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1、第一章 MATLAB 概述,MATLAB 简介 MATLAB 的安装与卸载MATLAB 应用开发环境MATLAB 帮助系统,第一节 Matlab 简介,一、Matlab 的发展历史 Matlab是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写，它是以线性代数软件包LINPACK和特征值计算软件包EISPACK中的子程序为基础发展起来的一种开放性程序设计语言。20世纪80年代初期，Cleve Moler 和John Little采用C语言改写了Matlab内核，不久他们便成立了Mathworks软件开发公司，并将Matlab正式推向市场。经历几十年的发展和完善，Matlab已成为国际认可
2、的最优化的科技应用软件。,二、Matlab的主要特点,Matlab是一个交互式系统（写程序与执行命令同步)。Matlab有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱（Toolboxes）的特殊应用子程序。 Matlab 7的界面并没有太大改变，仍然包含命令窗口（Command Window）、工作空间窗口（Work Space）、命令历史记录（Command History）窗口和当前路径窗口（Current Directory），但Matlab 7在一些数值表示和操作方法上有了新的变化，它添加和修改了一些内核数值算法，能支持各种数据类型的数学运算，而不仅仅是双精度类型的数组（这一数据类型曾一度是较早
3、Matlab版本的核心）。,三、Matlab的基本组成Matlab系统包括5个主要部分：,Matlab语言：它是一种高级矩阵语言，带有独特的数据结构、输入输出、流程控制语句、函数及面向对象的特点。它集计算、数据可视化和程序设计于一体，并能将问题和解决方案以用户熟悉的数学符号表示出来。Matlab数学函数库：这是一个包含大量数学函数的集合，从最简单、最基本的加法、减法、正、余弦等到矩阵的转置、分解和信号的快速傅立叶变换等较复杂的函数。工作环境：一个集成了许多应用程序和工具的工作空间。这些工具可以方便用户使用Matlab的函数和文件，包括命令窗口、命令历史窗口、工作空间、编辑器和调试器、路径搜索和
4、在线帮助文档等。,Matlab应用程序接口（API）：这是一个库，它允许用户编写可以和Matlab进行交互的C、Fortran和VB语言程序。比如，从Matlab中调用C、Fortran和VB程序、输入和输出数据及与其它应用程序之间建立关系。图形处理：用Matlab可以将向量和矩阵以图形的形式表示出来，并且可以对图形进行标注和打印。低层次的作图包括直角坐标做图、极坐标做图和符号图形等，高层次的作图包括三维数据可视化、图像处理、动画等。,第二节 Matlab 的安装与卸载,一、对硬件和软件的要求,表1-1 Matlab7 对系统的要求,二、安装过程,Windows系统下的安装过程 如下：Step
5、1：安装前的准备准备好安装密码（PLP）；退出正在运行的其它程序，确保系统满足安装的要求；获得系统用户的许可权；最好不要在安装过程中运行病毒扫描程序，因为这样会降低安装速度。,Step2：开始安装 插入Matlab7（或更高一级版本）光盘到光驱，在Matlab7目录下直接运行“Setup.exe”程序 。如图1-1所示 。,图1-1 “Welcome to the MathWorks Installer”对话框,Step3：输入用户信息,图1-2 License Information 对话框,Step4：浏览如图1-3所示的软件许可协议(License Agreement)点击接受此协议的单
6、选按钮“Yes”后，单击“Next”。,图1-3 License Agreement 对话框,Step5：选择安装类型,图1-4 Installation Type 对话框,Step6：定义安装的目录和所要安装的产品,图1-5 典型安装类型下定义安装目录,图 1-6 自定义安装类型下定义安装目录和选择产品,以典型安装类型为例介绍其安装方法： Step7：确认前面设置的安装目录,图1-7 确认安装设置,点击“Install”安装按钮，就可以进行Matlab7的安装了。,图1-8 Matlab 安装过程中的界面1,图1-9 Matlab 安装过程中的界面2,Step8：完成安装,安装完成后，用户可
7、以进行以下工作：（1）运行Matlab7（2）设置当前路径（3）建立Matlab7环境选项,三、退出Matlab7方法,在Matalb7命令窗口的“File”菜单下选择“Exit Matlab”；快捷键“Ctrl+q”；在命令窗口输入“quit”；在命令窗口输入“exit”；用鼠标单击Matlab7命令窗口右上角的 退出按钮；用鼠标双击Matlab7命令窗口左上角的图标。,四、卸载Matlab7“程序Matlab71R14 Uninstaller”,图 1-13 卸载Matlab7,五、Matlab7的目录结构,表1-2 Matlab7的目录结构,第三节 Matlab应用开发环境,Matlab
8、7的工作界面如图1-14所示:,图 1-14 Matlab7工作环境界面,一、菜单栏和工具栏【File】菜单Import Data：向工作空间导入数据；Save Workspace As：将工作空间的变量存储在某一文件中，文件的扩展名为mat；Set path：搜索路径设置对话框；Preferences：环境参数设置对话框，比如可以设置Matlab桌面的各个窗口字体大小、颜色等参数，界面图如图1-15所示：,图 1-15 设置字体大小、颜色的Preferences 对话框,【Edit】菜单：主要用于复制、粘贴等操作，与一般的Windows程序类似，在此不作详细介绍。【Debug】菜单：用于程序
9、的调试。【Desktop】菜单：用于设置主窗口中需要打开的窗口和对窗口进行布局。【Window】菜单：列出当前所有打开的窗口。【Help】菜单：用于选择打开不同的帮助系统。,图1-19 命令窗口,二、命令窗口,表1-3 Matlab数值显示格式,三、工作空间管理窗口,图 1-23 工作空间窗口中变量,四、命令历史窗口 该窗口主要用于记录Matlab所有执行过的命令， 在默认设置下，该窗口会保留自安装后使用过的所有 命令的历史记录，并标明使用的时间。同时，用户可 以通过用鼠标双击某一历史命令来重新执行该命令。 与命令窗口类似，该窗口也可以成为一个独立的窗口。,图 1-28 独立的当前目录窗口,五
10、、当前目录窗口,1. 查看Matalb7的搜索路径 可以通过菜单命令和path、genpath命令函数两种方法来查看搜索路径。2. 设置Matlab7的搜索路径 在Matlab7命令窗口中输入editpath或pathtool命令或通过“FileSet Path”菜单，进入如图1-32所示的“设置搜索路径”对话框，然后通过点击该对话框左侧的功能按钮即可编辑搜索路径。,六、Matlab 搜索路径,图 1-32 设置搜索路径对话框,七、M文件编辑器,Matlab的开发环境中包括了专门的M文件编辑器，该编辑器不但提供了M文件的编辑功能，同时还与Matlab的开发环境一起实现了Matlab命令文件和函
11、数文件的运行和调试。 第九章将介绍关于M文件编辑器的使用。,第四节 Matlab 帮助系统,下面分别介绍Matlab7中三种类型的帮助系统。,一、命令窗口查询帮助系统首先，常见的帮助命令如表1-4所示：,表 1-4 常用Matlab 7帮助命令,【例1-1】 建立3个变量 ，利用who命令观察当前工作空间 中变量。 w=2*pi; y=sin(w*2/3); z=sin(w/3); whoYour variables are:w y z,【例1-2】 建立3个变量 ，利用whos命令观察当前工作空间中变量。 w=2*pi; y=sin(w*2/3); z=sin(w/3); whos Name
12、 Size Bytes Class w 1x1 8 double array y 1x1 8 double array z 1x1 8 double arrayGrand total is 3 elements using 24 bytes。,二、联机帮助系统 Matlab7的联机帮助系统非常全面。用户可以通 过在命令窗口中执行“helpwin”、“helpdesk”或“doc”的方法进入Matlab7的联机帮助系统，如图1-38所示:,图1-38 联机帮助系统,三、联机演示系统 可以通过以下方式打开联机演示系统。选择Matlab7主窗口菜单的“HelpDemos”选项；在命令窗口输入demo
13、s；直接在帮助页面上选择Demos页。,【例1-4】 在命令窗口中执行“demos”命令，练习“demos” 的使用。 在命令窗口提示符后输入“demos”(或“demo”)，则弹出如图1-39所示的联机演示系统。,图1-39 联机演示系统,在Demos页面中选择“Signal Processing”工具箱中的“Spectral Analysis and Statistical Signal Processing”选项后，见图1-40。,图1-40 信号功率谱密度演示,然后在右边窗口中选择“Power Spectral Density Demo”选项，打开对话框。用鼠标单击页面底部有下划线的文
14、字“Run this demo”，打开如图1-41所示的示例界面窗口。在该窗口中，用户可以选择不同的信号，窗口中就会自动显示该信号的功率谱密度。,图 1-41 功率谱密度的演示界面,第二章 数组的运算基础,数组的创建 标量数组运算 数组数组的运算 标准数组 数组的大小 矩阵和数组的关系运算和逻辑运算,第一节 数组的创建,一、一维数组的创建 二、二维数组的创建 三、多维数组的创建,一、一维数组的创建,1.创建一个既含有实数,又含有虚数的一个一维数组： a=2 1+i 0 2*pi sqrt(2); a=2 1+i 0 2*pi sqrt(2)a= 2.000 1.000+1.000i 0 6.2
15、832 1.4142,提示：若在变量或表示式后面加“;”，则不 显示变量或表达式的内容。所以在 Matlab 中, 若要看到表达式的运算结 果，则不应在其后加“；”。,2. afirst :last a=-2 :2a= -2 -1 0 1 2a=-2.5 :2.55a= -2.5000 -1.5000 -0.5000 0.5000 1.5000 2.5000,afirst :increment: last a=-6 :2 :6a= -6 -4 -2 0 2 4 6 a=-5.5 :1.5 :5.65 Columns 1 through 4 -5.5000 -4.0000 -2.5000 -1.0000 Columns 5 through 8 0.5000 2.0000 3.5000 5.0000,
