MATLAB 程序设计语言 任课教师：刘毅 yliu@xidian.edu.cn 西安电子科技大学 ISN国家重点实验室

MATLAB简介 MATLAB名字是由MATrix和LABoratory两个词的前三个字母组合而成的，是一门计算语言。它是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境，被誉为“巨人肩上的工具”。 由于使用Matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不象学习其它高级语言—如Basic、Fortran和C等那样难于掌握，用Matlab编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题，所以又被称为演算纸式科学算法语言。在这个环境下，对所要求解的问题，用户只需简单地列出数学表达式，其结果便以数值或图形方式显示出来。

MATLAB简介 MATLAB自问世以来,就是以数值计算称雄。MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组（或称阵列），这使得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。由于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。美国许多大学的实验室都安装有MATLAB供学习和研究之用。在那里,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。

MATLAB发展 Matlab的首创者是在数值线性代数领域颇有影响的Cleve Moler博士 Moler博士等一批数学家和软件家组成了Mathworks软件公司，专门从事Matlab的扩展与改进 1980年推出了第一个版本 1997年推出了Matlab V5.0 现在已经推出了Matlab R2007a www:mathworks.com

MATLAB特点 以复数矩阵（阵列）作为基本编程单元，使矩阵操作变得轻而易举 Matlab语句书写简单 Matlab语句功能强大

课程安排 Chapter1 Matlab 系统概述 Chapter2 Matlab 基本操作 Chapter3 Matlab 图形系统

Chapter1 Matlab系统概述 Matlab系统组成 Matlab搜索路径 Matlab工作空间 Matlab集成环境

Matlab系统组成 MATLAB系统主要成分包括： MATLAB开发环境 MATLAB数学函数库 编程与数据类型 文件I/O 图形处理 三维可视化 创建图形用户界面 外部接口

Simulink Simulink是一种强有力的仿真工具，它能让使用者在图形方式下以最小的代价来模拟真实动态系统的运行。Simulink准备有数百种预定义系统环节模型，最先进有效的积分算法和直观的图示化工具。依托Simulink强健的仿真能力，用户可在原型机制造之前就可建立系统的模型，评估设计并修补瑕疵。 Simulink 作为一种图形化的仿真工具，可用于对动态系统建模和控制规律的研究制定。由于支持线性、非线性、连续、离散、多变量和混合式系统结构，Simulink几乎可分析任何一种类型的真实动态系统。

工具箱（Toolboxes） 工具箱是针对各个应用领域中的问题，扩展MATLAB环境的MATLAB函数的集合。在工具箱种，Matlab提供了许多实用的函数，它给各个领域应用人员带来了方便。 Control system Communications Financial Image Processing Neural Network Signal Processing Wavelet

Matlab搜索路径 Matlab是通过搜索路径来查找M文件的，其提供了很强的有关搜索路径的管理功能。 当你输入标识符“Value”时， Matlab会按照下列步骤处理： 1: 察看是否是变量; 2: 察看是否是内部函数; 3: 察看当前目录下是否有文件:Value.m; 4: 察看查找目录下是否有文件:Value.m。

Matlab搜索路径 Matlab还专门提供了管理搜索路径的路径浏览器。

Matlab搜索路径 通过what命令可以显示出搜索路径上的文件名 如： what what matlab/elfun 要显示指定文件的内容，可采用type命令 type rank 要对文件进行编辑，可采用edit命令 如： edit rank

Matlab集成环境 Matlab的集成环境就是Matlab的编程环境，在这一环境中提供了许多编写、调试和执行Matlab程序的便利工具。

MATLAB集成环境 工作空间窗口 Matlab命令窗口 命令历史记录窗口

Matlab命令窗口 运行MATLAB的可执行文件，自动创建MATLAB指令窗口（Command Window）。这种指令窗如图所示：（演示）命令窗口的工作空间是输入命令和输出结果的窗口，在这里输入的命令会立即得到执行，并输出。 初学者，可以在指令窗键入demo，这可是学习的好帮手。 一旦发现指令不知如何使用时，help命令将告诉你使用。

Matlab集成环境 在MATLAB下进行基本数学运算，只需将运算式直接打入提示号（>>）之后，并按入Enter键即可。 MATLAB可以将计算结果以不同的精确度的数字格式显示，我们可以在指令视窗上的功能选单上的Flie下选Preferences，更改 Numerical Format的属性，或者直接在指令视窗中通过format命令加以控制。 MATLAB利用了↑↓二个游标键可以将所用过的指令叫回来重覆使用。按下↑则前一次指令重新出现，之后再按Enter键，即再执行前一次的指令。而↓键的功用则是往后执行指令。 Ctrl-C（即同时按Ctrl及C二个键）可以用来中止执行中的MATLAB的工作。

Matlab工作空间 Matlab工作空间包含着本次Matlab任务过程中所建立的变量，Matlab给出了一组命令来管理、处理这些变量，同时还提供了专门的工作空间浏览器。

编辑M文件 将Matlab语句按一定的顺序结合在一起，就得到了Matlab程序，其文件名的后缀为m，故称为M文件 编辑器中，会以不同的颜色表示不同的内容，这分成五种：命令、关键字、不完整字符串、完整字符串及其它文本。这样容易发现输入错误，缩短调试时间 启动编辑器方式（2种） 编辑器中可以直接计算表达式的值，结果显示在命令窗口中 (Text -> Evalution Selection) 可设置自动缩排的格式，以增加M文件的可读性 (Text -> Smart Indent)

Matlab工作环境 Matlab工作环境

Matlab通用命令 管理命令和函数 管理变量和工作空间 控制命令窗口 使用文件和工作环境 启动和退出Matlab

管理命令和函数 help Matlab函数和M文件在线帮助 version 版本号 path 控制Matlab的目录搜索路径 addpath 将目录添加到Matlab的搜索路径上 rmpath 从Matlab的搜索路径上删除目录 whatsnew 显示出Matlab＆工具箱的Readme文件 what M文件、MAT文件和MEX文件的目录列表 which 函数和文件定位 type 列出文件 doc 列出超文本说明 lookfor 从所有帮助目录中查找关键字 lasterr 显示上一个出错信息 error 显示出错信息 profile 测量并显示出M文件执行的效率

管理变量和工作区间 who, whos 列出内存中的变量目录 disp 显示文本或阵列 clear 从内存中删除项目 mlcok 防止M文件被删除 munlock 允许删除M文件 length 求向量长度 size 求阵列尺寸 save 将工作空间变量保存到磁盘 load 从磁盘中恢复变量 pack 释放工作空间内存

控制命令窗口 echo 执行过程中显示M文件 format 控制输出显示格式 more 控制命令窗口的分页显示

使用文件和工作环境 diary 在磁盘文件中保存任务 dir 目录列表 cd 改变工作目录 mkdir 建立目录 copyfile 复制文件 delete 删除文件和图形对象 edit 编辑M文件 inmem 获得内存中的函数 matlabroot 获得Matlab安装目录 fullfile 从部分中构造文件全名 fileparts 文件名部分 tempdir 返回系统临时工作目录名 tempname 产生临时文件的唯一文件名

启动和退出Matlab命令 quit 终止（结束）Matlab 注：不保留工作空间的内容