第1章基礎(chǔ)入門

1、 MATLAB是目前在國際上被廣泛接受和使用的計(jì)算機(jī)工具，是一種集數(shù)值與符號運(yùn)算、數(shù)據(jù)可視化與圖形用戶界面設(shè)計(jì)、編程和仿真等多種功能于一體的集成軟件，具有功能強(qiáng)大、易于學(xué)習(xí)、應(yīng)用范圍廣泛等特點(diǎn)。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 操作桌面 菜單功能 操作命令第一章 基礎(chǔ)入門1.1 MATLAB概述 MATLAB（ MATrix LABoratory ）是在20世紀(jì)七十年代后期克里夫莫勒爾（Cleve Moler）教授出于減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)的動機(jī)，為學(xué)生用FORTRAN語言編寫了的線性代數(shù)軟件包（Linpack）和特征值計(jì)算軟件包（Eispack），為第一版本的MATLAB。 1984年杰克李特（J

2、ack Little）、克里夫莫勒爾和斯蒂夫班格爾特（Steve Bangert）合作成立了Mathworks公司，正式把MATLAB推向市場，并在拉斯維加斯舉行的IEEE決策與控制會議上推出了利用C語言編寫的面向MS-DOS系統(tǒng)的MATLAB 1.0版本。1.1.1 MATLAB發(fā)展歷程1.1.2 MATLAB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1.3 MATLAB工具箱類型MathWorks提供的MATLAB工具箱主要分以下幾大類： 數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)與優(yōu)化 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析 信號處理和通訊 圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺 計(jì)算金融 計(jì)算生物 并行計(jì)算 測試與測量 數(shù)據(jù)庫訪問與報(bào)告 代碼生成和驗(yàn)證1.1.4 MATLAB主要功能

3、 具有數(shù)值計(jì)算、符號計(jì)算、工程計(jì)算等各種計(jì)算功能。 具有繪制二維和三維圖形等數(shù)據(jù)可視化功能。 具有創(chuàng)建函數(shù)文件、數(shù)據(jù)管理等編程的開發(fā)環(huán)境。 具有使用線性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化、插值、擬合等方法的數(shù)據(jù)處理能力。 具有利用工具箱處理各應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型問題的擴(kuò)展功能。 具有基于Simulink工具的系統(tǒng)建模、仿真和分析功能。 具有構(gòu)建自定義的圖形用戶界面的各種工具等應(yīng)用軟件開發(fā)功能。 具有將MATLAB的算法與外部應(yīng)用程序和語言（如C、Java、.NET以及Microsoft Excel）的集成功能。1.1.5 MATLAB的特點(diǎn)1直譯式的編程語言2代碼短小高效3強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處

4、理能力4先進(jìn)繪圖和數(shù)據(jù)可視化功能5可擴(kuò)展性能6友好的工作平臺和編程環(huán)境1.3.1 菜單欄1主頁部分HOME（主頁）選項(xiàng)卡包括FILE(文件)、VARIABLE(變量)、CODE(代碼)、SIMULINK、ENVIRONMENT(環(huán)境)和 RESOURCES(資源)1.3.4命令行窗口命令行窗口是MATLAB重要窗口，其主要作用是在其中可進(jìn)行任意命令輸入，顯示表達(dá)式結(jié)果，同時(shí)也是運(yùn)行已保存程序呈現(xiàn)結(jié)果的窗口。2運(yùn)行M文件將在M文件編輯窗口中編寫好的文件，要運(yùn)行其程序，觀看其結(jié)果時(shí)，只需在“ ”后輸入文件名即可。1.3.5工作區(qū)1工作區(qū)窗口介紹工作區(qū)窗口顯示當(dāng)前內(nèi)存中所有的MATLAB變量的名稱、

5、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、字節(jié)數(shù)以及數(shù)據(jù)類型等信息。不同的變量類型對應(yīng)不同的變量名圖標(biāo)。圖1-27是工作區(qū)默認(rèn)窗口，只含有名稱和值兩項(xiàng)。 圖1-27 工作區(qū)（默認(rèn)狀態(tài)）2.工作區(qū)中的變量保存當(dāng)退出MATLAB時(shí)，工作區(qū)中變量就會隨之清除。若以后想繼續(xù)使用這些變量，就需要對這些變量進(jìn)行保存操作。保存工作區(qū)所有變量的步驟如下：（1）點(diǎn)擊主頁（HOME）中的“Save Workspace ”，彈出“Save As” 對話框；（2）指定保存路徑和文件名，MATLAB會自動提供“.mat”擴(kuò)展名；（3）單擊“保存”按鈕。3工作區(qū)操作應(yīng)用例如，在命令窗口中輸入變量： X=1:6; Y=67 85 90 78 60 83;

6、回車后，則在“Workspace”中顯示內(nèi)存變量X和Y，選中變量X和Y，打開選項(xiàng)卡“PLOTS”，并點(diǎn)擊工具條“pie ”，如圖1-31所示，顯示出的餅形圖，如圖1-32所示。1.3.6文件概況窗文件概況窗口位于操作桌面的左下角，默認(rèn)狀態(tài)只顯示條形欄，若點(diǎn)擊條形欄右邊 圖標(biāo)，則展開文件概況窗口，如圖1-33所示，該窗口提示“選擇文件查看概況”。若將上節(jié)工作區(qū)操作應(yīng)用例題中的變量X、Y，保存在當(dāng)前文件夾中的數(shù)據(jù)文件shuzu1.mat，這時(shí)選中此文件，其中文件概況窗口就顯示相應(yīng)的信息。如圖1-34所示。1.3.7 命令歷史窗口2命令歷史窗口功能命令歷史窗口記錄已經(jīng)運(yùn)作過的指令、函數(shù)、表達(dá)式，及它

7、們運(yùn)行的日期、時(shí)間。該窗中的所有指令、文字都允許復(fù)制、重運(yùn)行、以及用于產(chǎn)生M文件。1.3.8 M文件編輯器窗口3打開已存在的M文件編輯器窗口單擊操作桌面工具欄上的圖標(biāo) ，打開“Open”對話框，填寫所選文件名，單擊“打開”按鈕，就可出現(xiàn)相應(yīng)的M-文件編輯器；或用鼠標(biāo)雙擊當(dāng)前目錄窗口中的M文件，可直接打開相應(yīng)的M-文件編輯器。1.3.9 數(shù)組編輯器窗口1.4 MATLAB操作命令1.4.1 命令行窗口的顯示1運(yùn)算結(jié)果的顯示 運(yùn)行結(jié)果中屏幕上顯示的是“雙精度”數(shù)據(jù)的默認(rèn)狀態(tài)，數(shù)字輸出結(jié)果由5位數(shù)字構(gòu)成。但實(shí)際上MATLAB的數(shù)值數(shù)據(jù)通常以16位有效數(shù)字的“雙精度”進(jìn)行運(yùn)算和輸出。若要顯示其它有效數(shù)

8、字，可采用表1-11中的命令進(jìn)行選擇，該表中實(shí)現(xiàn)的所有格式設(shè)置僅在MATLAB的當(dāng)前執(zhí)行過程中有效。 下表為數(shù)據(jù)顯示格式的控制命令2環(huán)境字體的設(shè)置 打開操作桌面主頁圖標(biāo) ，在彈出的“Preferences”對話框中選擇“Fonts”，它包含兩個(gè)選項(xiàng)：“Desktop code font”（桌面代碼字體）和“Desktop text font”（桌面文本字體），其中前者適合命令行、命令歷史、編輯器等窗口的代碼字體的設(shè)置，后者適合當(dāng)前文件夾、工作區(qū)、變量和函數(shù)瀏覽器等窗口的文本字體設(shè)置。用戶可以更改相應(yīng)的屬性進(jìn)行設(shè)置。 選中“Fonts”項(xiàng)的子項(xiàng)“Custom”，即可在右側(cè)找到相應(yīng)的命令行、歷史命

9、令、編輯器、當(dāng)前文件夾、工作區(qū)、變量和函數(shù)瀏覽器等窗口設(shè)置自定義的字體屬性。該設(shè)置立即生效，并將被永久保留，不因MATLAB關(guān)閉和開啟而改變，除非用戶進(jìn)行重新設(shè)置。1.4.3 常見的通用操作命令指 令含 義指 令含 義ans計(jì)算結(jié)果的默認(rèn)變量名edit打開M文件編輯器cd設(shè)置當(dāng)前工作目錄disp顯示矩陣和文本clf清除圖形窗help在命令行窗口中顯示幫助信息clc清除命令行窗口中顯示內(nèi)容more使其后的顯示內(nèi)容分頁進(jìn)行clear清除工作區(qū)中保存的變量pach顯示搜索目錄save保存工作區(qū)變量到指定文件pack收集內(nèi)存碎片load加載指定文件的變量diary日志文件命令dir列出指定目錄下的文件和子目錄清單return返回到上層調(diào)用程序；結(jié)束鍵盤模式echo工作窗口信息顯示開關(guān)home將光標(biāo)移至命令行窗口的最左上角type顯示指定M文件的內(nèi)容exit退出 MATLABdoc在MATLAB瀏覽器中，顯示幫助信息quit退出 MATLAB1.4.4 常用鍵盤操作和快捷鍵鍵名作 用鍵名作 用前尋式調(diào)回已輸入過的命令行Home使光標(biāo)移到當(dāng)前行的首端后尋式調(diào)回已輸入過的命令行End使光標(biāo)移到當(dāng)前行的尾端在當(dāng)前行中左移光標(biāo)Page Up 前尋式翻閱當(dāng)前窗中的內(nèi)容在當(dāng)前行中右移光標(biāo)P