- MATLAB及在电子信息类课程中的应用(第2版)
- 唐向宏 岳恒立 郑雪峰编著
- 1178字
- 2020-08-28 06:52:02
第1章 MATLAB语言概述
1.1 MATLAB语言及特点
MATLAB是“MATrix LABoratory”的缩写(矩阵实验室),它是由美国MathWorks公司于1984年正式推出的一种科学计算软件。1988年推出了3.x(DOS)版本,1992年推出了4.x(Windows)版本,1997年推出5.1(Windows)版本,然后就是6.0版本和7.0版本。随着新版本的推出,MATLAB的扩展函数越来越多,功能越来越强大。
MATLAB语言是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言。它集成度高,使用方便,输入简捷,运算高效,内容丰富,并且很容易由用户自行扩展。与其他计算机语言相比,MATLAB具有以下显著特点。
(1)MATLAB是一种解释性语言
MATLAB以解释方式工作,输入算式立即得出结果,无需编译,对每条语句解释后立即执行。若有错误也立即做出反应,便于编程者马上改正。这些都大大减轻了编程和调试的工作量。
(2)变量的“多功能性”
● 每个变量代表一个矩阵,它可以有n×m个元素;
● 每个元素都看作复数,这个特点在其他语言中也是不多见的;
● 矩阵的行数、列数无需定义,MATLAB会根据用户输入的数据形式,自动决定一个矩阵的阶数,而在用其他语言编程时必须定义矩阵的阶数。
(3)运算符号的“多功能性”
所有的运算,包括加、减、乘、除、函数运算都对矩阵和复数有效。
(4)语言规则与笔算式相似
MATLAB的程序与科技人员的书写习惯相近,因此易写易读,易于在科技人员之间交流。
(5)强大而简易的作图功能
● 能根据输入数据自动确定坐标绘图;
● 能规定多种坐标(极坐标、对数坐标等)绘图;
● 能绘制三维坐标中的曲线和曲面;
● 可设置不同颜色、线型、视角等。
如果数据齐全,往往只需一条命令即可给出相应的图形。
(6)智能化程度高
● 绘图时自动选择最佳坐标,以及按输入或输出变元数自动选择算法等;
● 做数值积分时自动按精度选择步长;
● 自动检测和显示程序错误的能力强,易于调试。
(7)功能丰富,可扩展性强
MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分。基本部分包括: 矩阵的运算和各种变换,代数和超越方程的求解,数据处理和傅里叶变换及数值积分等,可以满足大学理工科计算的需要。扩展部分称为工具箱(toolbox)。它实际上是用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一个方面的专门问题,或某一领域的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等20余个工具箱,并且还在继续发展中。
MATLAB由于其强大的功能,在欧美等国家的一些大学里,MATLAB已经成为诸如数字信号处理、自动控制理论等课程的主要工具软件,同时也是理工科本科生、研究生必须掌握的一项基本技能。近年来,随着我国教育事业的不断发展及与国外著名高校的接轨,许多高校都开设了这门课程,MATLAB这一功能强大的软件逐渐被越来越多的人所了解和使用。
为了帮助理工科本科生、研究生更好地学习和掌握MATLAB,在本书中重点讲解MATLAB基本部分,对于工具箱的应用,则重点介绍在信号处理、自动控制和通信仿真三方面的应用,涉及的课程有高等数学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、数字通信等。