信息軟件MATLAB簡介

主要內(nèi)容1.matlab簡介2.matlab基本使用方法3.策略和成效1.

MATLAB簡介MATLAB

是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)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)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。

MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。1matlab簡介2

MATLAB基本使用方法2.1簡單的數(shù)學(xué)運算2.1.1數(shù)學(xué)式的輸入

MATLAB7.0最主要的功能是數(shù)值計算，對于簡單的數(shù)值計算來說，使用MATLAB7.0可以很輕松地解決。注意，運算是在矩陣意義下進(jìn)行的，單個數(shù)據(jù)的算術(shù)運算只是一種特例。(1×1矩陣)符號功能實例+加法1+2-減法1-2*乘法1*2/、\除法1/2（右除）2\1（左除）^乘方2^1如：3/5=0.6是前者除以后者3\5=1.6667是后者除以前者最基本的數(shù)值計算方法直接輸入法

>>3*30+3*35+4*30+4*32ans=443>>存儲變量法

>>grade1=3*30grade1=90>>grade2=3*35grade2=105>>total=grade1+grade2total=195>>

在大多數(shù)情況下，MATLAB7.0語言對空格不予處理。在MATLAB7.0的表達(dá)式中，遵守四則運算法則，即乘法和除法優(yōu)先于加減法，指數(shù)運算優(yōu)先于乘除法，括號優(yōu)先級最高，在多層括號存在的情況下，從括號的最里邊向最外邊逐漸擴(kuò)展。在MATLAB7.0中，小括號代表運算級別，而中括號則一般用于生成矩陣。2.1.2標(biāo)點符號的使用

在MATLAB7.0語言中，標(biāo)點符號的使用相對比較靈活，不同的標(biāo)點符號代表不同的運算，或是被賦予了特定的含義。標(biāo)點符號定義標(biāo)點符號定義;區(qū)分行，取消運行顯示等.小數(shù)點以及域訪問等,區(qū)分列，函數(shù)參數(shù)分隔符等…連接語句:在數(shù)組中應(yīng)用較多‘字符串的標(biāo)識符號()指定運算優(yōu)先級等=賦值符號[]矩陣定義的標(biāo)志等!調(diào)用操作系統(tǒng)運算{}用于構(gòu)成單元數(shù)組等%注釋語句的標(biāo)識2.1.2標(biāo)點符號的使用

空格：用于輸入量之間的分隔符，數(shù)組元素分隔符逗號：“,”用于要顯示計算結(jié)果的命令之間的分隔符；輸入變量之間的分隔符以及數(shù)組同行元素之間的分隔符。黑點：“.”數(shù)值表示的小數(shù)點分號：“;”用于不顯示計算結(jié)果的指令結(jié)尾標(biāo)志；用于不顯示計算結(jié)果指令間的分隔；用于數(shù)組行之間的分隔冒號：“:”用于生成一維數(shù)值數(shù)組，如1:10；表示一維數(shù)組的全部元素或多維數(shù)組的某一維的全部元素2.1.2標(biāo)點符號的使用注釋號：“%”由它開始的所有指令行被看作非執(zhí)行的注釋單引號對：“''”字符串記述符圓括號“()”引用數(shù)組元素；用于函數(shù)輸入變量列表；用于確定算術(shù)運算的先后次序方括號“[]”構(gòu)成向量和矩陣；用于函數(shù)輸出列表花括號“{}”元胞數(shù)組記述符下連符“_”用于變量、函數(shù)或文件名中的連字符續(xù)行號“...”由3個或3個以上黑點構(gòu)成。它把其下面的一行看作該行的繼續(xù)，以組合一個完整的指令應(yīng)用舉例例某學(xué)校一年級有3個班，每班30人，二年級有3個班，每班35人，三年級有4個班，每班30人，四年級有4個班，每班32人。求該校一共有多少人。>>grade1=3*30;>>grade2=3*35;>>grade3=4*30;>>grade4=4*32;>>total=grade1+grade2+grade3+grade4total=443>>2.1.3常用的操作命令

在使用MATLAB7.0語言編制程序時，掌握一些常用的操作命令和鍵盤操作技巧，可以起到事半功倍的效果。命令該命令的功能命令該命令的功能cd顯示或改變工作目錄hold圖形保持命令clc清除工作窗l(fā)oad加載指定文件的變量clear清除內(nèi)存變量pack整理內(nèi)存碎片clf清除圖形窗口path顯示搜索目錄diary日志文件命令quit退出MATLAB7dir顯示當(dāng)前目錄下文件save保存內(nèi)存變量到指定文件disp顯示變量或文字內(nèi)容type顯示文件內(nèi)容echo工作窗信息顯示開關(guān)

常用的鍵盤操作和快捷鍵鍵盤按鈕和快捷鍵該操作的功能鍵盤按鈕和快捷鍵該操作的功能↑(Ctrl＋p)調(diào)用上一行Home(Ctrl＋a)光標(biāo)置于當(dāng)前行開頭↓(Ctrl＋n)調(diào)用下一行End(Ctrl＋e)光標(biāo)置于當(dāng)前行結(jié)尾←(Ctrl＋b)光標(biāo)左移一個字符Esc(Ctrl＋u)清除當(dāng)前輸入行→(Ctrl＋f)光標(biāo)右移一個字符Del(Ctrl＋d)刪除光標(biāo)處字符Ctrl＋←光標(biāo)左移一個單詞Backspace(Ctrl＋h)刪除光標(biāo)前字符Ctrl＋→光標(biāo)右移一個單詞Alt＋BackSpace恢復(fù)上一次刪除2.2MATLAB7的數(shù)據(jù)類型1.常量常量是指在程序運行過程中其值不發(fā)生改變的量。通常，命名常量（包括全局變量）應(yīng)該采用大寫字母，用下劃線分割單詞，例COLOR_RED，COLOR_GREEN。2.2.1常量和變量

在MATLAB7.0中有一些特定的變量，它們已經(jīng)被預(yù)定義了某個特定的值，因此這些變量被稱為預(yù)定義變量，有些書將其稱為“常量”。名稱功能名稱功能ans用作結(jié)果的默認(rèn)變量名nargin函數(shù)的輸入?yún)?shù)個數(shù)beep使計算機(jī)發(fā)出“嘟嘟”聲nargout函數(shù)的輸出參數(shù)個數(shù)pi圓周率varagin可變的函數(shù)輸入?yún)?shù)個數(shù)eps浮點數(shù)相對誤差varagout可變的函數(shù)輸出參數(shù)個數(shù)inf無窮大realmin最小的正浮點數(shù)NaN或nan不定數(shù)realmax最大的正浮點數(shù)i或j復(fù)數(shù)單位bitmax最大的正整數(shù)預(yù)定義變量有特定的含義，在使用時，應(yīng)盡量避免對這些變量重新賦值。2.變量

變量是MATLAB7.0的基本元素之一，與其他程序設(shè)計語言不同的是MATLAB7.0不要求對所使用的變量進(jìn)行聲明，而且它也不需要指定變量的類型，系統(tǒng)會根據(jù)該變量被賦予的值或?qū)υ撟兞克M(jìn)行的操作來自動確定變量的類型。3.變量的命名

在MATLAB7.0語言中，變量的命名有如下規(guī)則。變量名長度不超過31位字符，超過31位的字符系統(tǒng)將忽略不計變量名區(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)點符號。建議：1、變量的名字應(yīng)該能夠反應(yīng)變量自身的意義或者用途；

2、變量名應(yīng)該以小寫字母開頭的大小寫混合形式，如：linearity，credibleThreat，qualityofLife等；

3、全局變量（同常數(shù)）應(yīng)該采用大寫字母，用下劃線分割單詞，PATH_NAME；

4、結(jié)構(gòu)體的命名應(yīng)該以一個大寫字母開頭如：Segment.length；

5、函數(shù)名應(yīng)該能夠說明函數(shù)的用途，函數(shù)名應(yīng)該采用小寫字母。4.變量的賦值MATLAB賦值語句有兩種格式：

(1)變量=表達(dá)式

(2)表達(dá)式格式1中，=代表的是賦值操作，將表達(dá)式的值賦給MATLAB的變量；第二種語句格式下，將表達(dá)式的值賦給MATLAB的缺省變量ans。如果在語句的最后加分號，那么，MATLAB僅僅執(zhí)行賦值操作，不再顯示運算的結(jié)果。

例計算表達(dá)式的值，并將結(jié)果賦給變量x，然后顯示出結(jié)果。在MATLAB命令窗口輸入命令：

x=(5+cos(47*pi/180))/(1+sqrt(7)-2*i)%計算表達(dá)式的值執(zhí)行結(jié)果：x=1.1980+0.6572i5.MATLAB運算

(1)算術(shù)運算：運算符有：＋(加)、－(減)、*(乘)、/(右除)、\(左除)、^(乘方)。(2)關(guān)系運算：運算符有：<(小于)、<=(小于或等于)、>(大于)、>=(大于或等于)、==(等于)、～=(不等于)。(3)邏輯運算：運算符有：&(與)、|(或)和～(非)。在邏輯運算中，非零元素為真，零元素為假。在算術(shù)、關(guān)系、邏輯運算中，算術(shù)運算優(yōu)先級最高，邏輯運算優(yōu)先級最低。6.MATLAB常用數(shù)學(xué)函數(shù)MATLAB提供了許多數(shù)學(xué)函數(shù)，函數(shù)的自變量規(guī)定為矩陣變量。函數(shù)名功能函數(shù)名功能abs(x)絕對值或復(fù)數(shù)的模sin(x)正弦函數(shù)angle(x)四個象限內(nèi)取復(fù)數(shù)的相位asin(x)反正弦函數(shù)ceil(x)向+∞方向取整數(shù)cos(x)余弦函數(shù)floor(x)向-∞方向取整數(shù)acos(x)反余弦函數(shù)fix(x)向0方向取整數(shù)real(x)復(fù)數(shù)實部round(x)四舍五入最接近的整數(shù)image(x)復(fù)數(shù)虛部log(x)自然對數(shù)exp(x)指數(shù)函數(shù)exlog2(x)以2為底的對數(shù)rem(x)有符號求余l(xiāng)og10(x)常用對數(shù)mod(x)無符號求余sqrt(x)平方根sign(x)符號函數(shù)gcd(x,y)求整數(shù)x,y的最大公約數(shù)lcm(x,y)求整數(shù)x,y的最小公倍數(shù)補(bǔ)充：函數(shù)說明(a)三角函數(shù)以弧度為單位計算。(b)abs函數(shù)可以求實數(shù)的絕對值、復(fù)數(shù)的模、字符串的ASCII碼值。(c)用于取整的函數(shù)有fix、floor、ceil、round，要注意它們的區(qū)別。(d)rem與mod函數(shù)的區(qū)別。rem(x,y)和mod(x,y)要求x,y必須為相同大小的實矩陣或為標(biāo)量。mod(-X,Y)=rem(-X,Y)+Y。主要區(qū)別在rem（x，y）命令返回的是x-n.*y，如果y不等于0，其中的n=fix(x./y)，而mod(x,y)返回的是x-n.*y，當(dāng)y不等于0時，n=floor(x./y)，因此他們之間的區(qū)別主要在與fix與floor的區(qū)別。fix是向最近的整數(shù)取整，而floor是向負(fù)無窮取整。

rem(-9,5)

ans=

-4

mod(-9,5)

ans=

1

7.數(shù)據(jù)的輸出格式MATLAB表示一個常數(shù),可采用日常記數(shù)法和科學(xué)記數(shù)法兩種表示方法如：3.14152+4i1.7809e2數(shù)據(jù)輸出時用戶可以用format命令設(shè)置或改變數(shù)據(jù)輸出格式。format命令的格式為：format格式符注意，format命令只影響數(shù)據(jù)輸出格式，而不影響數(shù)據(jù)的計算和存儲。數(shù)值計算結(jié)果的顯示格式在MATLAB指令窗中，直接輸入相應(yīng)的指令，或在菜單彈出框中進(jìn)行選擇，都可獲得所需的數(shù)值計算結(jié)果顯示格式。指令含義舉例說明formatformatshort通常保證小數(shù)點后四位有效數(shù)字，最多不超過7位；對于大于1000的實數(shù)，用5位有效數(shù)字的科學(xué)記數(shù)形式表示314.159被顯示為314.15903141.59被顯示為3.1416e+003formatlong15位數(shù)字表示3.14159265358979formatshorte5位科學(xué)記數(shù)形式表示3.1416e+00formatlonge15位科學(xué)記數(shù)形式表示3.14159265358979e+00formatshortg從formatshort和formatshorte中自動選擇3.1416formatlonggformatlong和formatlonge中自動選擇最佳記述方式3.14159265358979formatrat近似有理數(shù)表示355/113formathex十六進(jìn)制表示40092fb54442d18format+顯示大矩陣用。正數(shù)、負(fù)數(shù)、零分別用+、-、空格表示+formatbank（金融）元、角、分表示3.14formatcompact顯示變量之間沒有空行formatloose在顯示變量之間有空行[說明]1、formatshort顯示格式是缺省默認(rèn)的顯示格式

2、表中實現(xiàn)的所有格式設(shè)置僅在MATLAB的當(dāng)前執(zhí)行過程中有效

例format函數(shù)使用方法

format('type')UsetheformatfunctiontocontroltheoutputformatofthenumericvaluesdisplayedintheCommandWindow.Theformatfunctionaffectsonlyhownumbersaredisplayed,nothowMATLABcomputesorsavesthem.

>>pians=3.1416>>formatlong>>pians=3.14159265358979>>formatshorte>>pians=3.1416e+000

1.內(nèi)存變量的顯示與刪除

who和whos這兩個命令用于顯示在MATLAB工作空間中已經(jīng)駐留的變量名清單。（who只列變量名；whos還列變量維數(shù)、字節(jié)、類型）clear命令用于刪除MATLAB工作空間中的變量。注意，預(yù)定義變量不能被刪除。2.工作空間瀏覽器專門用于內(nèi)存變量的管理?？梢酝ㄟ^雙擊工作空間的變量進(jìn)行變量的編輯（包括改變輸出格式和變量中的具體元素）2.3變量的管理

3.內(nèi)存變量文件利用MAT文件(.mat)可以把當(dāng)前MATLAB工作空間中的一些有用變量長久地保留下來。MAT文件的生成和載入由save和load命令來完成。常用格式為：

save文件名[變量名表][-append][-ascii]

load文件名[變量名表][-ascii]2.4浮點數(shù)和復(fù)數(shù)

2.4.1浮點數(shù)幾乎在所有的情況下，MATLAB7.0的數(shù)據(jù)都是以雙精度數(shù)值來表示，這些雙精度數(shù)在系統(tǒng)內(nèi)部用二進(jìn)制表示，因此帶來了一些問題。比如有一些實數(shù)不能被精確地表示，對能夠表示的值也有一個限制，并且存在一個浮點相對誤差限。所謂相對誤差限（eps=2.2204e-016）是指MATLAB7.0