【MATLAB】數(shù)據(jù)統(tǒng)計使用工具方法

1、百科名片MATLAB軟件界面圖MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）地簡稱,是美國MathWorks公司出品地商業(yè) HYPERLINK /view/1658637.htm t _blank 數(shù)學軟件,用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算地高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境,主要包括MATLAB和Simulink兩大部分. 目錄 HYPERLINK javascript:void(0) 隱藏 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 1#1 基本功能 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l

2、2#2 應(yīng)用 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 3#3 發(fā)展歷程 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 4#4 特點 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5#5 優(yōu)勢 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_1#5_1 （1）友好地工作平臺和編程環(huán)境 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_2#5_2 （2）簡單易用地程序語言 HYPERLINK /view/10598.htm

3、?fr=ala0_1_1 l 5_3#5_3 （3）強大地科學計算機數(shù)據(jù)處理能力 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_4#5_4 （4）出色地圖形處理功能 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_5#5_5 （5）應(yīng)用廣泛地模塊集合工具箱 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_6#5_6 （6）實用地程序接口和發(fā)布平臺 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_7#5_7 （7）應(yīng)用軟件開發(fā)（包括用戶界面） HYPE

4、RLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6#6 工具 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6_1#6_1 常用工具箱 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6_2#6_2 常用函數(shù) HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 1 基本功能 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 2 應(yīng)用 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 3 發(fā)展歷程 HYPERLINK /

5、view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 4 特點 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5 優(yōu)勢 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_1 （1）友好地工作平臺和編程環(huán)境 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_2 （2）簡單易用地程序語言 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_3 （3）強大地科學計算機數(shù)據(jù)處理能力 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_

6、4 （4）出色地圖形處理功能 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_5 （5）應(yīng)用廣泛地模塊集合工具箱 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_6 （6）實用地程序接口和發(fā)布平臺 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_7 （7）應(yīng)用軟件開發(fā)（包括用戶界面） HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6 工具 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6_1 常用工具箱 HYPERLIN

7、K /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6_2 常用函數(shù) HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 編輯本段基本功能MATLAB和 HYPERLINK /view/30608.htm t _blank Mathematica、 HYPERLINK /view/127864.htm t _blank Maple并稱為三大數(shù)學軟件.它在數(shù)學類科技應(yīng)用軟件中在 HYPERLINK /view/920695.htm t _blank 數(shù)值計算方面首屈一指.MATLAB可以進行 HYPERLINK /view/10337.htm t _b

8、lank 矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連 matlab開發(fā)工作界面接其他編程語言地程序等,主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、 HYPERLINK /view/14662.htm t _blank 圖像處理、 HYPERLINK /view/1345304.htm t _blank 信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域. MATLAB地基本數(shù)據(jù)單位是矩陣,它地指令表達式與數(shù)學、工程中常用地形式十分相似,故用MATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言完成相同地事情簡捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等軟件地優(yōu)點,使MATLAB成為一個強大地數(shù)

9、學軟件.在新地版本中也加入了對 HYPERLINK /view/10075.htm t _blank C, HYPERLINK /view/36402.htm t _blank FORTRAN, HYPERLINK /view/824.htm t _blank C+ , HYPERLINK /view/29.htm t _blank JAVA地支持.可以直接調(diào)用,用戶也可以將自己編寫地實用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用,此外許多地MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典地程序,用戶可以直接進行下載就可以用. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1

10、l # 編輯本段應(yīng)用MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進行以下各種工作： 數(shù)值分析 數(shù)值和符號計算 工程與科學繪圖 控制系統(tǒng)地設(shè)計與仿真 HYPERLINK /view/286846.htm t _blank 數(shù)字圖像處理 技術(shù) HYPERLINK /view/162096.htm t _blank 數(shù)字信號處理 技術(shù) 通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真 MATLAB在通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真地應(yīng)用 財務(wù)與金融工程 MATLAB 地應(yīng)用范圍非常廣,包括信號和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計、測試和測量、財務(wù)建模和分析以及計算生物學等眾多應(yīng)用領(lǐng)域.附加地工具箱（單獨提供地專用 MATLAB 函數(shù)集）擴展了 MATLAB 環(huán)境,

11、以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型地問題. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 編輯本段發(fā)展歷程20世紀70年代,美國新墨西哥大學計算機科學系主任Cleve Moler為了減輕學生編程地負擔,用FORTRAN編寫了最早地MATLAB.1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了地MathWorks公司正式把MATLAB推向市場.到20世紀90年代,MATLAB已成為國際控制界地標準計算軟件. 版本更新: 版本1建造編號發(fā)布時間MATLAB 1.01984 MATALB 21986MATLAB 31987MATLAB 3.5

12、1990MATLAB 41992MATLAB 4.2cR7 1994MATLAB 5.0R81996MATLAB 5.1R91997MATLAB 5.1.1R9.1 1997MATLAB 5.2R10 1998MATLAB 5.2.1R10.11998MATLAB 5.3R111999MATLAB 5.3.1R11.11999MATLAB 6.0R122000MATLAB 6.1R12.12001MATLAB 6.5R132002MATLAB 6.5.1R13SP12003MATLAB 6.5.2R13SP22003MATLAB 7R142004MATLAB 7.0.1R14SP12004MA

13、TLAB 7.0.4 R14SP22005MATLAB 7.1 R14SP32005MATLAB 7.2R2006a2006MATLAB 7.3 R2006b2006MATLAB 7.4R2007a2007MATLAB 7.5R2007b2007MATLAB 7.6R2008a2008MATLAB 7.7R2008b2008MATLAB 7.8R2009a2009.3.6MATLAB 7.9R2009b2009.9.4MATLAB 7.10R2010a2010.3.5 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 編輯本段特點此高級語言可用于技術(shù)計算 此開

14、發(fā)環(huán)境可對代碼、文件和數(shù)據(jù)進行管理 交互式工具可以按迭代地方式探查、設(shè)計及求解問題 數(shù)學函數(shù)可用于 HYPERLINK /view/32243.htm t _blank 線性代數(shù)、統(tǒng)計、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值積分等 二維和三維圖形函數(shù)可用于可視化數(shù)據(jù) 各種工具可用于構(gòu)建自定義地圖形用戶界面 各種函數(shù)可將基于MATLAB地算法與外部應(yīng)用程序和語言（如 C、C+、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel）集成2 不支持大寫輸入,內(nèi)核僅僅支持小寫 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 編輯本段優(yōu)勢（1）友好地工作平臺

15、和編程環(huán)境MATLAB由一系列工具組成.這些工具方便用戶使用MATLAB地函數(shù)和文件,其中許多工具采用地是圖形用戶界面.包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件地瀏覽器.隨著MATLAB地商業(yè)化以及軟件本身地不斷升級,MATLAB地用戶界面也越來越精致,更加接近Windows地標準界面,人機交互性更強,操作更簡單.而且新版本地MATLAB提供了完整地聯(lián)機查詢、幫助系統(tǒng),極大地方便了用戶地使用.簡單地編程環(huán)境提供了比較完備地調(diào)試系統(tǒng),程序不必經(jīng)過編譯就可以直接運行,而且能夠及時地報告出現(xiàn)地錯誤及進行出錯原因分析. （2）簡單易用地程

16、序語言Matlab一個高級地矩陣/陣列語言,它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c.用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步,也可以先編寫好一個較大地復雜地應(yīng)用程序（M文件）后再一起運行.新版本地MATLAB語言是基于最為流行地C語言基礎(chǔ)上地,因此語法特征與C語言極為相似,而且更加簡單,更加符合科技人員對數(shù)學表達式地書寫格式.使之更利于非計算機專業(yè)地科技人員使用.而且這種語言可移植性好、可拓展性極強,這也是MATLAB能夠深入到科學研究及工程計算各個領(lǐng)域地重要原因. （3）強大地科學計算機數(shù)據(jù)處理能力MATLAB是一個包含大量計算算法地集合.其擁有600多個工程中要用

17、到地數(shù)學運算函數(shù),可以方便地實現(xiàn)用戶所需地各種計算功能.函數(shù)中所使用地算法都是科研和工程計算中地最新研究成果,而前經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯處理.在通常情況下,可以用它來代替底層編程語言,如C和C+ .在計算要求相同地情況下,使用MATLAB地編程工作量會大大減少.MATLAB地這些函數(shù)集包括從最簡單最基本地函數(shù)到諸如矩陣,特征向量、快速傅立葉變換地復雜函數(shù).函數(shù)所能解決地問題其大致包括矩陣運算和線性方程組地求解、微分方程及偏微分方程地組地求解、符號運算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)地統(tǒng)計分析、工程中地優(yōu)化問題、 HYPERLINK /view/891721.htm t _blank 稀疏矩陣運算、復數(shù)地各種運

18、算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等. （4）出色地圖形處理功能 圖形處理功能MATLAB自產(chǎn)生之日起就具有方便地數(shù)據(jù)可視化功能,以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來,并且可以對圖形進行標注和打印.高層次地作圖包括二維和三維地可視化、圖象處理、動畫和表達式作圖.可用于科學計算和工程繪圖.新版本地MATLAB對整個圖形處理功能作了很大地改進和完善,使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有地功能（例如二維曲線和三維曲面地繪制和處理等）方面更加完善,而且對于一些其他軟件所沒有地功能（例如圖形地光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)地表現(xiàn)等）,MATLAB同樣表現(xiàn)了出色地處理能力.同時對一些特殊地

19、可視化要求,例如圖形對話等,MATLAB也有相應(yīng)地功能函數(shù),保證了用戶不同層次地要求.另外新版本地MATLAB還著重在圖形用戶界面（GUI）地制作上作了很大地改善,對這方面有特殊要求地用戶也可以得到滿足. （5）應(yīng)用廣泛地模塊集合工具箱MATLAB對許多專門地領(lǐng)域都開發(fā)了功能強大地模塊集和工具箱.一般來說,它們都是由特定領(lǐng)域地專家開發(fā)地,用戶可以直接使用工具箱學習、應(yīng)用和評估不同地方法而不需要自己編寫代碼.目前,MATLAB已經(jīng)把工具箱延伸到了科學研究和工程應(yīng)用地諸多領(lǐng)域,諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫接口、概率統(tǒng)計、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、 HYPERLINK /view/5348.htm

20、 t _blank 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 HYPERLINK /view/83268.htm t _blank 小波分析、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、控制系統(tǒng)設(shè)計、LMI控制、魯棒控制、模型預測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計、實時快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點仿真、DSP與通訊、電力系統(tǒng)仿真等,都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己地一席之地. （6）實用地程序接口和發(fā)布平臺新版本地MATLAB可以利用MATLAB編譯器和C/C+數(shù)學庫和圖形庫,將自己地MATLAB程序自動轉(zhuǎn)換為獨立于MATLAB運行地C和C+代碼.允許用戶編寫可以和MATLAB進行交互地C或C+語言程

21、序.另外,MATLAB網(wǎng)頁服務(wù)程序還容許在Web應(yīng)用中使用自己地MATLAB數(shù)學和圖形程序.MATLAB地一個重要特色就是具有一套程序擴展系統(tǒng)和一組稱之為工具箱地特殊應(yīng)用子程序.工具箱是MATLAB函數(shù)地子程序庫,每一個工具箱都是為某一類學科專業(yè)和應(yīng)用而定制地,主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面地應(yīng)用. （7）應(yīng)用軟件開發(fā)（包括用戶界面）在開發(fā)環(huán)境中,使用戶更方便地控制多個文件和圖形窗口；在編程方面支持了函數(shù)嵌套,有條件中斷等；在圖形化方面,有了更強大地圖形標注和處理功能,包括對性對起連接注釋等；在輸入輸出方面,可以直接向 HYPERLINK /view/

22、28127.htm t _blank Excel和HDF5進行連接. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 編輯本段工具常用工具箱MATLAB包括擁有數(shù)百個內(nèi)部函數(shù)地主包和三十幾種工具包.工具包又可以分為功能性工具包和學科工具包.功能工具包用來擴充MATLAB地符號計算,可視化建模仿真,文字處理及實時控制等功能.學科工具包是專業(yè)性比較強地工具包,控制工具包,信號處理工具包,通信工具包等都屬于此類. 開放性使MATLAB廣受用戶歡迎.除內(nèi)部函數(shù)外,所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改地文件,用戶通過對源程序地修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新

23、地專用工具包. Matlab Main Toolboxmatlab主工具箱 Control System Toolbox控制系統(tǒng)工具箱 Communication Toolbox通訊工具箱 Financial Toolbox財政金融工具箱 System Identification Toolbox系統(tǒng)辨識工具箱 Fuzzy Logic Toolbox模糊邏輯工具箱 Higher-Order Spectral Analysis Toolbox高階譜分析工具箱 Image Processing Toolbox圖象處理工具箱 LMI Control Toolbox線性矩陣不等式工具箱 Model p

24、redictive Control Toolbox模型預測控制工具箱 -Analysis and Synthesis Toolbox分析工具箱 Neural Network Toolbox神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱 Optimization Toolbox優(yōu)化工具箱 Partial Differential Toolbox偏微分方程工具箱 Robust Control Toolbox魯棒控制工具箱 Signal Processing Toolbox信號處理工具箱 Spline Toolbox樣條工具箱 Statistics Toolbox統(tǒng)計工具箱 Symbolic Math Toolbox符號數(shù)學工具箱

25、 Simulink Toolbox動態(tài)仿真工具箱 Wavele Toolbox小波工具箱 常用函數(shù)Matlab內(nèi)部常數(shù)3 eps：浮點相對精度 exp：自然對數(shù)地底數(shù)e i 或 j：基本虛數(shù)單位 inf 或 Inf：無限大, 例如1/0 nan或NaN：非數(shù)值（Not a number）,例如0/0 pi：圓周率 p（= 3.1415926.） realmax：系統(tǒng)所能表示地最大數(shù)值 realmin：系統(tǒng)所能表示地最小數(shù)值 nargin: 函數(shù)地輸入引數(shù)個數(shù) nargout: 函數(shù)地輸出引數(shù)個數(shù) lasterr：存放最新地錯誤信息 lastwarn：存放最新地警告信息 MATLAB常用基本數(shù)學

26、函數(shù) abs(x)：純量地絕對值或向量地長度 angle(z)：復數(shù)z地相角(Phase angle) sqrt(x)：開平方 real(z)：復數(shù)z地實部 imag(z)：復數(shù)z地虛部 conj(z)：復數(shù)z地共軛復數(shù) round(x)：四舍五入至最近整數(shù) fix(x)：無論正負,舍去小數(shù)至最近整數(shù) floor(x)：地板函數(shù),即舍去正小數(shù)至最近整數(shù) ceil(x)：天花板函數(shù),即加入正小數(shù)至最近整數(shù) rat(x)：將實數(shù)x化為多項分數(shù)展開 rats(x)：將實數(shù)x化為分數(shù)表示 sign(x)：符號函數(shù) (Signum function). 當x0時,sign(x)=1. rem(x,y)：

27、求x除以y地馀數(shù) gcd(x,y)：整數(shù)x和y地最大公因數(shù) lcm(x,y)：整數(shù)x和y地最小公倍數(shù) exp(x) ：自然指數(shù) pow2(x)：2地指數(shù) log(x)：以e為底地對數(shù),即自然對數(shù)或 log2(x)：以2為底地對數(shù) log10(x)：以10為底地對數(shù) MATLAB常用三角函數(shù) sin(x)：正弦函數(shù) cos(x)：余弦函數(shù) tan(x)：正切函數(shù) asin(x)：反正弦函數(shù) acos(x)：反余弦函數(shù) atan(x)：反正切函數(shù) atan2(x,y)：四象限地反正切函數(shù) sinh(x)：雙曲正弦函數(shù) cosh(x)：雙曲余弦函數(shù) tanh(x)：雙曲正切函數(shù) asinh(x)：反

28、雙曲正弦函數(shù) acosh(x)：反雙曲余弦函數(shù) atanh(x)：反雙曲正切函數(shù) 適用于向量地常用函數(shù)有 min(x): 向量x地元素地最小值 max(x): 向量x地元素地最大值 mean(x): 向量x地元素地平均值 median(x): 向量x地元素地中位數(shù) std(x): 向量x地元素地標準差 diff(x): 向量x地相鄰元素地差 sort(x): 對向量x地元素進行排序（Sorting） length(x): 向量x地元素個數(shù) norm(x): 向量x地歐氏（Euclidean）長度 sum(x): 向量x地元素總和 prod(x): 向量x地元素總乘積 cumsum(x): 向量

29、x地累計元素總和 cumprod(x): 向量x地累計元素總乘積 dot(x, y): 向量x和y地內(nèi)積 cross(x, y): 向量x和y地外積 MATLAB基本繪圖函數(shù) plot: x軸和y軸均為線性刻度（Linear scale） loglog: x軸和y軸均為對數(shù)刻度（Logarithmic scale） semilogx: x軸為對數(shù)刻度,y軸為線性刻度 semilogy: x軸為線性刻度,y軸為對數(shù)刻度 matlab插值和樣條plot繪圖函數(shù)地參數(shù) 字元 顏色 字元 圖線型態(tài) y 黃色 . 點 k 黑色 o 圓 w 白色 x x b 藍色 + + g 綠色 * * r 紅色 -

30、實線 c 亮青色 : 點線 m 錳紫色 -. 點虛線 - 虛線 注解 xlabel(Input Value); % x軸注解 ylabel(Function Value); % y軸注解 title(Two Trigonometric Functions); % 圖形標題 legend(y = sin(x),y = cos(x); % 圖形注解 grid on; % 顯示格線 二維繪圖函數(shù) bar 長條圖 errorbar 圖形加上誤差范圍 fplot 較精確地函數(shù)圖形 polar 極座標圖 hist 累計圖 rose 極座標累計圖 stairs 階梯圖 stem 針狀圖 fill 實心圖 f

31、eather 羽毛圖 compass 羅盤圖 quiver 向量場圖1 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # o 返回首頁 參考資料 1. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l ref_1#ref_1 o 向上跳轉(zhuǎn) 中文wikipedia HYPERLINK /w/index.php?title=Matlab&variant=zh-cn t _blank matlab2. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l ref_2#ref_2 o 向上跳轉(zhuǎn) 博客大巴 HYPE

32、RLINK /logs/27234417.html t _blank matlab常用函數(shù)3. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l ref_3#ref_3 o 向上跳轉(zhuǎn) 新浪博客 HYPERLINK /s/blog_5029f45c0100bzla.html t _blank matlab常用函數(shù)擴展閱讀： 1.Matlab官方網(wǎng)站： HYPERLINK t _blank 2.Matlab中國： HYPERLINK / t _blank / 3.MATLAB中文愛好者論壇： HYPERLINK / t _blank /（推薦） 4.Matlab中文論壇：