1、科学工程计算与MATLAB,科学研究和工程实践中的计算问题简单问题：计算器或直接手工推导复杂问题：计算机编程计算机编程高级编程语言 Microsoft: Visual C+、Visual BasicSun: Java科学计算软件工具MathWorks: MATLAB,科研和工程技术人员的首选 MATLAB,MATLAB具有用法简单、灵活、结构性强、延展性好等优点，逐渐成为科技计算、视图交互系统和程序中的首选语言工具。功能强大的数值运算功能 强大的图形处理能力 高级但简单的程序环境丰富的工具箱与模块集 易于扩充,2018/6/17,主要内容,1 概述,2 基本运算,3 数据的可视化,4 符号运算
2、,5M文件的编写,6 图形用户界面设计（GUI),1.2 MATLAB语言的工作环境,1.2.1 MATLAB系统的安装,1.2.2 MATLAB系统的启动,1.2.3 MATLAB的命令窗口,1.2.4 工作空间,1.2.5 命令窗口与当前路径窗口,1.2.6 图形窗口,1.2.7 文本编辑窗,图1.1 MATLAB应用程序图标,1.2.2 MATLAB系统的启动,启动MATLAB系统的方法如下：选择桌面上（或“开始/程序/MATLAB”中）的MATLAB应用程序图标，双击（或单击）。MATLAB启动后，将显示如图1.2所示的操作界面，它表示MATALB系统已建立，用户可与MATALAB系统
3、进行交互操作。,1.2.3 MATLAB的命令窗口,1.命令窗中的菜单与功能 MATLAB命令窗口(Command Window)是用户和MATLAB系统交互的主要窗口。在该窗口中，用户可以运行函数、执行MATLAB的基本操作命令以及对MATLAB系统的参数设置等操作。在命令窗口的菜单条下，共有6个下拉子菜单：File、Edit、View、Web、Windows和Help。,New及其子菜单：允许用用户打开一个新的文件（M文件）、新的图形窗（Figure）、仿真模型文件(.mdl)和图形用户界面文件(GUI)。Open.：从指定的相应路径和文件名打开一个已经存在的文件。Close Comman
4、d 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。,View菜单：View菜单所包含的选择项如图1.4所示，各选项的含义：,Desktop Layout及其子菜单：允许用户在桌面上同时显示不同的窗口。Undock Command Window：单独显示命令窗口。Cu
5、rrent Directory Filter及其子菜单：允许用户设置当前目录浏览器中浏览的文件类型。Workspace View Options及其子菜单：允许用户设置工作空间窗口中所显示变量的属性(大小、比特数、变量类型)以及以显示变量的方式(按变量名、大小)。,图1.5 MATLAB命令窗口工具栏,打开一个新的.m文件编辑器窗口。,在编辑器中打开一个已有的MATALB相关文件。,剪切。,复制。,粘贴。,撤销上一步操作。,恢复上一步操作。,创建一个新的Simulink模块文件。,打开MATLAB的帮助。,MATLAB6.1命令窗口的工具栏如图1.5所示。,2.命令窗的编辑特殊功能键与命令窗口
6、的设置 命令窗口是MATLAB的主窗口，当用户使用命令窗口进行工作时，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。,MATLAB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。,例:计算半径2.5公尺的圆面积,命令窗口（Command Window）MATLAB在命令窗口中的语句形式为：变量表达式;说明：命令窗口中的每个命令行前会出现提示符“”，没有“”符号的行则是显示的结果。,例1-1 在命令窗口中输入不同的命令和数值，并查看其显示方式
7、。 a=0.5a = 0.5000 b=sinb =sin if a1 c=true%如果a a=sin(60*pi/180)a = 0.8660 format long aa = 0.86602540378444 format short e aa = 8.6603e-001程序分析：long格式为15位数字显示，short e为5位科学计数显示。,练习,1.2.4 工作空间,它允许用户查看当前MATLAB工作空间的内容，它的作用与命令“whos”相同（“whos”的作用是：在命令窗口中直接键入“whos”，回车后即可在命令窗口中查看当前MATLAB工作空间的内容），不同的是用图形化的表示方
8、法来显示。而且，通过它可以对工作空间中的变量进行删除、保存、修改等操作。,图1.7 工作空间,图1.8 数组编辑器,使用滑鼠點擊兩下,命令历史窗口(Command History)主要显示曾经在Command Window窗口执行过的命令。当前路径窗口(Current Directory)主要显示当前工作在什么路径下，包括M文件的打开路径等。当前路径窗口允许用户对MATLAB的路径进行查看和修改，如果修改了路径会立即产生作用。通常启动MATLAB之后的默认当前路径是MATLABwork，如果不改变当前目录，用户自己的工作空间和文件都将保存到该目录。,1.2.5 命令窗口与当前路径窗口,程序的运
9、行方法为了运行已有程序，用户可事先设置好MATLAB的搜索路径，然后再运行程序。方法一：在当前路径窗口(Current Directory)将文件所在的路径设置为当前路径；方法二：单击File菜单中的Set Path项，弹出路径设置对话框如图1.11所示。,图1.10 文件不存在对话框,图1.11 Set Path对话框,1.2.6 图形窗口,MATLAB图形窗(Figure)主要用于显示用户所绘制的图形。通常，只要执行了任意一种绘图命令，图形窗就会自动产生。绘图都在这一个图形窗中进行。如果再建一个图形窗，则可键入figure命令，MATLAB会新建一个图形窗，并自动给它排出序号。,1.2.7
10、 文本编辑窗口MATLAB命令编辑有行命令方式和文件方式两种：1、行命令方式。在命令窗口中一行一行地输入命令，计算机对每一行命令作出反应。2、 MATLAB文本编辑器。MATLAB文本编辑器的功能就是完成编写、修改和调试这种文件程序就要用到M文件编辑器/调试器。文本编辑器/调试器的启动可以从命令窗口中选择新建或打开文件按钮进入，或在命令窗口中键入：edit(回车)。其编辑模式如图1.13所示。,1.3 MATLAB的基本操作命令,MATLAB的命令基本上可以分为五类，包括管理命令和函数、管理变量和工作空间的命令、控制命令窗口的命令、对文件和环境操作的命令以及退出MTALAB的命令。,1窗口命令
11、clf：清除当前Figure窗口里的所有非隐藏图形对象。Close：关闭当前的Figure窗口。Close all：关闭所有的Figure窗口。Clc：清除命令窗口里的内容，光标回到窗口的左上角。,2工作空间管理命令who：列出当前工作空间里的所有变量。Whos：列出当前工作空间里的所有变量及大小、类型和所占的存储空间。Clear：从工作空间清除所有变量。Clear all：从工作空间清除所有变量、函数和MEX文件。Save：将工作空间里的变量保存到磁盘文件。Load：将磁盘文件里的变量加载到工作空间。Workspace：显示Workspace浏览器。Quit：退出MATLAB。,重要指令(1
12、),whos,clear,help命令主要有以下几种格式：格式一：help不带任何参数，这时将显示MATLAB的所有目录项。格式二：help+目录名显示出指定目录中的所有命令及其函数。格式三：help+命令名 或 help+函数名 或 help+符号显示出有关指定命令/函数/符号的详细信息，包括命令格式及注意事项。,用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形,save ：把工作空间中的数据存入MAT文件save 文件名 变量1 变量2参数load：从数据文件中装载变量到工作空间load 文件名 变量1 变量2,一个简单的实例,在MATLAB 的工作界面中做一个练习t=0:1:10y=sin(
13、0.5*t)t和y是什么类型？format longy在workspace中绘制y将变量y保存到MAT文件中在历史命令窗口选中创建M文件，添加一行注释%计算sin(0.5*t),保存,Matlab 在数字信号处理课程中的应用举例,常见连续信号 离散信号 离散卷积,常见连续信号,周期信号：正弦信号，周期方波ex1. 产生一个幅度为2，频率为4Hz,相位为 的正弦信号,非周期信号：指数信号，阶跃信号，取样函数Sa(x)等ex2. 产生一个高度为1，宽度为3，延时为2秒的矩形脉冲 信号,ex3 取样函数：用sinc(x)命令,随机信号： rand产生均匀分布的白嘈声，randn产生高斯分布的白噪声,
14、离散信号,周期序列 ex4 产生一个幅度为2，频率为4Hz,相位为 的正弦信号,离散卷积,matlab 中卷积运算的指令是c=conv(a,b),其中a和b是有限长的序列。 计算下面两个序列的卷积 a=-2 0 1 1 3; b=1 2 0 -1; 两个序列的都从0开始的,练习：,在MATLAB的命令窗口中执行_命令，使数值5.3显示为5.300000000000000e+000。A. format long B. format long e C. format short D. format short e,答案：B,小结一、初步了解matlab开发环境，语言特点等二、熟悉matlab界面，熟练在个窗口进行操作三、掌握命令行的语句格式，各种标点符号，修改计算结果的显示方式五、会用help，能找到自己所需的资料。,
