MATLAB 语言及其应用
260页1、MATLAB 语言及其应用,第一讲 Matlab概述,1.1 前言 1.2 Matlab软件概述 1.3 Matlab的桌面环境及入门知识,1.1 Matlab 简介,在欧美各高等院校,Matlab 已经成为线性代数、数值分析、数理统计、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具。,Matlab是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言,自1984 年推向市场以来,历经二十多年的发展与竞争,现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。,Matlab: Matrix Laboratory 矩阵实验室,Matlab发展,1.1 Matlab 简介,MATLAB Compiler这种编译器可以将MATLAB程序文件编译生成标准的C/C+语言文件,而生成的标准的C/C+文件可以被任何一种C/C+编译器编译生成函数库或可执行文件,以提高程序的运行效率。,1.2 MATLAB产品的体系结构,MATLAB,MATLAB Toolboxes,MATLAB Compiler,Simulink,Simulink Blocksets,Real-Time W
2、orkshop (RTW),Stateflow,Stateflow Coder,图1.1 MATLAB产品体系结构,围绕着MATLAB这个计算核心,形成针对不同应用领域的算法程序包,称为专用工具箱(Toolbox)。MATLAB本身所提供的工具箱大概有40多个,另外还有其他公司或研究单位开发提供的工具箱,这些工具箱的总数已有100多个,而且新的工具箱还在不断增加。如果你有特别的应用领域,可以首先到网上查找是否已有相关的工具箱,很可能已有人将你要做的应用程序作成工具箱了。,Simulink是窗口图形方式的、专门用于连续时间或离散时间的动态系统建模、分析和仿真的核心。,Real-Time Workshop是一种实时代码生成工具,它能够根据Simulink模型生成程序源代码,并打包、编译所生成的源代码生成实时应用程序。,从现有的Simulink 和Stateflow自动生成C语言程序代码的功能、定点运算模块集(Fixed-point Blockset)与C语言程序代码到VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description L
3、anguage,一种标准的硬件电路设计语言 )的自动转换功能,可以看出,高级的系統仿真或低级的芯片算法设计,都可用MATLAB、Simulink、Stateflow及相关的工具箱来完成。,Stateflow是基于有限状态机理论针对复杂的事件驱动系统进行建模、仿真的工具。,Stateflow Coder是基于Stateflow状态图生成高效、优化的程序代码。,围绕着Simulink仿真核心所开发的应用程序包,称为模块集(Blocksets),MATLAB产品提供许多专用模块集,如Communication Blockset、DSP Blockset、SimPowerSystem Blockset、Signal Processing Blockset等,详见MATLAB在线帮助文档。,是MATLAB产品家族的计算核心与基础,是集高性能数值计算与数据可视化于一体的高效编程语言。,功能强大 数值运算优势 符号运算优势(Maple) 强大的2D、3D数据可视化功能 许多具有算法自适应能力的功能函数 编程易、效率高 Matlab以数组为基本计算单元 具有大量的算法优化的功能函数,语言简单、内涵丰富
4、 语言及其书写形式非常接近于常规数学书写形式; 其操作和功能函数指令就是常用的计算机和数学书上一些简单英文单词,如:help、clear等; 完备的帮助系统,易学易用。 扩充能力、可开发能力较强 MATLAB完全成了一个开放的系统 用户可以开发自己的工具箱 可以方便地与Fortran、C等语言接口,1.3 MATLAB的桌面环境及入门知识,启动与退出MATLAB 命令窗口及使用 数值表示、变量、表达式 命令历史窗口 工作空间 获取在线帮助,菜单栏,工具栏,文件编辑窗口,工作空间,历史命令 窗口,Start 菜单,命令窗口,命令提示符,1.3.1 启动与退出,1.3.2 命令窗口的使用,激活命令窗口。 “” 与闪烁的光标一起表明系统就绪,等待输入。 命令窗口脱离MATLAB桌面。 简单计算 【例1.1】计算 (1)在MATLAB命令窗口输入 以下内容: (12+2*(7-4)/32 (2)按【Enter】键,指令执行。 (3)返回的计算结果: ans= 2,1.3.2 命令窗口 (续),说明 在命令窗口【Enter】键提交命令执行。 Matlab所用运算符(如+、-、等)是各种计算程序中
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