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MATLAB 编程及应用 丁 磊 Email：dinglei@sdu.edu.cn 电气工程楼304 * * 课程考核方式 平时上机实验占50% 笔试占50% * * 参考书： 李海涛 邓樱，MATLAB程序设计教程，高等教育出版社，2002 张志涌等．掌握和精通MATLAB．北京：北京航空航天大学出版社，1997 苏金明 阮沈勇 编著，MATLAB6.1实用指南，电子工业出版社，2002 * * MATLAB 概述 * * MATLAB简介 目前世界上用于数学计算的通用软件可以分为两大类： 数值计算软件：MATLAB, Gauss, SciLab等； 符号计算软件：Maple, Mathematica等。 数值型运算以数值数组为计算对象，每一次运算都有一定的截断误差，重复多次运算易产生累积误差。 符号运算以符号对象或符号表达式为运算对象，给出解析解。不会出现截断误差，可以得出完全的封闭解或任意精度的数值解。 符号运算的时间较长，而数值型运算速度快。 * * ????MATLAB 名字由 MATrix 和 LABoratory 两词的前三个字母组合而成。20世纪70年代中期：美国新墨西哥大学计算机科学系主任 Cleve Moler 教授在给学生开线性代数课程时，想教学生使用LINPACK 和 EISPACK。 LINPACK是解线性方程的FORTRAN程序库， EISPACK 则是解特征值问题的程序库。 Cleve Moler不希望学生在Fortran上花太多时间，就研究开发了调用 LINPACK 和 EISPACK 的 ““通俗易用”的接口——用 FORTRAN 编写的萌芽状态的 MATLAB 。 ????1983 年由 Little 、 Moler 、 Steve Bangert 合作，采用 C 语言编写MATLAB 的内核。1984年成立了MathWorks 公司，把 MATLAB 推向市场。 ????MATLAB 以商品形式出现后，仅短短几年，就以其良好的开放性和运行的可靠性，使原先控制领域里的封闭式软件包纷纷淘汰，而改以 MATLAB 为平台加以重建。 * * 其他的数学软件 Mathematica、Mathcad 的数学计算能力也很专业，但就影响而言，至今仍然没有一个别的计算软件可与 MATLAB 匹敌。 欧美大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书都把 MATLAB 作为内容。MATLAB 是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。 在国际学术界， MATLAB 已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物），都可以看到 MATLAB 的应用。 在设计研究单位和工业部门， MATLAB 被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。如美国 National Instruments 公司信号测量、分析软件 LabVIEW ， Cadence 公司信号和通信分析设计软件 SPW 等，或者直接建筑在 MATLAB 之上，或者以 MATLAB 为主要支撑。又如 HP 公司的 VXI 硬件， TM 公司的 DSP ， Gage 公司的各种硬卡、仪器等都接受 MATLAB 的支持。 * * MATLAB的含义是矩阵实验室（MATRIX LABORATORY），主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无须定义维数的矩阵。 MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组（或称阵列），这使的MATLAB高度“向量化”。 经过十几年的完善和扩充，现已发展成为线性代数课程的标准工具。 它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。 * * MATLAB的发展简介 1980年前后，MATLAB的雏形 (FORTRAN） 1984年成立MathWorks公司，推出MATLAB第1版(DOS版)。 1993年推出4.0版 –加入SIMULINK 、符号计算和notebook （ 1 ）推出了 SIMULINK 。这是一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境。它的出现使人们有可能考虑许多以前不得不做简化假设的非线性因素、随机因素，从而大大提高了人们对非线性、随机动态系统的认知能力。 （ 2 ）开发了与外部进行直接数据交换的组件，打通了 MATLAB 进行实时数据分析、处理和硬件开发的道路。 * * （ 3 ）推出了符号计算工具包。 1993 年 MathWorks 公司从加拿大滑铁卢大学购得 Maple 的使用权，以 Maple 为