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第6章MATLAB简介课件
在科学计算和工程设计中,需解决大量的数值计算问题:
如 有限元法解偏微分方程 多元线性方程组
高阶常微分方程 快速富氏变换
控制系统仿真
因为理论上的解析解很多情况下根本就无法得到,只能依靠计算机求出数值解。
数值计算技术研究解决各种数值问题求解的算法,形成了专用的软件包:
EISPACK (基于特征值计算的软件包)
LINPACK (线性代数软件包)
这两个软件包都是用FORTRAN语言编写的。使用时存在如下问题:; 使用不方便------- 对不熟悉软件包的用户来说,直接用它 编写程序困难,容易出错。调用过程繁琐------- 编写程序(主程序 + 过程),编译和 连接,调试,才能得到结果。 数据传递困难------- 各个独立功能的可执行程序间的数据传送不易实现。可视化功能弱-------- 计算结果的图形显示靠用户自己实现。 MATLAB语言的出现,彻底改变了上述软件包存在问题,将数 值计算技术的应带入了一个新纪元。;6.1 MATLAB 语言简介
6.1.1 MATLAB 语言的形成和发展
Cleve Moler教授在新墨西哥大学讲授线性代数(含大量的矩阵运算)课时,发现采用高级语言(FORTRAN)编程很不方便。学生把大量的时间用于程序的实现细节上,对所学的算法掌握不好。
为使学生摆脱编程的困扰,他构思、开发了MATLAB(MATrix LABoratory)。主要利用了EISPACK和LINPACK软件包里的可靠的子程序,用FORTRAN语言编写开发了集命令翻译、计算于一体的交互式软件系统。
交互式: 即键入一条命令,计算机立刻执行命令给出该命令的结果。
在MATLAB环境下矩阵的运算变得异常容易:
a=[1 2 1;2 2 1;2 1 2];
b=[3 3 1;3 2 1;1 1 3];
; ; 其他科学家、学者、工程师发现了MATLAB的强大计算、图形功能,看到了其潜在的应用领域,使之不断发展、完善,逐步走向成熟。
Cleve Moler 和John Little 等成立了The Mathworks 公司,于1984 年推出了 第一个商业版的MATLAB(用C语言作了全部改写)。
1992年 MATLAB 4.0
1993年 微机版
1994年 MATLAB 4.2
1995年 MATLAB 5.0
1996年 MATLAB 5.3
目前,MATLAB已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具。由于它具有极其丰富的工具箱、命令(函数)集,在复杂的数值计算中远比C语言来得方便。有人称其为‘第四代’计算机语言。作为理工科的学生,学会并掌握MATLAB语言,对学习其他课程及今后的工作都有极大的帮助。 ; ;6.1.3 MATLAB 语言的工具箱
Control System Toolbox Signal Processing Toolbox
Fuzzy Logic Toolbox Neural Network Toolbox
Symbolic Toolbox Statistic Toolbox
Optimization Toolbox
6.1.4 MATLAB 基本功能演示
A=magic(3)
A =
8 1 6
3 5 7
4 9 2
[sum(A),sum(A),trace(A),trace(rot90(A))]
ans =
15 15 15 15 15 15 15 15
;B=magic(9)
B =
47 58 69 80 1 12 23 34 45
57 68 79 9 11 22 33 44 46
67 78 8 10 21 32 43 54 56
77 7 18 20 31 42 53 55 66
6 17 19 30 41 52 63 65 76
16 27 29 40 51 62 64 75 5
26 28 39 50 61 72
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