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第一章 基础准备及入门

本章有两个目的：一是讲述MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二是简明系统地介绍高度集成的Desktop操作桌面的功能和使用方法。
本章的前两节分别讲述：MATLAB的正确安装方法和MATLAB 环境的启动。因为指令窗是MATLAB最重要的操作界面，所以本章用第 1.3、1.4 两节以最简单通俗的叙述、算例讲述指令窗的基本操作方法和规则。这部分内容几乎对MATLAB各种版本都适用。
MATLAB6.x 不同于其前版本的最突出之处是：向用户提供前所未有的、成系列的交互式工作界面。了解、熟悉和掌握这些交互界面的基本功能和操作方法，将使新老用户能事半功倍地利用MATLAB去完成各种学习和研究。为此，本章特设几节用于专门介绍最常用的交互界面：历史指令窗、当前目录浏览器、工作空间浏览器、内存数组编辑器、交互界面分类目录窗、M文件编辑/调试器、及帮助导航/浏览器。
本章是根据MATLAB6.5版编写的，但大部分内容也适用于其他6.x版。
1.1 MATLAB的安装和内容选择

图 1.1-1
1.2 Desktop操作桌面的启动
1.2.1 MATLAB的启动
1.2.2 Desktop操作桌面简介
一 操作桌面的缺省外貌

图1.2-1
二 通用操作界面
1.3 Command Window运行入门
1.3.1 Command Window指令窗简介

图 1.3-1
1.3.2 最简单的计算器使用法
【例1.3.2-1】求的算术运算结果。
（1）用键盘在MATLAB指令窗中输入以下内容
>> (12+2*(7-4))/3^2

（2）在上述表达式输入完成后，按【Enter】键，该就指令被执行。
（3）在指令执行后，MATLAB指令窗中将显示以下结果。
ans =
2

【例1.3.2-2】简单矩阵的输入步骤。
（1）在键盘上输入下列内容
A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]

（2）按【Enter】键，指令被执行。
（3）在指令执行后，MATLAB指令窗中将显示以下结果：
A =
1 2 3
4 5 6
7 8 9

【例1.3.2-3】矩阵的分行输入。
A=[1,2,3
4,5,6
7,8,9]
A =
1 2 3
4 5 6
7 8 9

【例1.3.2-4】指令的续行输入
S=1-1/2+1/3-1/4+ ...
1/5-1/6+1/7-1/8
S =
0.6345

1.3.3 数值、变量和表达式
一 数值的记述
二 变量命名规则
三 MATLAB默认的预定义变量
四 运算符和表达式
五 复数和复数矩阵
【例1.3.3-1】复数表达，及计算。
（1）
z1= 3 + 4i
z1 =
3.0000 + 4.0000i

（2）
z2 = 1 + 2 * i
z3=2*exp(i*pi/6)
z=z1*z2/z3
z2 =
1.0000 + 2.0000i
z3 =
1.7321 + 1.0000i
z =
0.3349 + 5.5801i

【例1.3.3-2】复数矩阵的生成及运算
A=[1,3;2,4]-[5,8;6,9]*i
B=[1+5i,2+6i;3+8*i,4+9*i]
C=A*B
A =
1.0000 - 5.0000i 3.0000 - 8.0000i
2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 9.0000i
B =
1.0000 + 5.0000i 2.0000 + 6.0000i
3.0000 + 8.0000i 4.0000 + 9.0000i
C =
1.0e+002 *
0.9900 1.1600 - 0.0900i
1.1600 + 0.0900i 1.3700

【例1.3.3-3】求上例复数矩阵C的实部、虚部、模和相角。
C_real=real(C)
C_imag=imag(C)
C_magnitude=abs(C)
C_phase=angle(C)*180/pi %以度为单位计算相角
C_real =
99 116
116 137
C_imag =
0 -9
9 0
C_magnitude =
99.0000 116.3486
116.3486 137.0000
C_phase =
0 -4.4365
4.4365 0

【例1.3.3-4】 用MATLAB计算能得到 –2 吗？
（1）
a=-8;
r=a^(1/3)
r =
1.0000 + 1.7321i

（2）
m=[0,1,2];
R=abs(a)^(1/3);
Theta=(angle(a)+2*pi*m)/3;
rrr=R*exp(i*Theta)
rrr =
1.0000 + 1.7321i -2.0000 + 0.0000i 1.0000 - 1.7321i

（3）
t=0:pi/20:2*pi;x=R*sin(t);y=R*cos(t);
plot(x,y,'b:'),grid
hold on
plot(rrr(1),'.','MarkerSize',50,'Color','r')
plot(rrr([2,3]),'o','MarkerSize',15,'Color','b')
axis([-3,3,-3,3]),axis square
hold off

图 1.3-2
1.3.4 计算结果的图形表示
【例1.3.4-1】画出衰减振荡曲线及其它的包络线。的取值范围是。（图1.3-3）
t=0:pi/50:4*pi;
y0=exp(-t/3);
y=exp(-t/3).*sin(3*t);
plot(t,y,'-r',t,y0,':b',t,-y0,':b')
grid

图1.3-3

【例1.3.4-2】画出所表示的三维曲面（图1.3-4）。的取值范围是。
clear;x=-8:0.5:8;
y=x';
X=ones(size(y))*x;
Y=y*ones(size(x));
R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; %<5>
Z=sin(R)./R; %<6>
surf(X,Y,Z); %
colormap(cool) %
xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

图 1.3-4
1.4 Command Window操作要旨
1.4.1 指令窗显示方式的操作
一 缺省显示方式
二 显示方式的设置
1.4.2 数值计算结果的显示格式
1.4.3 指令行中的标点符号
1.4.4 指令窗的常用控制指令
1.4.5 指令窗中指令行的编辑

【例1.4.5-1】指令行操作过程示例。
1.5 Command History和实录指令diary
1.5.1 Command History历史指令窗简介

图1.5-1
1.5.2 历史指令行的再运行

【例1.5.2-1】再运行图1.5-2所示历史指令窗中的三行指令。

图1.5-2

1.5.3 指令窗实录指令diary
1.6 Current Directory、路径设置器和文件管理
1.6.1 Current Directory当前目录浏览器简介

图 1.6-1
一 用户目录和当前目录设置
二 借助当前目录浏览器获取M和MAT文件信息
【例1.6.1-1】从图1.2-1所示MATLAB缺省桌面开始，叙述引出图1.6-1所示面貌的当前目录浏览器的操作过程。
1.6.2 MATLAB的搜索路径
1.6.3 MATLAB搜索路径的扩展和修改
一 何时需要修改搜索路径
二 利用设置路径对话框修改搜索路径

图1.6-2
三 利用指令path 设置路径
1.7 Workspace Browser和Array Editor
1.7.1 Workspace Browser工作空间浏览器简介

图1.7-1

1.7.2 现场菜单用于内存变量的查阅和删除
一 内存变量查阅、删除的指令操作法
【例1.7.2-1】在指令窗中运用who, whos查阅MATLAB内存变量。
who
Your variables are:

A Bnumber D R XYZ Z y
B C DD X Y x

whos
Name Size Bytes Class

A 2x2 230 cell array
B 1x1 264 struct array
Bnumber 1x1 8 double array
C 2x2 408 sym object
D 1x2 4 char array
DD 2x2 8 char array
R 33x33 8712 double array
X 33x33 8712 double array
XYZ 33x33x3 26136 double array
Y 33x33 8712 double array
Z 33x33 8712 double array
x 1x33 264 double array
y 33x1 264 double array

Grand total is 7722 elements using 62434 bytes

【例1.7.2-2】在指令窗中运用clear指令可以删除内存中的变量。
clear Bnumber
who
Your variables are:

A B C D DD R X XYZ Y Z x y

二 内存变量查阅和删除的现场菜单操作法

图1.7-2

【例1.7.2-3】通过“工作空间浏览器”的运作，采用图形显示内存变量Z 。

图1.7-3

【例1.7.2-4】通过“工作空间浏览器”删除内存变量。
1.7.3 Array Editor数组编辑器和大数组的输入

图 1.7-4

1.7.4 数据文件的存取
一 存取数据文件的指令操作法
二 通过内存变量浏览器实现数据文件的存取
（1） 产生保存全部内存变量的数据文件的操作方法

图1.7-5

【例1.7.4-1】数据的存取。（假定内存中已经存在变量X,Y,Z）
（1）
mkdir('c:\','my_dir');
cd c:\my_dir
save saf X Y Z
dir
. .. saf.mat

（2）
clear
load saf Z
who
Your variables are:
Z

1.8 Launch Pad交互界面分类目录窗

图1.8-1

1.9 Editor/Debugger和脚本编写初步
1.9.1 Editor/Debugger M文件编辑调试器简介
一 编辑调试器的开启

图 1.9-1

二 编辑器使用中的若干注意事项
1.9.2 M脚本文件编写初步
【例1.9.2-1】编写解算例1.3.4-1题目的M脚本文件，并运行之。
操作步骤：

1.10 帮助系统
1.10.1 帮助方式概述
一 “纯文本”帮助
【例1.10.1-1】在指令窗中运行help 的示例。
（1）
help help
HELP On-line help, display text at command line.
HELP, by itself, lists all primary help topics. Each primary topic
corresponds to a directory name on the MATLABPATH.
...... ...... ......

（2）
help
HELP topics:
matlab\general - General purpose commands.
matlab\ops - Operators and special characters.
matlab\lang - Programming language constructs.
matlab\elmat - Elementary matrices and matrix manipulation.
matlab\elfun - Elementary math functions.
...... ...... ......
For more help on directory/topic, type "help topic".

（3）
help elmat
Elementary matrices and matrix manipulation.
Elementary matrices.
zeros - Zeros array.
ones - Ones array.
eye - Identity matrix.
...... ...... ......

（4）
help eye
EYE Identity matrix.
EYE(N) is the N-by-N identity matrix.
EYE(M,N) or EYE([M,N]) is an M-by-N matrix with 1's on
the diagonal and zeros elsewhere.
EYE(SIZE(A)) is the same size as A.
See also ONES, ZEROS, RAND, RANDN.

【例1.10.1-2】在指令窗中，运用lookfor找H1行（M函数文件的第一注释行）
lookfor fourier
FFT Discrete Fourier transform.
FFT2 Two-dimensional discrete Fourier Transform.
FFTN N-dimensional discrete Fourier Transform.
IFFT Inverse discrete Fourier transform.
IFFT2 Two-dimensional inverse discrete Fourier transform.
IFFTN N-dimensional inverse discrete Fourier transform.
XFOURIER Graphics demo of Fourier series expansion.
MOT563_FFT Discrete Fourier transform.
MOT563_IFFT Inverse discrete Fourier transform.
MOT566_FFT Discrete Fourier transform.
MOT566_IFFT Inverse discrete Fourier transform.
DFTMTX Discrete Fourier transform matrix.
INSTDFFT Inverse non-standard 1-D fast Fourier transform.
NSTDFFT Non-standard 1-D fast Fourier transform.
FFT Quantized Fast Fourier Transform.
FOURIER Fourier integral transform.
IFOURIER Inverse Fourier integral transform.

二 “导航/浏览器交互界面”帮助

三 PDF帮助

四 其他帮助
1.10.2 Help Navigator/Browser帮助导航/浏览器简介

图 1.10-1

一 Contents帮助文件目录窗

【例1.10.2-1】通过鼠标操作获得如图1.10-1所示的界面。

二 Index帮助索引窗
【例1.10.2-2】利用Idex搜索fourier这条术语。（注意把本例与例1.10.1-2、例1.10.2-3比较。）

图1.10-2

三 Search搜索窗

【例1.10.2-3】利用“Search”窗搜索词汇fourier。（注意把本例与例1.10.1-2、例1.10.2-2比较。）

图1.10-3
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