MATLAB8.5教程第1章 基础入门

1.1.5 MATLAB的特点
1．直译式的编程语言 2．代码短小高效 3．强大的科学计算与数据处理能力 4．先进绘图和数据可视化功能 5．可扩展性能 6．友好的工作平台和编程环境
Байду номын сангаас 1.3.1 菜单栏
MATLAB R2015a 的菜单栏主要分为三个区：功能选项卡（主页 HOME、绘图 PLOTS 和应用程序 APPS） 、快速访问工具栏，以及主页选项卡展开后的工具条，如图 1-17 所示。
1.1.3 MATLAB工具箱类型
MathWorks提供的MATLAB工具箱主要分以下几大类： 数学、统计与优化 控制系统设计和分析 信号处理和通讯 图像处理与计算机视觉 计算金融 计算生物 并行计算 测试与测量 数据库访问与报告 代码生成和验证
1.1.4 MATLAB主要功能
图 1-20 应用程序组成
1.3.4命令行窗口
命令行窗口是MATLAB重要窗口，其主要作用是在其中可进 行任意命令输入，显示表达式结果，同时也是运行已保存 程序呈现结果的窗口。
1．直接输入命令 MATLAB 命令行窗口就象一张演算草纸一样，可以进行任意操作、运算，呈现结果。 命令行窗口中的“ ”为命令提示符，表示 MATLAB 正处于准备状态，早起版本的 MATLAB 提示符为“>>” 。当在该提示符后输入正确的运算式时，只需按〈Enter〉键，命令 窗口中就会直接显示运算结果，如图 1-25 所示。
2．运行M文件
将在M文件编辑窗口中编写好的文件，要运行其程序，观
看其结果时，只需在“ ”后输入文件名即可。
3．弹出菜单功能 点击命令行窗口右上角 图标，弹出菜单如图 1-26 所示，其功能如表 1-6 所示。
表 1-6 弹出菜单名称 Clear Command Window （清空命令行窗口） Select All（全选） Find（查找） Print（打印） Page Setup（页面设置） Minimize（最小化） Maximize（最大化） Undock（取消停靠） 命令行弹出菜单名称及功能 功 能 清空命令行窗口内容 选择命令行窗口里的所有命令行 在命令行窗口内查找特定内容 打印命令行窗口中的内容 设置打印页面 使命令行窗口最小化 使命令行窗口最大化 取消命令行窗口停靠于 MATLAB 工作环境而成为一个独立的窗口
1.1.2 MATLAB系统结构
MATAB开发环 境 • 是一套方便用 户使用的 MATLAB函数 和文件工具集， 其中许多工具 是图形化用户 接口。它是一 个集成的用户 工作空间，允 许用户输入输 出数据，并提 供了M文件的 集成编译和调 试环境，包括 MATLAB桌面、 命令窗口、M 文件编辑调试 器、工作空间 浏览器和在线 帮助文档。 MATLAB数学函 数库 • 是数学算法的 一个巨大集合， 包括初等数学 的基本算法和 高等数学、线 性代数等学科 的复杂算法等。 用户直接调用 其函数就可进 行运算，它是 MATLAB系统 的基础组成部 分。
MATLAB应用程 序接口（API） • 是MATLAB语 言与C、 Fortran等其它 高级编程语言 进行交互的函 数库。该库的 函数通过调用 动态链接库 （DLL）实现 与MATLAB文 件的数据交换， 其主要功能在 MATLAB中调 用C和Fortran 程序，以及在 MATLAB与其 它应用程序间 建立客户、服 务器关系。
直接单击操作桌面工具栏上的图标 ；或者单击操作桌面工具栏上的图标 选择 “Script”命令；或者在命令行窗口键入 edit 命令，都可打开空白的脚本 M-文件编辑器。首 次打开，编辑器窗口内嵌在操作桌面内，如图 1-39 所示。
图 1-39
创建新的脚本编辑器窗口（内嵌）
若将编辑窗口以独立窗口悬浮在桌面上，可以点击编辑窗口右上角的图标 ，从弹出菜 单选择“Undock”命令即可，如图 1-40 所示。若进行此操作，以后打开的编辑窗口都是独立 窗口。
1.3.5工作区
1．工作区窗口介绍 工作区窗口显示当前内存中所有的MATLAB变量的名称、数据 结构、字节数以及数据类型等信息。不同的变量类型对应不 同的变量名图标。图1-27是工作区默认窗口，只含有名称和 值两项。
图1-27 工作区（默认状态）
2.工作区中的变量保存 当退出MATLAB时，工作区中变量就会随之清除。若以后想 继续使用这些变量，就需要对这些变量进行保存操作。 保存工作区所有变量的步骤如下： （1）点击主页（HOME）中的“Save Workspace ”，弹出 “Save As” 对话框；
（2）指定保存路径和文件名，MATLAB会自动提供“.mat”
扩展名；
（3）单击“保存”按钮。
3．工作区操作应用
例如，在命令窗口中输入变量：
>> X=1:6; >> Y=[67 85 90 78 60 83]; 回车后，则在“Workspace”中显示内存变量X和Y，选中 变量X和Y，打开选项卡“PLOTS”，并点击工具条“pie ”，如图1-31所示，显示出的饼形图，如图1-32所示。
具有数值计算、符号计算、工程计算等各种计算功能。 具有绘制二维和三维图形等数据可视化功能。 具有创建函数文件、数据管理等编程的开发环境。 具有使用线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化、 插值、拟合等方法的数据处理能力。 具有利用工具箱处理各应用领域内特定类型问题的扩展 功能。 具有基于Simulink工具的系统建模、仿真和分析功能。 具有构建自定义的图形用户界面的各种工具等应用软件 开发功能。 具有将MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、 Java、.NET以及Microsoft Excel）的集成功能。
图 1-18 绘制区功能按钮禁止使用
图 1-19 绘制区功能按钮被激活
3．应用程序 App 部分 应用程序即 MATLAB APPS 部分，使用户既能打包并发布自行设计的具有图形化界面 的应用程序，又能支持 MathWorks 或其他用户开发的工具，极大地方便了 MATLAB 用户交 流 MATLAB 程序，它包括文件和应用程序两个区域，如图 1-20 所示。其包含的工具条及功 能如表 1-4 所示。
图 1-17 菜单栏组成
1．主页部分 HOME（主页）选项卡包括FILE(文件)、VARIABLE(变量)、 CODE(代码)、SIMULINK、ENVIRONMENT(环境)和 RESOURCES(资源)
2．绘图部分 PLOTS（绘图）选项卡包括 SELECTION（选择变量）和 PLOTS（绘图）和 OPTIONS （选项）三个区域。绘图区域主要用于根据选择的变量绘制图形。在未选择变量的情况下， 绘制区的功能按钮图标呈灰色状态，禁止使用（如图 1-18 所示） ，当选取变量后绘制区被激 活，如图 1-19 所示。
MATLAB（ MATrix LABoratory ）是在20世纪七十年代 后期克里夫•莫勒尔（Cleve Moler）教授出于减轻学生编 程负担的动机，为学生用FORTRAN语言编写了的线性代数软 件包（Linpack）和特征值计算软件包（Eispack），为第 一版本的MATLAB。 1984年杰克•李特（Jack Little）、克里夫•莫勒尔和 斯蒂夫•班格尔特（Steve Bangert）合作成立了Mathworks 公司，正式把MATLAB推向市场，并在拉斯维加斯举行的《 IEEE决策与控制会议》上推出了利用C语言编写的面向MSDOS系统的MATLAB 1.0版本。
（2）当光标处在命令行窗口时，敲击键盘上的向上箭头键头“↑” ，弹出窗口如图 1-36 所示。
图 1-36 显示命令历史窗口
这时点击图 1-36 窗口右上角的 图标，在弹出的菜单中选择“Dock” ，也可使命令历史 窗口嵌入主操作桌面右下角，如图 1-35 所示。
（3）若点击图 1-36 右上角 图标，弹出的菜单如图 1-37 所示，选择“Detach”命令， 则命令历史窗口成为一独立窗口，悬浮在操作桌面上，如图 1-38 所示。
图 1-31
Workspace 绘图选择
图 1-32 显示饼形图
1.3.6文件概况窗
文件概况窗口位于操作桌面的左下角，默认状态只显示条
形栏，若点击条形栏右边 图标，则展开文件概况窗口，
如图1-33所示，该窗口提示“选择文件查看概况”。若将 上节工作区操作应用例题中的变量X、Y，保存在当前文件 夹中的数据文件shuzu1.mat，这时选中此文件，其中文件 概况窗口就显示相应的信息。如图1-34所示。
1.1.1 MATLAB发展历程
1993年
• 推出了基于PC平台的以Windows为操作系统平台的MATLAB 4.0版
1996年
• 推出MATLAB 5.0版，增加了更多数据结构，使其成为更方便的编程语言
• 10月推出全新的MATLAB 6.0正式版（Release 12），在核心数值算法、界面设计、外部接口、应用桌面等 方面有了极大改进 2000年 • 7月开始推出MATLAB 7.0版本（R14），在编程环境、代码效率、数据可视化、文件I/O等方面进行了全面 升级 2004年 • 2006年起每年推出两个版本，3月份推出的用a表示，9月份推出的用b表示
1.3.7 命令历史窗口
1．打开命令历史窗口 命令历史窗口在操作界面上没有直接显示，这时需要将其调出。其方法有： （1）点击操作桌面主页中的布局（Layout） ，从弹出的菜单框选中“Command History” →“Docked”命令，即可打开命令历史窗口，如图 1-35 所示。
图 1-35 命令历史窗口内嵌在桌面
图 1-37 弹出菜单栏
图 1-38 独立命令历史窗口
2．命令历史窗口功能
命令历史窗口记录已经运作过的指令、函数、表达式，及
它们运行的日期、时间。该窗中的所有指令、文字都允许 复制、重运行、以及用于产生M文件。
1.3.8 M文件编辑器窗口
M 文件编辑器用来编辑脚本 M 文件和函数 M 文件，它是 MATLAB 的程序编制窗口。 1．建立新的脚本 M 文件编辑器窗口
图 1-40 创建新的脚本编辑器窗口（独立）
在此窗口可以编写程序，并将程序进行保存。譬如保存名为“abc” ，则在命令行窗口中直接 输入文件名“abc” ，回车即可运行该程序。也可直接点击本窗口工具栏图标 该程序。 保存并运行
2．建立新的函数 M 文件编辑器窗口
单击操作桌面工具栏上的图标 选择“Function”命令，可打开带有开头行和结尾行 的函数 M-文件编辑器，如图 1-41 所示。
MATLAB语言
• 是一种交互性 的数学脚本语 言，它支持包 括逻辑、数值、 文本、函数柄、 细胞数组和结 构数组等数据 类型，是一种 高级的基于矩 阵/数组的语言， 具有程序流控 制、函数、数 据结构、输入/ 输出和面向对 象编程等特色
MATLAB图形处 理系统 • 是指MATLAB 系统提供了强 大的数据可视 化功能，包括 二维、三维图 形函数，图像 处理和动画效 果等。还提供 了包括线型、 色彩、标记、 坐标等修饰方 法，使绘制图 形更加美观、 精确。
2006年
2012年
• 9月份开发了MATLAB R2012b(Matlab 8.0），具有MATLAB和Simulink的重大更新，其包括64位和32位
2014年
• 3月推出带有中文界面的MATLAB R2014a(Matlab 8.3)
2015年
• 发布包含一系列 MATLAB 和 Simulink 新功能的 Release 2015a （Matlab 8.5）
第一章 基础入门
MATLAB是目前在国际上被广泛接受和使用的计算机 工具，是一种集数值与符号运算、数据可视化与图形用 户界面设计、编程和仿真等多种功能于一体的集成软件 ，具有功能强大、易于学习、应用范围广泛等特点。
本章重点
系统结构及特点 操作桌面 菜单功能 操作命令
1.1 MATLAB概述
图 1-41 新建函数 M 文件
在此窗口可以编写函数程序，并将程序进行保存，文件名是默认设置的函数名。也可以 在脚本 M 文件编辑器窗口编写函数 M 文件。