《《MATLAB系統(tǒng)環(huán)境》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《MATLAB系統(tǒng)環(huán)境》PPT課件.ppt（35頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、武 斌 郵箱： wubin_ 第一節(jié) MATLAB概貌 1.1 MATLAB的發(fā)展 1.2 MATLAB的主要功能 1.3 MATLAB功能演示 1.1.1MATLAB語(yǔ)言的發(fā)展 matlab語(yǔ)言是由美國(guó)的 Clever Moler博士于 1980年 開發(fā)的 設(shè)計(jì)者的初衷是為解決 “ 線性代數(shù) ” 課程的矩陣運(yùn) 算問(wèn)題 取名 MATLAB即 Matrix Laboratory 矩陣實(shí)驗(yàn)室的意 思 MATLAB將一個(gè)優(yōu)秀軟件的易用性與可靠性、通用性 與專業(yè)性 、一般目的的應(yīng)用與高深的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用 有機(jī)的相結(jié)合。 MATLAB已經(jīng)成為各種系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號(hào)處理、
2、科 學(xué)可視化等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。 Cleve Moler MATLAB的發(fā)展 1984年， MATLAB第 1版 (DOS版 ) 1992年， MATLAB4.0版 1994年， MATLAB 4.2版 1997年， MATLAB 5.0版 1999年， MATLAB 5.3版 2000年， MATLAB 6.0版 2001年， MATLAB 6.1版 2002年， MATLAB 6.5版 2004年， MATLAB 7.0版 1.1.2 MATLAB的主要功能 1數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算功能 MATLAB以矩陣作為數(shù)據(jù)操作的基本單位，還提供 了十分豐
3、富的數(shù)值計(jì)算函數(shù)。 MATLAB和著名的符號(hào)計(jì) 算語(yǔ)言 Maple相結(jié)合，使得 MATLAB具有符號(hào)計(jì)算功能 。 2繪圖功能 MATLAB提供了兩個(gè)層次的繪圖操作：一種是對(duì)圖 形句柄進(jìn)行的低層繪圖操作，另一種是建立在低層繪 圖操作之上的高層繪圖操作 。 3編程語(yǔ)言 MATLAB具有程序結(jié)構(gòu)控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、 輸入輸出、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z(yǔ)言特征，而且簡(jiǎn)單易學(xué)、 編程效率高。 4 MATLAB工具箱 MATLAB包含兩部分內(nèi)容：基本部分和各種可選的 工具箱。 MATLAB工具箱分為兩大類：功能性工具箱和學(xué) 科性工具箱。 1.1.3 MATLAB功能演示
4、1 2 sinxy y x例、分別繪制函數(shù) 和 的曲線。 在 MATLAB命令窗口中輸入命令： x=-2*pi:pi/180:2*pi; plot(x,2.(-abs(x)),:,x,sin(x)) 第一條命令建立 x向量，第二條命令繪制曲線。 命令執(zhí)行后，將打開一個(gè)圖形窗口，并在其中顯示 兩個(gè)函數(shù)的曲線，虛線為 y=2-|x|,實(shí)線為 y=sinx。 5 3 22 2 3 7 1 9 1 3 0 x x x x 例、求方程 的全部根。 在 MATLAB命令窗口輸入命令： p=2,0,-3,71,-9,13; x=roots(p) 其中第一條命令建立多項(xiàng)式系數(shù)向量，第二
5、條命 令調(diào)用 roots函數(shù)求根。 x= -3.4914 1.6863+2.6947i 1.6863-2.6947i 0.0594+0.4251i 0.0594-0.4251i 2 3 2 3 8 2 3 4 4 5 3 9 2 3 x y z x y z xyz 例、求解線性方程組 在命令窗口輸入命令： a=2,3,-1;8,2,3;45,3,9; b=2;4;23; x=inv(a)*b 得到結(jié)果： x= 0.5531 0.2051 -0.2784 前兩條命令建立系數(shù)矩陣 a和列向量 b,第三條命令 求根。 inv(a)為 a的逆矩陣，也可
6、用 x=ab求根。 也可以通過(guò)符號(hào)計(jì)算解此方程。在 MATLAB命令窗 口輸入命令： syms x y z x,y,z=solve(2*x+3*y-z-2,8*x+2*y+3*z-4,45*x+3*y+9*z-23) 得到的結(jié)果為： x= 151/273 y= 8/39 z= -76/273 1 04 l n ( 1 )x x d x例、求積分 的結(jié)果。 在 MATLAB命令窗口輸入命令： quad(x.*log(1+x),0,1) 得到的結(jié)果是 : ans= 0.2500 在 MATLAB命令窗口輸入命令： syms x int(x*log(1+x),0,1
7、) 得到的結(jié)果是： ans= 1/4 1.2 MATLAB的環(huán)境的準(zhǔn)備 1.2.1 MATLAB的運(yùn)行環(huán)境 硬件環(huán)境： (1)CPU 最好是 Penyium 或更高 ; (2)內(nèi)存 至少 128MB,推薦在 256MB; (3)硬盤 120MB,若安裝其他工具箱需要 260MB (4)CD-ROM驅(qū)動(dòng)器和鼠標(biāo)。 軟件環(huán)境： (1)Windows 98/NT/2000 或 Windows XP (2)其他軟件根據(jù)需要選用 office 2000 1.2.2 MATLAB的安裝 安裝 MATLAB 6.5系統(tǒng)，需運(yùn)行系統(tǒng)自帶的安裝程序 setup.exe，可以按照安
8、裝提示依次操作。 當(dāng) MATLAB安裝 完畢并首次啟動(dòng)時(shí)， 展現(xiàn)在屏幕上的界 面為 MATLAB的默認(rèn) 界面，如右圖所示。 1.2.3 MATLAB的啟動(dòng)與退出 1 MATLAB系統(tǒng)的啟動(dòng) 與一般的 Windows程序一樣，啟動(dòng) MATLAB系統(tǒng)有 3種常 見方法： (1)使用 Windows“開始 ” 菜單。 (2)運(yùn)行 MATLAB系統(tǒng)啟動(dòng)程序 matlab.exe。 (3) 利用快捷方式。 2 MATLAB系統(tǒng)的退出 要退出 MATLAB系統(tǒng)，也有 3種常見方法： 在 MATLAB主窗口 File菜單中選擇 Exit命令 在 MATLAB命令窗口輸入 Exi
9、t或 Quit命令 單擊 MATLAB主窗口的 “ 關(guān)閉 ” 按鈕。 1.3 MATLAB操作界面 啟動(dòng) MATLAB后，將進(jìn)入 MATLAB 6.5集成環(huán)境。 MATLAB 6.5集成環(huán)境包括 : MATLAB主窗口 命令窗口 (Command Window) 工作空間窗口 (Workspace) 命令歷史窗口 (Command History) 當(dāng)前目錄窗口 (Current Directory) 啟動(dòng)平臺(tái)窗口 (Launch Pad)。 1.3.1 主窗口 MATLAB主窗口是 MATLAB的主要工作界面。主窗口 除了嵌入一些子窗口外，還主要包括菜單欄和工具 欄。 1
10、菜單欄 在 MATLAB 6.5主窗口的菜單欄，共包含 File、 Edit、 View、 Web、 Window和 Help 6個(gè)菜單項(xiàng)。 (1)File菜單項(xiàng)： File菜單項(xiàng)實(shí)現(xiàn)有關(guān)文件的操作 (2)Edit菜單項(xiàng)： Edit菜單項(xiàng)用于命令窗口的編輯操作。 (3)View菜單項(xiàng)： View菜單項(xiàng)用于設(shè)置 MATLAB集成環(huán)境的顯示 方式。 (4)Web菜單項(xiàng)： Web菜單項(xiàng)用于設(shè)置 MATLAB的 Web操作。 (5)Window菜單項(xiàng)：主窗口菜單欄上的 Window菜單，只包含一 個(gè)子菜單 Close all，用于關(guān)閉所有打開的編輯器窗口，包括 M-file、
11、Figure、 Model和 GUI窗口。 (6)Help菜單項(xiàng)： Help菜單項(xiàng)用于提供幫助信息。 1.3.2 命令窗口 命令窗口是 MATLAB的主要交互窗口，用于輸入命令并顯示 除圖形以外的所有執(zhí)行結(jié)果。 MATLAB命令窗口不僅可以內(nèi)嵌在 MATLAB的工作界面，也 可以以獨(dú)立窗口的形式浮動(dòng)在界面上。 （ 1）選中命令窗口，再選擇 Desktop菜單中的 Undock Command Window命令，就可以浮動(dòng)窗口。 （ 2）如需將命令窗口嵌入 MATLAB的工作界面中，可以使用浮 動(dòng)命令窗口 Desktop菜單中的 dock Command Window命令。
12、 2工具欄 MATLAB 6.5主窗口的工具欄共提供了 10個(gè)命令按鈕。這些 命令按鈕均有對(duì)應(yīng)的菜單命令，但比菜單命令使用起來(lái)更快 捷、方便。 MATLAB命令窗口中的 “ ”為命令提示符，表示 MATLAB正在處于 準(zhǔn)備狀態(tài)。在命令提示符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。 一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)命令行輸入一條命令，命令行以回車結(jié)束。但 一個(gè)命令行也可以輸入若干條命令，各命令之間以逗號(hào)分隔，若前 一命令后帶有分號(hào)，則逗號(hào)可以省略。 例如： p=15,m=35 p=15;m=35 如果一個(gè)命令行很長(zhǎng)，一個(gè)物
13、理行之內(nèi)寫不下 ,可以在第一個(gè) 物理行之后加上 3個(gè)小黑點(diǎn)并按下回車鍵 ，然后接著下一個(gè)物理行 繼續(xù)寫命令的其他部分。 3個(gè)小黑點(diǎn)稱為續(xù)行符，即把下面的物理 行看作該行的邏輯繼續(xù)。 例如： s=1-1/2+1/3-1/4+1/5-1/6+1/7- 1/8+1/9-1/10+1/11-1/12; 是一個(gè)命令行，但占用兩個(gè)物理行，第一個(gè)物理行以續(xù)行符結(jié) 束，第二個(gè)物理行是上一行的繼續(xù)。 在 MATLAB里，有很多的控制鍵和方向鍵可用于命令行的編 輯。例如，當(dāng)將命令 x1=(log(3)+sqrt(5))/2中的函數(shù)名 sqrt 輸入成 srt時(shí)，由于 MATLAB中不存在
14、 srt函數(shù)， MATLAB將會(huì)給出 錯(cuò)誤信息： ??? Undefined command/function srt 重新輸入命令時(shí)，用戶不需要輸入整行命令，而只需要按向上 方向 （ ） 調(diào)出剛才輸入的命令行。 鍵名 功能 鍵名 功能 前尋式調(diào)回已輸入過(guò)的 命令 Home 將光標(biāo)移到當(dāng)前行的 行首 后尋式調(diào)回已輸入過(guò)的 命令 End 將光標(biāo)移到當(dāng)前行行 末尾 在當(dāng)前行中左移光標(biāo) Del 刪除光標(biāo)右邊的字符 在當(dāng)前行中右移光標(biāo) Backspace 刪除光標(biāo)左邊的字符 PgUp 前尋式翻滾一頁(yè) Esc 刪除當(dāng)前行全部?jī)?nèi)容 PgUn 后尋式翻滾一頁(yè) 1.3.3 工
15、作空間窗口 工作空間是 MATLAB用于存儲(chǔ)各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間。 在該窗口中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(shuō)明，可對(duì)變量進(jìn)行觀察、編輯、保存和刪除。 1.3.4 當(dāng)前目錄窗口和搜索路徑 1、當(dāng)前目錄窗口 當(dāng)前目錄是指 MATLAB運(yùn)行文件時(shí)的工作目錄，只有在當(dāng)前 目錄的文件、函數(shù)可以被運(yùn)行或調(diào)用。 當(dāng)前目錄窗口也稱為路徑瀏覽器。它可以內(nèi)嵌在 MATLAB主 窗口，也可以浮動(dòng)在主窗口上。 在當(dāng)前目錄窗口中可以顯示或改變當(dāng)前目錄，還可以顯示 目錄下的文件并提供搜索功能。 將用戶目錄設(shè)施成當(dāng)前目錄也可使用 cd命令。例如：
16、 cd c:mydir 2、 MATLAB搜索路徑 基本的搜索過(guò)程如下： （ 1）檢查該命令是不是一個(gè)變量。 （ 2）檢查該命令是不是一個(gè)內(nèi)部函數(shù)。 （ 3）檢查該命令是否當(dāng)前目錄下的 M文件。 （ 4）檢查該命令是否 MATLAB搜索路徑中其他目錄下的 M文件。 假定建立了一個(gè)變量 examp，同時(shí)在當(dāng)前目錄下建立了一個(gè) M文件 examp.m，如果在命令窗口輸 examp，按照上面介紹的搜 索過(guò)程，應(yīng)是在屏幕上顯示變量 examp的值。如果沒有建立 examp變量，則執(zhí)行 examp.m文件。 設(shè)置搜索路徑的方法有： （ 1）用 path命令設(shè)置搜
17、索路徑 使用 path命令可以把用戶目錄臨時(shí)納入搜索路徑。例如將 用戶目錄 c:mydir加到搜索路徑中，可在命令窗口輸入命令： path(path,c:mydir) （ 2）用對(duì)話框設(shè)置搜索路徑 在 MATLAB的 File菜單中選擇 Set Path命令或在命令窗口中 輸入 pathtool命令，將出現(xiàn)搜索路徑設(shè)置（ Set Path）對(duì)話框。 單擊 Add Folder或 Add with Subfolders命令按鈕可以將指 定路徑添加到搜索路徑列表中。 Move to Top等命令按鈕修改該路徑在搜索路徑中的順序。 Remove可以將不需
18、要的搜索路徑刪除。 系統(tǒng)將搜索路徑的信息保存在文件 pathdef.m中。 1.3.5 命令歷史記錄窗口 在默認(rèn)設(shè)置下，歷史記錄窗口中會(huì)自動(dòng)保留自安裝起所有 用過(guò)的命令的歷史記錄，并且還標(biāo)明了使用時(shí)間，從而方便用 戶查詢。而且，通過(guò)雙擊命令可進(jìn)行歷史命令的再運(yùn)行。如果 要清除這些歷史記錄，可以選擇 Edit菜單中的 Clear Command History命令。 1.3.6 啟動(dòng)平臺(tái)窗口和 Start按鈕 MATLAB 6.5的啟動(dòng)平臺(tái)窗口可以幫助用戶方便地打開和調(diào) 用 MATLAB的各種程序、函數(shù)和幫助文件。 MATLAB 6.5主窗口左下角還有一個(gè) Sta
19、rt按鈕，單擊該按鈕 會(huì)彈出一個(gè)菜單，選擇其中的命令可以執(zhí)行 MATLAB產(chǎn)品的各種 工具，并且可以查閱 MATLAB包含的各種資源。 1.4 MATLAB幫助系統(tǒng) 1.4.1 幫助窗口 進(jìn)入幫助窗口可以通過(guò)以下 3種方法： (1)單擊 MATLAB主窗口工具欄中的 Help按鈕 (2)在命令窗口中輸入 helpwin、 helpdesk或 doc。 (3) 選擇 Help菜單中的 “ MATLAB Help”選項(xiàng)。 1.4.2 幫助命令 MATLAB幫助命令包括 help、 lookfor以及模糊查詢 1 help命令 在 MATLAB 6.5命令窗口中直接輸入 h
20、elp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。 同樣，可以通過(guò) help加函數(shù)名來(lái)顯示該函數(shù)的幫助說(shuō)明。 2 lookfor命令 help命令只搜索出那些關(guān)鍵字完全匹配的結(jié)果， lookfor命 令對(duì)搜索范圍內(nèi)的 M文件進(jìn)行關(guān)鍵字搜索，條件比較寬松。 Lookfor命令只對(duì) M文件的第一行進(jìn)行關(guān)鍵字搜索。若在 lookfor命令加上 -all選項(xiàng)，則可對(duì) M文件進(jìn)行全文搜索。 3模糊查詢 MATLAB 6.0以上的版本提供了一種類似模糊查詢的命令查 詢方法，用戶只需要輸入命令的前幾個(gè)字母，然后按 Tab鍵， 系統(tǒng)就會(huì)列出所有以這幾個(gè)
21、字母開頭的命令。 1.4.3 演示系統(tǒng) 在幫助窗口中選擇演示系統(tǒng) (Demos)選項(xiàng)卡，然后在其中選 擇相應(yīng)的演示模塊，或者在命令窗口輸入 Demos，或者選擇主 窗口 Help菜單中的 Demos子菜單，打開演示系統(tǒng)。 1.4.4 遠(yuǎn)程幫助系統(tǒng) 在 MathWorks公司的主頁(yè) ()上可 以找到很多有用的信息，國(guó)內(nèi)的一些網(wǎng)站也有豐富的信息資源。 假設(shè)第 n個(gè)月兔子的數(shù)目是 f(n),則顯然有 f(1)=1,f(2)=2,而 且 f(n)=f(n-1)+f(n-3) 例 1.（ Fabonacci數(shù)）： L.P.Fabonacci于 1202提出了如下的問(wèn)題：
22、 A man put a pair of rabbits in a place surrounded on all sides by a wall.How many pairs of rabbits can be produced from that pair in a year if it is supposed that every month each begets a new pair,which from the second month on becomes productive? function f=fibonacci(n) %f=FIBONACCI(n) generates the first n Fibonacci numbers f=zeros(n,1); f(1)=1; f(2)=2; for k=3:n f(k)=f(k-1)+f(k-2); end 回答 Fibonacci提出的問(wèn)題，兔子在一年中的數(shù)量是： fibonacci(12),運(yùn)行的結(jié)果是： 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233
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