MATLAB数据分析方法 PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
普通高等院校计算机课程规划教材
MATLAB数据分析方法
李柏年 吴礼斌 主编 张孔生 丁 华 参编
1.1 数据分析与MATLAB
1.1.1 数据分析概述 1.数据分析的概念 数据分析是指用适当的统计方法对收集来的大量第一手 资料和第二手资料进行详细研究，提取有用信息和形成结 论，以求最大化地开发数据资料的功能与发挥数据的作用。
MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件，它集矩阵 运算、数值分析、信号处理和图形显示于一体，构成了一 个界面友好、使用方便的用户环境，是实现数据分析与处 理的有效工具,其中MATLAB统计工具箱更为人们提供了一 个强有力的统计分析工具．
1.2 MATLAB简介
1.2.1 MATLAB概述
16进制格式
format +
பைடு நூலகம்
+格式
format bank
银行格式
format rat
有理数格式
format compact 压缩格式
format loose 自由格式
说明
显示15位定点或15位浮点十进制数
以16进制格式显示
以＋，-和空格分别表示矩阵中的正数，负 数和零元素
按元、角、分（小数点后具有两位）的固定 格式显示
命令窗口
（2）主菜单包括“File”、“Edit”、“Debug”、 “Desktop”、“Window”和“Help”菜单。
变量 记录
输入
1.2.4 MATLAB的联机帮助
表1.1 命令窗口中获得MATLAB帮助的命令
命令 help lookfor
doc helpwin
helpdesk demo
用有理数逼近显示数据
数据之间无空行
数据之间有空行
2．变量 MATLAB中的变量可用来存放数据，也可用来存放向量 或矩阵，并进行各种运算。
变量的命名的规则是：①变量名区分大小写；②变量名 以字母开头，可以由字母、数字、下画线组成，但不能使 用标点；③变量名长度不超过63位，最多只能含有63个字 符，后面的字符无效。
1．常量 MATLAB中的数据有常量与变量之分，常量也称为数值。
5 、+5 、-5.55 、0.0056、6.5e-5
显示格式 在命令窗口中用format命令临时改变显示方式
表1.2 数据的输出格式控制
格式
中文解释
说明
format
format short format long format short e format long e format short g
虚数单位：i = j = 1
系统所能表示的最大数值 系统所能表示的最小数值 函数的输入参数个数 函数的输出参数个数
4．符号变量 在MATLAB中进行符号运算时需要先用syms命令创建符 号变量和表达式，如： >> syms x syms不仅可以声明一个变量，还可以指定这个变量的 数学特性，比如： 声明变量x,y为实数类型，可用命令 >> syms x y real 声明变量x,y为整数类型，可用命令 >> syms x y positive
短格式（缺省格式）缺省时为默认短格式方式与format short 相同
短格式
显示5位定点十进制数
长格式
显示15位定点十进制数
短格式e方式
显示5位浮点十进制数
长格式e方式
显示15位浮点十进制数
短格式g方式
显示5位定点或5位浮点十进制数
格式
中文解释
format long g 长格式g方式
format hex
1.2.2 MATLAB的特点与主要功能
（1）MATLAB是一个交互式软件系统，输入一条命令， 立即就可以得出该命令的结果。
（2）数值计算功能。 （3）符号运算功能。 （4）绘图功能。
（5）编程功能。 （6）丰富的工具箱。
1.2.3 MATLAB7.0界面 (启动后的界面)
命令历史 记录窗口
当前工作 目录
3．永久变量 永久变量是变量的一种特殊情况，它在工作空间中看不到， 但是使用者可直接调用。
名称 ans pi eps inf NaN i，j
realmax realmin nargin nargout
表1.3
永久变量
取值 用于结果的缺省变量名 圆周率π的近似值（3.1416） 数学中无穷小（epsilon）的近似值（2.2204e-016） 无穷大，如 1/0 = inf （infinity） 非数，如 0/0 = NaN （Not a Number），inf / inf = NaN
5．变量的查询与清除 在命令窗口中，只要输入“who”，就可以看到工作空间 中所有曾经设定并至今有效的变量。 如果输入“whos”，不但会显示所有的变量，而且会将该 变量的名称、性质等都显示出来，即显示变量的详细资料。 输入“clear”，就清除工作空间中的所有变量。如果输入 “clear变量名”，只清除工作空间中指定变量名的变量。
3．数据分析的过程
数据分析的目的是利用数据来研究一个领域 的具体问题。数据分析的过程包括确定数据 分析的目标、研究设计、收集数据、分析数 据、解释结果。
1.1.2 MATLAB在数据分析中的位置和作用
从数据分析的整个过程来看，软件的使 用主要是在第四阶段，即数据整理与分析阶 段。软件所起的作用主要是整理、计算、绘 制图表等。
• 2．数据的来源与分类 • 数据是数据分析的关键之一。数据也称观测
值，是实验、测量、观察、调查等的结果，常以 数量的形式给出。数据按照不同的标准进行分类， 可分为：观测数据与试验数据、一手数据与二手 数据、时间序列数据与横截面数据等。
（1）观测数据与试验数据。 （2）一手数据与二手数据。
（3）时间序列数据与横截面数据。
说
明
在命令窗口中显示M文件帮助
在命令窗口中显示具有指定参数特征函数的M文件帮 助
在帮助浏览器中显示指定函数的参考信息
打开帮助浏览器，并且将初始界面置于MATLAB函数 的M文件帮助信息
打开一个名为“help”的帮助窗口
打开一个“help”的演示模型界面，从而方便地了解 MATLAB的基本功能.
1.3 变量与函数 1.3.1常量与变量
1.3.2函数
MATLAB系统提供了近20类基本命令函数，它们有一部分 是MATLAB的内部命令，有一部分是以M文件形式出现的 函数。
表1.4 数学基本函数表
MATLAB数据分析方法
李柏年 吴礼斌 主编 张孔生 丁 华 参编
1.1 数据分析与MATLAB
1.1.1 数据分析概述 1.数据分析的概念 数据分析是指用适当的统计方法对收集来的大量第一手 资料和第二手资料进行详细研究，提取有用信息和形成结 论，以求最大化地开发数据资料的功能与发挥数据的作用。
MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件，它集矩阵 运算、数值分析、信号处理和图形显示于一体，构成了一 个界面友好、使用方便的用户环境，是实现数据分析与处 理的有效工具,其中MATLAB统计工具箱更为人们提供了一 个强有力的统计分析工具．
1.2 MATLAB简介
1.2.1 MATLAB概述
16进制格式
format +
பைடு நூலகம்
+格式
format bank
银行格式
format rat
有理数格式
format compact 压缩格式
format loose 自由格式
说明
显示15位定点或15位浮点十进制数
以16进制格式显示
以＋，-和空格分别表示矩阵中的正数，负 数和零元素
按元、角、分（小数点后具有两位）的固定 格式显示
命令窗口
（2）主菜单包括“File”、“Edit”、“Debug”、 “Desktop”、“Window”和“Help”菜单。
变量 记录
输入
1.2.4 MATLAB的联机帮助
表1.1 命令窗口中获得MATLAB帮助的命令
命令 help lookfor
doc helpwin
helpdesk demo
用有理数逼近显示数据
数据之间无空行
数据之间有空行
2．变量 MATLAB中的变量可用来存放数据，也可用来存放向量 或矩阵，并进行各种运算。
变量的命名的规则是：①变量名区分大小写；②变量名 以字母开头，可以由字母、数字、下画线组成，但不能使 用标点；③变量名长度不超过63位，最多只能含有63个字 符，后面的字符无效。
1．常量 MATLAB中的数据有常量与变量之分，常量也称为数值。
5 、+5 、-5.55 、0.0056、6.5e-5
显示格式 在命令窗口中用format命令临时改变显示方式
表1.2 数据的输出格式控制
格式
中文解释
说明
format
format short format long format short e format long e format short g
虚数单位：i = j = 1
系统所能表示的最大数值 系统所能表示的最小数值 函数的输入参数个数 函数的输出参数个数
4．符号变量 在MATLAB中进行符号运算时需要先用syms命令创建符 号变量和表达式，如： >> syms x syms不仅可以声明一个变量，还可以指定这个变量的 数学特性，比如： 声明变量x,y为实数类型，可用命令 >> syms x y real 声明变量x,y为整数类型，可用命令 >> syms x y positive
短格式（缺省格式）缺省时为默认短格式方式与format short 相同
短格式
显示5位定点十进制数
长格式
显示15位定点十进制数
短格式e方式
显示5位浮点十进制数
长格式e方式
显示15位浮点十进制数
短格式g方式
显示5位定点或5位浮点十进制数
格式
中文解释
format long g 长格式g方式
format hex
1.2.2 MATLAB的特点与主要功能
（1）MATLAB是一个交互式软件系统，输入一条命令， 立即就可以得出该命令的结果。
（2）数值计算功能。 （3）符号运算功能。 （4）绘图功能。
（5）编程功能。 （6）丰富的工具箱。
1.2.3 MATLAB7.0界面 (启动后的界面)
命令历史 记录窗口
当前工作 目录
3．永久变量 永久变量是变量的一种特殊情况，它在工作空间中看不到， 但是使用者可直接调用。
名称 ans pi eps inf NaN i，j
realmax realmin nargin nargout
表1.3
永久变量
取值 用于结果的缺省变量名 圆周率π的近似值（3.1416） 数学中无穷小（epsilon）的近似值（2.2204e-016） 无穷大，如 1/0 = inf （infinity） 非数，如 0/0 = NaN （Not a Number），inf / inf = NaN
5．变量的查询与清除 在命令窗口中，只要输入“who”，就可以看到工作空间 中所有曾经设定并至今有效的变量。 如果输入“whos”，不但会显示所有的变量，而且会将该 变量的名称、性质等都显示出来，即显示变量的详细资料。 输入“clear”，就清除工作空间中的所有变量。如果输入 “clear变量名”，只清除工作空间中指定变量名的变量。
3．数据分析的过程
数据分析的目的是利用数据来研究一个领域 的具体问题。数据分析的过程包括确定数据 分析的目标、研究设计、收集数据、分析数 据、解释结果。
1.1.2 MATLAB在数据分析中的位置和作用
从数据分析的整个过程来看，软件的使 用主要是在第四阶段，即数据整理与分析阶 段。软件所起的作用主要是整理、计算、绘 制图表等。
• 2．数据的来源与分类 • 数据是数据分析的关键之一。数据也称观测
值，是实验、测量、观察、调查等的结果，常以 数量的形式给出。数据按照不同的标准进行分类， 可分为：观测数据与试验数据、一手数据与二手 数据、时间序列数据与横截面数据等。
（1）观测数据与试验数据。 （2）一手数据与二手数据。
（3）时间序列数据与横截面数据。
说
明
在命令窗口中显示M文件帮助
在命令窗口中显示具有指定参数特征函数的M文件帮 助
在帮助浏览器中显示指定函数的参考信息
打开帮助浏览器，并且将初始界面置于MATLAB函数 的M文件帮助信息
打开一个名为“help”的帮助窗口
打开一个“help”的演示模型界面，从而方便地了解 MATLAB的基本功能.
1.3 变量与函数 1.3.1常量与变量
1.3.2函数
MATLAB系统提供了近20类基本命令函数，它们有一部分 是MATLAB的内部命令，有一部分是以M文件形式出现的 函数。
表1.4 数学基本函数表