计算机仿真与模拟0-概述
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Matlab产品家族 产品家族
Matlab扩展支持在 Matlab扩展支持在 matlab中队系统的 matlab中队系统的 实施和开发。 实施和开发。 工具箱： 工具箱：专用的函 数库， 数库，解决特定领 域的问题。 域的问题。 Simulink非线性系 Simulink非线性系 统仿真 Blockset是专门为 Blockset是专门为 simulink建立的模 simulink建立的模 块。
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二、MATLAB基础使用 基础使用
2.1 MATLAB安装与启动 安装与启动 Matlab的安装 的安装
…………
Matlab的启动 的启动
1.
2.
选择桌面上的MATLAB应用程序图标， 应用程序图标， 选择桌面上的 应用程序图标 双击。 双击。 开始/程序 或单击 “开始 程序 /MATLAB/R2008a/Matlab R20来自百度文库8a”） ）
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3
为什么要学这门课？？？ 为什么要学这门课？？？
学会Matlab将让你 将让你 学会 终生受益!!! 终生受益
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4
学习Matlab的基本原因 学习Matlab的基本原因 Matlab的基
不希望学生在编程上花太多时间， 不希望学生在编程上花太多时间，课程目 的不是学习编程 社会化的运行带来的好处： 社会化的运行带来的好处：合理利用可以 节约大量的时间 面向对象的思想带来巨大的好处 紧密结合科学的前沿 From BBS:博士论文 博士论文=Matlab+word 博士论文
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2.2 Matlab的工作环境 的工作环境
通常情况下， 的工作环境主要有： 通常情况下，MATLAB的工作环境主要有： 的工作环境主要有 命令窗口（ 命令窗口（Command Window）、 ）、 当前路径窗口（ 当前路径窗口（Current Directory）、 ）、 工作区间浏览器（ 工作区间浏览器（Workspace）、 ）、 命令历史窗口（ 命令历史窗口（Command History）、 ）、 图形窗口(Figure)、 图形窗口 、 文本编辑窗口(Editor) 。 文本编辑窗口
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1.1 MATLAB的发展 续) 的发展(续
1995年 Matlab 4.2（带有 年 （带有Simulink） ） 1997年 Matlab 5.0 年 2000.10 matlab 6.0 2002.8 Matlab 6.5 2004.7 Matlab 7.0 2006年 Matlab R 系列，采用“R+年代 代 系列，采用“ 年代 年代+代 年 码”，
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5
Matlab的学习方法 的学习方法
必须做大量的练习， 必须做大量的练习，熟悉其中的函数 联系和自己的课题相关， 联系和自己的课题相关，深刻的体会 多看帮助文件， 多看帮助文件，一本好的参考书 会提问题， 会提问题，寻求大家的帮助 记住： 记住：Matlab可以做很多事情 可以做很多事情
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15
1.4 网络资源
1.
新闻组
MATLAB的新闻组是 的新闻组是comp.soft的新闻组是 sys.MATLAB。浏览器指向 。 http://www.dejanews.com http://www.google.com
2.
网络上的工具箱
http://www.mathtools.com/ http://www.mathworks.com/matlabcentr al/fileexchange/loadCategory.do
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2.2 Matlab的工作环境 的工作环境
标题栏 工具栏
当前路径 工作空间
命令 窗口
历史命令
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2.2 Matlab的工作环境 的工作环境
命令窗口下的File子菜单
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·New及其子菜单：允许用用户建立新的文件（M文件）、 及其子菜单： 及其子菜单 新的图形窗（Figure）、变量(variable)、仿真模型文件 (model)和图形用户界面文件(GUI)。 ·Open....：打开一个已经存在的文件。 ： ·Close Command Window：关闭命令窗口。 ： ·Import Data....：在MATALB工作空间中生成一变量，并 ： 从指定的路径和相应的文件中获取数据。 ·Save Workspace As....：将工作空间中的所有变量数据 ： 保存在指定的路径下的相应的文件(.mat)中。 ·Set Path....：设置MATLAB的搜索路径。 ： ·Preferences...：允许用户对系统的一些性能参数进行设 ： 置，如数据格式、字体大小与颜色等。 返回上一次
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13
1.3 MATLAB特点 特点
7．功能丰富，可扩展性强 功能丰富， MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分 软件包括基本部分和专业扩展部分。 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， 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， 超越方程的求解，数据处理和傅里叶变换，数值 积分等等。 积分等等。 扩展部分称为工具箱(toolbox) 扩展部分称为工具箱(toolbox) ，用于解决某一 个方面的专门问题，或实际某一类的新算法。 个方面的专门问题，或实际某一类的新算法。现 在已经有控制系统、信号处理、图像处理、 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、小波分析等20 20余 辨识、模糊集合、神经元网络、小波分析等20余 个工具箱，并且还在继续发展中。 个工具箱，并且还在继续发展中。
21
MATLAB命令窗口的工具栏介绍
工具栏上按钮的含义部分： 工具栏上按钮的含义部分： 打开一个新的.m文件编辑器窗口 文件编辑器窗口。 打开一个新的 文件编辑器窗口。 在编辑器中打开一个已有的MATALB相关 在编辑器中打开一个已有的 相关 文件。 文件。 创建一个新的Simulink模块文件。 模块文件。 创建一个新的 模块文件 打开MATLAB的帮助。 的帮助。 打开 的帮助 设置当前路径
Quit：退出MATLAB。 ：退出 。
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显示行间距的格式控制
命令： 命令：format 紧凑格式 >> format compact 稀疏格式 >> format loose 默认格式） （默认格式）
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数据精度显示格式
MATLAB中所有的量为双字长浮点数，显示 中所有的量为双字长浮点数， 中所有的量为双字长浮点数 按下面显示规则： 按下面显示规则：
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1.3 MATLAB特点 特点
4．人机界面适合科技人员 ． 语言规则与笔算式相似： 语言规则与笔算式相似：MATLAB的程序与科技 的程序与科技 人员的书写习惯相近，因此，易写易读易交流。 人员的书写习惯相近，因此，易写易读易交流。 5．强大而简易的作图功能 ． (1) 能根据输入数据自动确定坐标绘图； 能根据输入数据自动确定坐标绘图； (2) 能规定多种坐标绘图； 能规定多种坐标绘图； (3) 能绘制三维坐标中的曲线和曲面； 能绘制三维坐标中的曲线和曲面； (4) 可设置不同颜色、线型、视角等。 可设置不同颜色、线型、视角等。 6．智能化程度高 ．
计算机仿真与模拟
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1
参考教材
Matlab及在电子信息课程中的应用，陈怀 及在电子信息课程中的应用， 及在电子信息课程中的应用 电子工业出版社， 琛，电子工业出版社，06.03 Matlab/simulink建模与仿真，张德丰，电 建模与仿真，张德丰， 建模与仿真 子工业出版， 子工业出版，09.06 Matlab程序设计与应用，刘卫国，高等教 程序设计与应用， 程序设计与应用 刘卫国， 育出版社， 育出版社，06.07
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2
课程内容简介
MATLAB基础知识 基础知识 基于MATLAB的数值运算 基于 的数值运算 利用MATLAB绘制图形 利用 绘制图形 利用MATLAB求解电路 信号处理的问题 求解电路/信号处理的问题 利用 求解电路 动态系统仿真： 动态系统仿真：Simulink基础 基础 基于Simulink的建模与仿真 基于 的建模与仿真
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6
MATLAB基础 基础
• • • • • 概述 MATLAB基本使用 基本使用 MATLAB的基本矩阵分析 的基本矩阵分析 矩阵操作 流程控制
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7
一、概述
MATLAB是一种以矩阵为基础的交互 是一种以矩阵为基础的交互 式系统计算平台, 式系统计算平台,它用于科学和工程的 计算与可视化在于快速开发计算方法 在于快速开发计算方法， 计算与可视化在于快速开发计算方法， 而不在于计算速度。 而不在于计算速度。
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1.3 MATLAB特点 特点
1．MATLAB是一种解释性语言 ． 是一种解释性语言 MATLAB以解释方式工作的，键入算式立即得结 以解释方式工作的， 以解释方式工作的 无需编译，它对每条语句解释后立即执行。 果，无需编译，它对每条语句解释后立即执行。 2．变量的“多功能性” ．变量的“多功能性” (1) 每个变量代表一个矩阵，它可以有 ×m元素 每个变量代表一个矩阵，它可以有n× 元素 (2) 每个元素都看作复数 (3) 矩阵行数、列数无需定义 矩阵行数、 3．运算符号的“多功能性” ．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 所有的运算，包括加、 对矩阵和复数有效。 对矩阵和复数有效。
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8
1.1 MATLAB的发展 的
70s末期，Cleve Moler开发了“通俗易 末期， 开发了 末期 开发 接口程序， 懂”Fortran接口程序，用于矩阵运算，取 接口程序 用于矩阵运算， 名为MATLAB，即MATrix LABoratory 名为 ， 1983年春天，工程师 年春天， 年春天 工程师John Little与Moler、 与 、 Steve Bangert一起用C语言开发了第二代 一起用 语言开发了第二代 一起 专业版MATLAB 专业版 1984年MathWorks公司成立，MATLAB正 公司成立， 年 公司成立 正 式推向市场 1993年 Matlab 4.0 年
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窗口布局
dock…… undock……
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2.2 Matlab的工作环境 的工作环境
命令窗中的菜单与功能 MATLAB命令窗口 命令窗口(Command Window) 命令窗口 是用户和MATLAB系统交互的主要窗口。 系统交互的主要窗口。 是用户和 系统交互的主要窗口 在命令窗口中可以直接输入相应的命令， 在命令窗口中可以直接输入相应的命令， 系统将自动显示信息。用户可以运行函数、 系统将自动显示信息。用户可以运行函数、 执行MATLAB的基本操作命令以及对 执行 的基本操作命令以及对 MATLAB系统的参数设置等操作。 系统的参数设置等操作。 系统的参数设置等操作 在命令窗口的菜单条下，一般有 个下拉子 在命令窗口的菜单条下，一般有6个下拉子 菜单： 菜单：File、Edit、Debug、Desktop、 、 、 、 、 Windows和Help。 和 。
代码：春季 ，秋季b 代码：春季a，秋季
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1.2 Matlab能做什么 能做什么
基本的数据处理 优化和解方程 动态过程仿真： 动态过程仿真：实时的和非实时的 数据来源： 数据来源：Excel、数据库、A/D等等 、数据库、 等等 嵌入式的控制： 嵌入式的控制：Pc/104和DSP 和 神经元网络、小波分析、 等等 神经元网络、小波分析、GA等等 虚拟现实仿真
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在命令窗口中>>提示符后面可以输入相关命令 在命令窗口中 提示符后面可以输入相关命令 运算结果立即得到
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命令窗口的编辑功能
MATLAB的特殊的功能键 的特殊的功能键 调出上一个（历史）命令行 ↑ 调出下一个命令行 ↓ Esc 恢复命令输入的空白状态 当输入命令的语句过长，需要两行或多行 才能输入，则要使用“…”作连接符号，按 回车键(Enter)转入下一行继续输入。
Matlab产品家族 产品家族
Matlab扩展支持在 Matlab扩展支持在 matlab中队系统的 matlab中队系统的 实施和开发。 实施和开发。 工具箱： 工具箱：专用的函 数库， 数库，解决特定领 域的问题。 域的问题。 Simulink非线性系 Simulink非线性系 统仿真 Blockset是专门为 Blockset是专门为 simulink建立的模 simulink建立的模 块。
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二、MATLAB基础使用 基础使用
2.1 MATLAB安装与启动 安装与启动 Matlab的安装 的安装
…………
Matlab的启动 的启动
1.
2.
选择桌面上的MATLAB应用程序图标， 应用程序图标， 选择桌面上的 应用程序图标 双击。 双击。 开始/程序 或单击 “开始 程序 /MATLAB/R2008a/Matlab R20来自百度文库8a”） ）
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为什么要学这门课？？？ 为什么要学这门课？？？
学会Matlab将让你 将让你 学会 终生受益!!! 终生受益
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学习Matlab的基本原因 学习Matlab的基本原因 Matlab的基
不希望学生在编程上花太多时间， 不希望学生在编程上花太多时间，课程目 的不是学习编程 社会化的运行带来的好处： 社会化的运行带来的好处：合理利用可以 节约大量的时间 面向对象的思想带来巨大的好处 紧密结合科学的前沿 From BBS:博士论文 博士论文=Matlab+word 博士论文
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2.2 Matlab的工作环境 的工作环境
通常情况下， 的工作环境主要有： 通常情况下，MATLAB的工作环境主要有： 的工作环境主要有 命令窗口（ 命令窗口（Command Window）、 ）、 当前路径窗口（ 当前路径窗口（Current Directory）、 ）、 工作区间浏览器（ 工作区间浏览器（Workspace）、 ）、 命令历史窗口（ 命令历史窗口（Command History）、 ）、 图形窗口(Figure)、 图形窗口 、 文本编辑窗口(Editor) 。 文本编辑窗口
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1.1 MATLAB的发展 续) 的发展(续
1995年 Matlab 4.2（带有 年 （带有Simulink） ） 1997年 Matlab 5.0 年 2000.10 matlab 6.0 2002.8 Matlab 6.5 2004.7 Matlab 7.0 2006年 Matlab R 系列，采用“R+年代 代 系列，采用“ 年代 年代+代 年 码”，
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Matlab的学习方法 的学习方法
必须做大量的练习， 必须做大量的练习，熟悉其中的函数 联系和自己的课题相关， 联系和自己的课题相关，深刻的体会 多看帮助文件， 多看帮助文件，一本好的参考书 会提问题， 会提问题，寻求大家的帮助 记住： 记住：Matlab可以做很多事情 可以做很多事情
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1.4 网络资源
1.
新闻组
MATLAB的新闻组是 的新闻组是comp.soft的新闻组是 sys.MATLAB。浏览器指向 。 http://www.dejanews.com http://www.google.com
2.
网络上的工具箱
http://www.mathtools.com/ http://www.mathworks.com/matlabcentr al/fileexchange/loadCategory.do
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2.2 Matlab的工作环境 的工作环境
标题栏 工具栏
当前路径 工作空间
命令 窗口
历史命令
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2.2 Matlab的工作环境 的工作环境
命令窗口下的File子菜单
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·New及其子菜单：允许用用户建立新的文件（M文件）、 及其子菜单： 及其子菜单 新的图形窗（Figure）、变量(variable)、仿真模型文件 (model)和图形用户界面文件(GUI)。 ·Open....：打开一个已经存在的文件。 ： ·Close Command Window：关闭命令窗口。 ： ·Import Data....：在MATALB工作空间中生成一变量，并 ： 从指定的路径和相应的文件中获取数据。 ·Save Workspace As....：将工作空间中的所有变量数据 ： 保存在指定的路径下的相应的文件(.mat)中。 ·Set Path....：设置MATLAB的搜索路径。 ： ·Preferences...：允许用户对系统的一些性能参数进行设 ： 置，如数据格式、字体大小与颜色等。 返回上一次
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1.3 MATLAB特点 特点
7．功能丰富，可扩展性强 功能丰富， MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分 软件包括基本部分和专业扩展部分。 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， 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， 超越方程的求解，数据处理和傅里叶变换，数值 积分等等。 积分等等。 扩展部分称为工具箱(toolbox) 扩展部分称为工具箱(toolbox) ，用于解决某一 个方面的专门问题，或实际某一类的新算法。 个方面的专门问题，或实际某一类的新算法。现 在已经有控制系统、信号处理、图像处理、 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、小波分析等20 20余 辨识、模糊集合、神经元网络、小波分析等20余 个工具箱，并且还在继续发展中。 个工具箱，并且还在继续发展中。
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MATLAB命令窗口的工具栏介绍
工具栏上按钮的含义部分： 工具栏上按钮的含义部分： 打开一个新的.m文件编辑器窗口 文件编辑器窗口。 打开一个新的 文件编辑器窗口。 在编辑器中打开一个已有的MATALB相关 在编辑器中打开一个已有的 相关 文件。 文件。 创建一个新的Simulink模块文件。 模块文件。 创建一个新的 模块文件 打开MATLAB的帮助。 的帮助。 打开 的帮助 设置当前路径
Quit：退出MATLAB。 ：退出 。
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显示行间距的格式控制
命令： 命令：format 紧凑格式 >> format compact 稀疏格式 >> format loose 默认格式） （默认格式）
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数据精度显示格式
MATLAB中所有的量为双字长浮点数，显示 中所有的量为双字长浮点数， 中所有的量为双字长浮点数 按下面显示规则： 按下面显示规则：
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1.3 MATLAB特点 特点
4．人机界面适合科技人员 ． 语言规则与笔算式相似： 语言规则与笔算式相似：MATLAB的程序与科技 的程序与科技 人员的书写习惯相近，因此，易写易读易交流。 人员的书写习惯相近，因此，易写易读易交流。 5．强大而简易的作图功能 ． (1) 能根据输入数据自动确定坐标绘图； 能根据输入数据自动确定坐标绘图； (2) 能规定多种坐标绘图； 能规定多种坐标绘图； (3) 能绘制三维坐标中的曲线和曲面； 能绘制三维坐标中的曲线和曲面； (4) 可设置不同颜色、线型、视角等。 可设置不同颜色、线型、视角等。 6．智能化程度高 ．
计算机仿真与模拟
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参考教材
Matlab及在电子信息课程中的应用，陈怀 及在电子信息课程中的应用， 及在电子信息课程中的应用 电子工业出版社， 琛，电子工业出版社，06.03 Matlab/simulink建模与仿真，张德丰，电 建模与仿真，张德丰， 建模与仿真 子工业出版， 子工业出版，09.06 Matlab程序设计与应用，刘卫国，高等教 程序设计与应用， 程序设计与应用 刘卫国， 育出版社， 育出版社，06.07
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课程内容简介
MATLAB基础知识 基础知识 基于MATLAB的数值运算 基于 的数值运算 利用MATLAB绘制图形 利用 绘制图形 利用MATLAB求解电路 信号处理的问题 求解电路/信号处理的问题 利用 求解电路 动态系统仿真： 动态系统仿真：Simulink基础 基础 基于Simulink的建模与仿真 基于 的建模与仿真
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MATLAB基础 基础
• • • • • 概述 MATLAB基本使用 基本使用 MATLAB的基本矩阵分析 的基本矩阵分析 矩阵操作 流程控制
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一、概述
MATLAB是一种以矩阵为基础的交互 是一种以矩阵为基础的交互 式系统计算平台, 式系统计算平台,它用于科学和工程的 计算与可视化在于快速开发计算方法 在于快速开发计算方法， 计算与可视化在于快速开发计算方法， 而不在于计算速度。 而不在于计算速度。
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1.3 MATLAB特点 特点
1．MATLAB是一种解释性语言 ． 是一种解释性语言 MATLAB以解释方式工作的，键入算式立即得结 以解释方式工作的， 以解释方式工作的 无需编译，它对每条语句解释后立即执行。 果，无需编译，它对每条语句解释后立即执行。 2．变量的“多功能性” ．变量的“多功能性” (1) 每个变量代表一个矩阵，它可以有 ×m元素 每个变量代表一个矩阵，它可以有n× 元素 (2) 每个元素都看作复数 (3) 矩阵行数、列数无需定义 矩阵行数、 3．运算符号的“多功能性” ．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 所有的运算，包括加、 对矩阵和复数有效。 对矩阵和复数有效。
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1.1 MATLAB的发展 的
70s末期，Cleve Moler开发了“通俗易 末期， 开发了 末期 开发 接口程序， 懂”Fortran接口程序，用于矩阵运算，取 接口程序 用于矩阵运算， 名为MATLAB，即MATrix LABoratory 名为 ， 1983年春天，工程师 年春天， 年春天 工程师John Little与Moler、 与 、 Steve Bangert一起用C语言开发了第二代 一起用 语言开发了第二代 一起 专业版MATLAB 专业版 1984年MathWorks公司成立，MATLAB正 公司成立， 年 公司成立 正 式推向市场 1993年 Matlab 4.0 年
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窗口布局
dock…… undock……
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2.2 Matlab的工作环境 的工作环境
命令窗中的菜单与功能 MATLAB命令窗口 命令窗口(Command Window) 命令窗口 是用户和MATLAB系统交互的主要窗口。 系统交互的主要窗口。 是用户和 系统交互的主要窗口 在命令窗口中可以直接输入相应的命令， 在命令窗口中可以直接输入相应的命令， 系统将自动显示信息。用户可以运行函数、 系统将自动显示信息。用户可以运行函数、 执行MATLAB的基本操作命令以及对 执行 的基本操作命令以及对 MATLAB系统的参数设置等操作。 系统的参数设置等操作。 系统的参数设置等操作 在命令窗口的菜单条下，一般有 个下拉子 在命令窗口的菜单条下，一般有6个下拉子 菜单： 菜单：File、Edit、Debug、Desktop、 、 、 、 、 Windows和Help。 和 。
代码：春季 ，秋季b 代码：春季a，秋季
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1.2 Matlab能做什么 能做什么
基本的数据处理 优化和解方程 动态过程仿真： 动态过程仿真：实时的和非实时的 数据来源： 数据来源：Excel、数据库、A/D等等 、数据库、 等等 嵌入式的控制： 嵌入式的控制：Pc/104和DSP 和 神经元网络、小波分析、 等等 神经元网络、小波分析、GA等等 虚拟现实仿真
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在命令窗口中>>提示符后面可以输入相关命令 在命令窗口中 提示符后面可以输入相关命令 运算结果立即得到
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命令窗口的编辑功能
MATLAB的特殊的功能键 的特殊的功能键 调出上一个（历史）命令行 ↑ 调出下一个命令行 ↓ Esc 恢复命令输入的空白状态 当输入命令的语句过长，需要两行或多行 才能输入，则要使用“…”作连接符号，按 回车键(Enter)转入下一行继续输入。