信息论编码实验一MATLAB的基本操作

实验一 MATLAB 的基本操作

一、实验目的

1、掌握Matlab 软件使用的基本方法；

2、熟悉Matlab 的数据表示、基本运算方法；

3、熟悉Matlab 绘图命令及基本绘图控制。

二、实验仪器与软件

1、PC 机 1台

2、MATLAB7.0环境

三、实验原理

MATLAB 环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。MATLAB 有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window ）、m-文件编辑窗口（The Edit Window ）和图形窗口（The Figure Window ），而Simulink 另外又有Simulink 模型编辑窗口。

1、命令窗口（The Command Window ）

当MATLAB 启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。

在MATLAB 中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m ”为后缀，所以称为m-文件。

2、m-文件编辑窗口（The Edit Window ）

我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。在MATLAB 主界面上选择菜单“File/New/M-file ”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open ”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。如，计算3

[(12)34)]2+⨯-÷，只需在提示符“>>”后输入“((1+2)*3-4)/2^3”，然后按Enter 键。该命令行涉及加、减、乘、除及幂运算符，MATLAB 运算的执行次序遵循的优先规则为：从左到右执行；幂运算具有最高的优先级，乘法和除法具有相同的次优先级，加法和减法有相同的最低优先级；使用括号可以改变前述优先次序，并由最内层括号向外执行。

3、常用命令

MATLAB 可以把多条命令放在同一行，各命令之间用逗号“，”或分号“；”隔开，逗号告诉MATLAB 系统显示本命令的结果，分号告诉系统取消结果的显示（只是不显示，该命令行仍正常执行）。

clear 命令 若想清除MATLAB 当前工作空间中所有定义过的变量，使用clear 命令；若只想清除其中某几个变量，只需在命令clear 后写入变量的名称即可，如想清除变量x 、y ，在“>>”后键入“clear x y ”即可。

help 命令 在MA TLAB 命令窗口使用help 命令寻求帮助。例如， >> help ceil ↵ lookfor 命令 lookfor 命令来查询根据用户提供的关键字搜索到的相关函数，然后再使用help 命令与其配合使用，可了解查询到的确切函数的具体用法。

常用的数学函数如表1所示。

表1 常用数学函数表

函数 功能 函数 功能 sin(x)

正弦函数

asin(x)

反正弦函数

cos(x) 余弦函数acos(x) 反余弦函数

tan(x) 正切函数atan(x) 反正切函数

abs(x) 绝对值或复数的模sqrt(x) 开平方

real(x)) 复数的实部imag(x) 复数的虚部

angle(x) 复数的相角conj(x) 复数的共轭

exp(x) e的指数函数pow2(x) 2的指数函数

log(x) 自然对数函数log2(x) 以2为底的对数函数

log10(x) 以10为底的对数函数sign(x) 符号函数

round(x) 四舍五入函数fix(x) 沿原点方向舍入

floor(x) 沿负无穷大方向舍入ceil(x) 沿正无穷大方向舍入

rat(x) 将实数x展开为多项分数rats(x) 将实数x化为分数

rem(x,y) x除以y的余数mod(x,y) 求模数(带符号的余数)

gcd(x,y) 整数x、y的最大公因子lcm(x,y) 整数x、y的最小公倍数

4、MATLAB的矩阵运算

MATLAB的基本数据结构和运算单元是矩阵。

1、矩阵的创建

创建矩阵时要遵循以下几条基本规则：

（1）将矩阵元素输入方括号内；

（2）同一行的元素用逗号或空格分隔；

（3）不同行的元素用分号分隔或直接用回车符换行后分行输入。

例如：输入如下命令

>> A=[16 3 2 13;5 10 11 8;9 6 7 12;4 15 14 1]

2、矩阵元素的引用

（1）A(:,j)表示取A矩阵的第j列全部元素；A(i,:)表示A矩阵第i行的全部元素；A(i,j)表示取A矩阵第i行、第j列的元素。

（2）A(i:i+m,:)表示取A矩阵第i～i+m行的全部元素；A(:,k:k+m)表示取A矩阵第k～k+m列的全部元素，A(i:i+m,k:k+m)表示取A矩阵第i～i+m行内，并在第k～k+m列中的所有元素。

四、实验内容：

1、帮助命令：使用 help 命令，查找 sqrt（开方）函数的使用方法；

2、使用lookfor命令寻找一个数以十为底的对数函数。

3、矩阵运算

（1）矩阵的乘法

已知 A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8];

求 A^2*B

解答：

（2）矩阵除法

已知 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];

B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3];

A＼B,A/B

（3）使用冒号选出指定元素

已知： A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];