / xa=b x=b/a=b*inv(a) 乘冪，方陣的冪 a2=a*a 元素的冪 . a.2 x.3,向量的創(chuàng)建,MATLAB的變量可以用來存儲(chǔ)向量或矩陣,X=1 2 3 X=1,2,3 X=1;2;3 X=1:3 X=1:1:3,mn矩陣的創(chuàng)建,A= 4 10 1 6 2; 8 2 9 4 7; 7 5 7 1 5; 0 3 4 5 4; 23 13 13 0 3; 規(guī)則 矩陣元素必須用 括?。?矩陣元素必須用逗號(hào)或空格分隔； 在內(nèi)矩陣的行與行之間必須用分號(hào)分隔.,矩陣的其他運(yùn)算,det %行列式的值 eig %矩陣的特征值 diag %對(duì)角矩陣 , %矩陣轉(zhuǎn)置 sqrt %矩陣開方 max %矩陣的最大值,MATLAB程序流程控制,MATLAB 提供重復(fù)循環(huán)（Loops）及條件判斷（Conditions）等程序流程控制（Flow Control）的指令,例: 對(duì)n=1,2,10,求xn= 的值,for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10); end x,MATLAB基本作圖,例： t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5); plot(t,y,t,y1,t,y2),例：t=0:0.1:10 y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-); x=1.7*pi;1.6*pi; y=-0.3;0.8; s=sin(t);cos(t); text(x,y,s); title(正弦和余弦曲線); legend(正弦,余弦) xlabel(時(shí)間t),ylabel(正弦、余弦) grid axis square,MATLAB基本作圖,其他繪圖函數(shù),plot3 mesh surf hist bar ,MATLAB簡單編程,M 文件,若要一次執(zhí)行大量的MATLAB 指令，可將這些指令存放于一個(gè)擴(kuò)展名為m 的檔案，并在 指令提示號(hào)下鍵入此檔案的主檔名即可。,腳本式M文件舉例,繪制-2pi，2pi區(qū)間的正弦曲線圖 x=-2*pi:0.05:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,c+) legend(正弦曲線圖),函數(shù)式M文件舉例,兩個(gè)實(shí)數(shù)求和 解：調(diào)出M-edit窗口，在里邊輸入如下內(nèi)容。 %該函數(shù)用于計(jì)算兩個(gè)數(shù)之和 function c = AddFunction(a,b) c=a+b;,MATLAB的學(xué)習(xí)方法,熟悉掌握常用的語法和函數(shù)； 結(jié)合課題，在實(shí)踐過程中加深認(rèn)識(shí)； 學(xué)會(huì)提問題，尋求大家的幫助； 多看幫助文件； 查閱參考書籍。,MATLAB基本作圖-子圖分割,subplot 子圖分割命令 調(diào)用格式： subplot(m,n,p) 按從左至右， 從上至下排列,行,列,繪圖序號(hào),MATLAB基本作圖-多窗口作圖,figure(n) 創(chuàng)建窗口函數(shù)，n為窗口順序號(hào)。 t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5); plot(t,y) %自動(dòng)出現(xiàn)第一個(gè)窗口 figure(2) plot(t,y1) %在第二窗口繪圖 figure(3) plot(t,y2) %在第三窗口繪圖,MATLAB基本作圖,將標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)記、網(wǎng)格線及文字注釋 加注到圖形上，這些函數(shù)為： title 給圖形加標(biāo)題 xlable 給x軸加標(biāo)注 ylable 給y軸加標(biāo)注 text 在圖形指定位置加標(biāo)注 gtext 將標(biāo)注加到圖形任意位置 grid on(off) 打開、關(guān)閉坐標(biāo)網(wǎng)格線 legend 添加圖例 axis 控制坐標(biāo)軸的刻度,MATLAB基本作圖,plot 最基本的二維圖形指令 plot的功能： plot命令自動(dòng)打開一個(gè)圖形窗口（Figure）. 用直線連接相鄰兩數(shù)據(jù)點(diǎn)來繪制圖形. 根據(jù)圖形坐標(biāo)大小自動(dòng)縮擴(kuò)坐標(biāo)軸，將數(shù)據(jù)標(biāo)尺及單位標(biāo)注自動(dòng)加到兩個(gè)坐標(biāo)軸上，可自定坐標(biāo)軸，可把x, y