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MATLAB 语言及其应用 Application of Matlab Language Application of Matlab Language课程的作用课程的作用课程的目的课程的目的课程的特点课程的特点课程安排课程安排 2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language2 Matlab的广的广阔应用用 在欧美各在欧美各在欧美各在欧美各高等学校高等学校高等学校高等学校，MatlabMatlabMatlabMatlab成为线性代数、自动控制理论、成为线性代数、自动控制理论、成为线性代数、自动控制理论、成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具，成为诸多课程的基本教学工具，成为诸多课程的基本教学工具，成为诸多课程的基本教学工具，成为本科生、硕士生和博士生的本科生、硕士生和博士生的本科生、硕士生和博士生的本科生、硕士生和博士生的必须掌握的基本技能。必须掌握的基本技能。必须掌握的基本技能。必须掌握的基本技能。在在在在设计研究单位和工业部门设计研究单位和工业部门设计研究单位和工业部门设计研究单位和工业部门，MatlabMatlabMatlabMatlab已被广泛地用于研究已被广泛地用于研究已被广泛地用于研究已被广泛地用于研究和和和和解决各种具体的工程问题解决各种具体的工程问题解决各种具体的工程问题解决各种具体的工程问题。可以预见，可以预见，可以预见，可以预见，MatlabMatlabMatlabMatlab将在我国科学研究和工程应用中发挥越将在我国科学研究和工程应用中发挥越将在我国科学研究和工程应用中发挥越将在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用。来越大的作用。来越大的作用。来越大的作用。2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language3 讲讲授授授授MATLABMATLAB语语言基言基言基言基础础入入入入门门知知知知识识，介，介，介，介绍绍MATLABMATLAB产产品的体系、品的体系、品的体系、品的体系、MATLABMATLAB桌面工具的使用方桌面工具的使用方桌面工具的使用方桌面工具的使用方法，法，法，法，重点介重点介重点介重点介绍绍MATLABMATLAB的数据可的数据可的数据可的数据可视视化、数化、数化、数化、数值计值计算的算的算的算的基本步基本步基本步基本步骤骤以及以及以及以及如何使用如何使用如何使用如何使用MATLABMATLAB语语言言言言编编写整写整写整写整洁洁、高、高、高、高效、效、效、效、规规范的程序。范的程序。范的程序。范的程序。并涉及到一些具体的并涉及到一些具体的并涉及到一些具体的并涉及到一些具体的专业应专业应用工用工用工用工具箱具箱具箱具箱（如：信号（如：信号（如：信号（如：信号处处理工具箱、理工具箱、理工具箱、理工具箱、图图像像像像处处理工具箱等）。理工具箱等）。理工具箱等）。理工具箱等）。通通通通过过本本本本课课程的学程的学程的学程的学习习，了解、熟悉、掌握了解、熟悉、掌握了解、熟悉、掌握了解、熟悉、掌握 MATLABMATLAB的基本的基本的基本的基本编编程方法程方法程方法程方法，并具有初步的利用并具有初步的利用并具有初步的利用并具有初步的利用计计算算算算机机机机处处理、解决理、解决理、解决理、解决实际问题实际问题的能力的能力的能力的能力，为进为进一步学一步学一步学一步学习习后后后后续续的的的的专业课专业课程做好准程做好准程做好准程做好准备备。本课程的目的本课程的目的本课程的目的本课程的目的（Objectives of This CourseObjectives of This CourseObjectives of This CourseObjectives of This Course ）本课程的特点本课程的特点本课程的特点本课程的特点（Features of This CourseFeatures of This CourseFeatures of This CourseFeatures of This Course ）交叉性交叉性交叉性交叉性课课程，是程，是程，是程，是计计算机技算机技算机技算机技术术、数学理数学理数学理数学理论论知知知知识识以及以及以及以及诸诸多多多多工程理工程理工程理工程理论论知知知知识识的的的的综综合。合。合。合。实实践性践性践性践性课课程。程。程。程。内容多，内容多，内容多，内容多，课时课时少，要求同学上少，要求同学上少，要求同学上少，要求同学上课认课认真听真听真听真听讲讲，要充，要充，要充，要充分利用上机分利用上机分利用上机分利用上机实实践消化、理解、践消化、理解、践消化、理解、践消化、理解、掌握掌握掌握掌握课课上上上上讲讲解内容。解内容。解内容。解内容。2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language4 课程安排课程安排课堂教学：共课堂教学：共2424学时；学时；（1-121-12周）周）上机试验：共上机试验：共2424学时。学时。（2-132-13周，周二周，周二7-87-8节，九实节，九实401401、402402、403403）p学习成绩：学习成绩：1)上机实验成绩占上机实验成绩占30%;30%;2)考勤考勤 10%;10%;3)考试考试60%60%（随堂考试）（随堂考试）。主要参考书主要参考书精通精通MATLAB 6.5MATLAB 6.5张志涌张志涌 等编著，北航出版，等编著，北航出版，20032003年年高等应用数学问题的高等应用数学问题的MatlabMatlab求解求解 薛定宇等著，清华大学出版薛定宇等著，清华大学出版社，社，20042004年年MatlabMatlab程序设计与应用程序设计与应用 刘卫国主编，高等教育出版社刘卫国主编，高等教育出版社 2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language5 授授课宗旨宗旨 讲授讲授讲授讲授MATLABMATLAB的通用功能。的通用功能。的通用功能。的通用功能。寓教于例，由浅入深。寓教于例，由浅入深。寓教于例，由浅入深。寓教于例，由浅入深。关于科学计算，着重强调理论概念、算法和实际计算三者关于科学计算，着重强调理论概念、算法和实际计算三者关于科学计算，着重强调理论概念、算法和实际计算三者关于科学计算，着重强调理论概念、算法和实际计算三者之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language6 第一第一讲 Matlab概述概述前言前言MatlabMatlab软件概述软件概述MatlabMatlab的桌面环境及入门知识的桌面环境及入门知识 2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language7 1 Matlab1 Matlab概述概述内容内容MatlabMatlab发展历史发展历史MatlabMatlab产品家族产品家族(MatlabMatlab family of productsfamily of products)体系体系Matlab Matlab 语言的特点。语言的特点。目的目的全面了解全面了解 MatlabMatlab软件包软件包激发对激发对MatlabMatlab软件的学习兴趣。软件的学习兴趣。2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language8 1.1 MATLAB1.1 MATLAB的历史及影响的历史及影响的历史及影响的历史及影响 70707070年代中期年代中期年代中期年代中期，Cleve MolerCleve MolerCleve MolerCleve Moler博土及其同博土及其同博土及其同博土及其同事在美国国家基金会的帮助下，开发事在美国国家基金会的帮助下，开发事在美国国家基金会的帮助下，开发事在美国国家基金会的帮助下，开发了了了了LINPACKLINPACKLINPACKLINPACK和和和和EISPACKEISPACKEISPACKEISPACK的的的的FORTRANFORTRANFORTRANFORTRAN语言子程序库，语言子程序库，语言子程序库，语言子程序库，这两个程序库代表了这两个程序库代表了这两个程序库代表了这两个程序库代表了当时矩阵运算的最高水平。当时矩阵运算的最高水平。当时矩阵运算的最高水平。当时矩阵运算的最高水平。到了到了到了到了70707070年代后期年代后期年代后期年代后期，身为美国新墨西哥，身为美国新墨西哥，身为美国新墨西哥，身为美国新墨西哥州大学计算机系系主任的州大学计算机系系主任的州大学计算机系系主任的州大学计算机系系主任的CIeve MolerCIeve MolerCIeve MolerCIeve Moler，在给学生上线性代数课时，为了让，在给学生上线性代数课时，为了让，在给学生上线性代数课时，为了让，在给学生上线性代数课时，为了让学生能使用这两个子程序库，同时又学生能使用这两个子程序库，同时又学生能使用这两个子程序库，同时又学生能使用这两个子程序库，同时又不用在编程上花费过多的时间，开始不用在编程上花费过多的时间，开始不用在编程上花费过多的时间，开始不用在编程上花费过多的时间，开始着手用着手用着手用着手用FORTRANFORTRANFORTRANFORTRAN语言为学生编写使语言为学生编写使语言为学生编写使语言为学生编写使用用用用LINPACKLINPACKLINPACKLINPACK和和和和EISPACKEISPACKEISPACKEISPACK的接口程序，的接口程序，的接口程序，的接口程序，他将这个程序取名为他将这个程序取名为他将这个程序取名为他将这个程序取名为MATLABMATLABMATLABMATLAB，其名其名其名其名称是由称是由称是由称是由MATrixMATrixMATrixMATrix和和和和 LABoratoryLABoratoryLABoratoryLABoratory（矩阵实（矩阵实（矩阵实（矩阵实验室）两个单词的前三个字母所合成验室）两个单词的前三个字母所合成验室）两个单词的前三个字母所合成验室）两个单词的前三个字母所合成。在在在在1978197819781978年年年年，MalabMalabMalabMalab就面世了。这个程序就面世了。这个程序就面世了。这个程序就面世了。这个程序获得了很大的成功，受到了学生的广获得了很大的成功，受到了学生的广获得了很大的成功，受到了学生的广获得了很大的成功，受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里，泛欢迎。在以后的几年里，泛欢迎。在以后的几年里，泛欢迎。在以后的几年里，MatlabMatlabMatlabMatlab在在在在多所大学里作为教学辅助软件使用，多所大学里作为教学辅助软件使用，多所大学里作为教学辅助软件使用，多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。并作为面向大众的免费软件广为流传。并作为面向大众的免费软件广为流传。并作为面向大众的免费软件广为流传。CleveCleveMoleMoler r 2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language9 将将将将MATLABMATLABMATLABMATLAB商品化的不是商品化的不是商品化的不是商品化的不是Cleve MolerCleve MolerCleve MolerCleve Moler,而是一个名叫而是一个名叫而是一个名叫而是一个名叫Jack LittleJack LittleJack LittleJack Little的人。当免费的的人。当免费的的人。当免费的的人。当免费的MATLABMATLABMATLABMATLAB软件到软件到软件到软件到StanfordStanfordStanfordStanford大学，大学，大学，大学，Jack LittleJack LittleJack LittleJack Little正在该校主修正在该校主修正在该校主修正在该校主修控制控制控制控制，便接触到了当时，便接触到了当时，便接触到了当时，便接触到了当时MATLABMATLABMATLABMATLAB，直觉告诉他，这是一个具有巨，直觉告诉他，这是一个具有巨，直觉告诉他，这是一个具有巨，直觉告诉他，这是一个具有巨大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久，大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久，大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久，大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久，就开始就开始就开始就开始用用用用C C C C语言重新编写了语言重新编写了语言重新编写了语言重新编写了MATLABMATLABMATLABMATLAB的核的核的核的核心。心。心。心。在在在在MolerMolerMolerMoler的协助下，于的协助下，于的协助下，于的协助下，于1984198419841984年成立年成立年成立年成立MathWorksMathWorksMathWorksMathWorks公司，首次推出公司，首次推出公司，首次推出公司，首次推出MATLABMATLABMATLABMATLAB商用商用商用商用版。在其商用版推出的初期，版。在其商用版推出的初期，版。在其商用版推出的初期，版。在其商用版推出的初期，MATLABMATLABMATLABMATLAB就就就就以其优秀的品质（以其优秀的品质（以其优秀的品质（以其优秀的品质（高效的数据计算能力和高效的数据计算能力和高效的数据计算能力和高效的数据计算能力和开放的体系结构开放的体系结构开放的体系结构开放的体系结构）占据了大部分数学计算）占据了大部分数学计算）占据了大部分数学计算）占据了大部分数学计算软件的市场，原来应用于控制领域里的一软件的市场，原来应用于控制领域里的一软件的市场，原来应用于控制领域里的一软件的市场，原来应用于控制领域里的一些封闭式数学计算软件包（如英国的些封闭式数学计算软件包（如英国的些封闭式数学计算软件包（如英国的些封闭式数学计算软件包（如英国的UMISTUMISTUMISTUMIST、瑞典的、瑞典的、瑞典的、瑞典的LUNDLUNDLUNDLUND和和和和SIMNONSIMNONSIMNONSIMNON、德国、德国、德国、德国的的的的KEDDCKEDDCKEDDCKEDDC）就纷纷被淘汰或在）就纷纷被淘汰或在）就纷纷被淘汰或在）就纷纷被淘汰或在MATLABMATLABMATLABMATLAB上重建。上重建。上重建。上重建。Jack Jack LittleLittle 2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language10 Cleve MolerCleve Moler至今仍是至今仍是至今仍是至今仍是该该公司的首席科学家公司的首席科学家公司的首席科学家公司的首席科学家，他以，他以，他以，他以6060多多多多岁岁的高的高的高的高龄龄，还还常常常常常常常常亲亲自自自自进进行撰写程行撰写程行撰写程行撰写程序的工作，非常令人佩服。如果你有数序的工作，非常令人佩服。如果你有数序的工作，非常令人佩服。如果你有数序的工作，非常令人佩服。如果你有数值值运算方面的高水平运算方面的高水平运算方面的高水平运算方面的高水平问题问题，寄到，寄到，寄到，寄到 MathWorks MathWorks 后，大后，大后，大后，大部份部份部份部份还还是会由是会由是会由是会由 Cleve MolerCleve Moler亲亲自回答。在自回答。在自回答。在自回答。在19941994年，年，年，年，PentiumPentium芯片曾芯片曾芯片曾芯片曾发发生生生生FdivFdiv的的的的bugbug，当当当当时时Cleve MolerCleve Moler是第一个以是第一个以是第一个以是第一个以软软件方式解决此件方式解决此件方式解决此件方式解决此 bugbug的人，曾一的人，曾一的人，曾一的人，曾一时时脍炙人口。脍炙人口。脍炙人口。脍炙人口。在公司初在公司初在公司初在公司初创创的五年，的五年，的五年，的五年，Jack LittleJack Little非常辛苦，常常身兼数非常辛苦，常常身兼数非常辛苦，常常身兼数非常辛苦，常常身兼数职职（董事（董事（董事（董事长长、总经总经理、推理、推理、推理、推销销、程、程、程、程序开序开序开序开发发等），但公司一直等），但公司一直等），但公司一直等），但公司一直稳稳定定定定发发展，从当初的一人公司，到展，从当初的一人公司，到展，从当初的一人公司，到展，从当初的一人公司，到19931993年的年的年的年的200200人，到人，到人，到人，到20002000年的年的年的年的 500500余人，到余人，到余人，到余人，到20052005年公司年公司年公司年公司员员工达到了工达到了工达到了工达到了13001300人，不但打人，不但打人，不但打人，不但打败败其他其他其他其他竞竞争争争争软软件，而且前景一片欣欣向件，而且前景一片欣欣向件，而且前景一片欣欣向件，而且前景一片欣欣向荣。根据荣。根据荣。根据荣。根据Jack LittleJack Little个人个人个人个人说说法，法，法，法，MATLABMATLAB早期成功的两大因素是：早期成功的两大因素是：早期成功的两大因素是：早期成功的两大因素是：选选用了用了用了用了C C语语言及言及言及言及选选定定定定PCPC为为主要平台，主要平台，主要平台，主要平台，这这似乎和微似乎和微似乎和微似乎和微软软的成功有相互呼的成功有相互呼的成功有相互呼的成功有相互呼应应之妙。之妙。之妙。之妙。MathWorksMathWorks公司，目前仍然是私人企公司，目前仍然是私人企公司，目前仍然是私人企公司，目前仍然是私人企业业，并未上市，并未上市，并未上市，并未上市，这这和和和和Jack LittleJack Little个人理念有关，个人理念有关，个人理念有关，个人理念有关，他他他他认为认为MATLABMATLAB的的的的设计设计方向方向方向方向应该应该一直是以一直是以一直是以一直是以顾顾客的需求与客的需求与客的需求与客的需求与软软件的完整性件的完整性件的完整性件的完整性为为首要目首要目首要目首要目标标，而不是以，而不是以，而不是以，而不是以盈利盈利盈利盈利为为主要目的，因此主要目的，因此主要目的，因此主要目的，因此MATLABMATLAB一直是在一直是在一直是在一直是在稳稳定中求定中求定中求定中求进进步，而不会因步，而不会因步，而不会因步，而不会因为为上市而遭受股上市而遭受股上市而遭受股上市而遭受股东东左右其左右其左右其左右其发发展方向。展方向。展方向。展方向。这这也是也是也是也是为为什么什么什么什么MATLABMATLAB新版本新版本新版本新版本总总是是是是姗姗姗姗来来来来迟迟的原因，因的原因，因的原因，因的原因，因为为他他他他们们不会因不会因不会因不会因为为市市市市场场的需的需的需的需求而推出不成熟的求而推出不成熟的求而推出不成熟的求而推出不成熟的产产品。此外，由于品。此外，由于品。此外，由于品。此外，由于Jack LittleJack Little保守的个性，也使得保守的个性，也使得保守的个性，也使得保守的个性，也使得MathWorksMathWorks不曾跨足不曾跨足不曾跨足不曾跨足MATLAB/SimulinkMATLAB/Simulink以外的行以外的行以外的行以外的行业业，当前商，当前商，当前商，当前商场场上上上上纷纷扰扰纷纷扰扰的并的并的并的并购购或分家，或分家，或分家，或分家，MathWorksMathWorks完全是完全是完全是完全是绝绝缘缘体。体。体。体。2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language11 1992 1992 1992 1992年，支持年，支持年，支持年，支持Windows 3.xWindows 3.xWindows 3.xWindows 3.x的的的的MATLAB 4.0MATLAB 4.0MATLAB 4.0MATLAB 4.0版本推出，版本推出，版本推出，版本推出，增加了增加了增加了增加了SimulinkSimulinkSimulinkSimulink，ControlControlControlControl，Neural NetworkNeural NetworkNeural NetworkNeural Network，Signal Signal Signal Signal ProcessingProcessingProcessingProcessing等专用工具箱。等专用工具箱。等专用工具箱。等专用工具箱。1993 1993 1993 1993年年年年11111111月，月，月，月，MathWorksMathWorksMathWorksMathWorks公司推出了公司推出了公司推出了公司推出了Matlab 4.1Matlab 4.1Matlab 4.1Matlab 4.1，其中，其中，其中，其中主要增加了符号运算功能。当升级至主要增加了符号运算功能。当升级至主要增加了符号运算功能。当升级至主要增加了符号运算功能。当升级至Matlab 4.2cMatlab 4.2cMatlab 4.2cMatlab 4.2c，这，这，这，这一功能在用户中得到广泛应用。一功能在用户中得到广泛应用。一功能在用户中得到广泛应用。一功能在用户中得到广泛应用。1997 1997 1997 1997年，年，年，年，Matlab 5.0Matlab 5.0Matlab 5.0Matlab 5.0版本问世了版本问世了版本问世了版本问世了,实现了真正的实现了真正的实现了真正的实现了真正的32323232位运位运位运位运算，加快数值计算，图形表现有效。算，加快数值计算，图形表现有效。算，加快数值计算，图形表现有效。算，加快数值计算，图形表现有效。2001 2001 2001 2001年初，年初，年初，年初，MathWorksMathWorksMathWorksMathWorks公司推出了公司推出了公司推出了公司推出了Matlab 6.0Matlab 6.0Matlab 6.0Matlab 6.0（R12R12R12R12）。）。）。）。2002 2002 2002 2002年年年年7 7 7 7月，推出了月，推出了月，推出了月，推出了Matlab 6.5(R13)Matlab 6.5(R13)Matlab 6.5(R13)Matlab 6.5(R13)，在这一版本中，在这一版本中，在这一版本中，在这一版本中SimulinkSimulinkSimulinkSimulink升级到了升级到了升级到了升级到了5.05.05.05.0，性能有了很大提高，另一大特，性能有了很大提高，另一大特，性能有了很大提高，另一大特，性能有了很大提高，另一大特点是推出了点是推出了点是推出了点是推出了JITJITJITJIT程序加速器，程序加速器，程序加速器，程序加速器，MatlabMatlabMatlabMatlab的计算速度有了的计算速度有了的计算速度有了的计算速度有了明显的提高。明显的提高。明显的提高。明显的提高。2005 2005 2005 2005年年年年9 9 9 9月，推出了月，推出了月，推出了月，推出了MAILAB 7.1(Release14 SP3)MAILAB 7.1(Release14 SP3)MAILAB 7.1(Release14 SP3)MAILAB 7.1(Release14 SP3)，在，在，在，在这一版本中这一版本中这一版本中这一版本中SimulinkSimulinkSimulinkSimulink升级到了升级到了升级到了升级到了6.36.36.36.3，软件性能有了新的，软件性能有了新的，软件性能有了新的，软件性能有了新的提高，用户界面更加友好。值得说明的是，提高，用户界面更加友好。值得说明的是，提高，用户界面更加友好。值得说明的是，提高，用户界面更加友好。值得说明的是，Matlab Matlab Matlab Matlab V7.1V7.1V7.1V7.1版采用了更先进的数学程序库，即版采用了更先进的数学程序库，即版采用了更先进的数学程序库，即版采用了更先进的数学程序库，即“LAPACKLAPACKLAPACKLAPACK”和和和和“BLASBLASBLASBLAS”。目前，目前，目前，目前，MatlabMatlabMatlabMatlab软件支持多种系统平台，如常见的软件支持多种系统平台，如常见的软件支持多种系统平台，如常见的软件支持多种系统平台，如常见的WindowsNT/XPWindowsNT/XPWindowsNT/XPWindowsNT/XP、UNIXUNIXUNIXUNIX、LinuxLinuxLinuxLinux等。等。等。等。MatlabMatlab版本的发展版本的发展版本的发展版本的发展 2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language12 MATLABMATLAB就是就是就是就是这样经过这样经过了近了近了近了近3030年的年的年的年的专门专门打造、打造、打造、打造、2020多年的千多年的千多年的千多年的千锤锤百百百百炼炼，它以高性能的，它以高性能的，它以高性能的，它以高性能的数数数数组组运算（包括矩运算（包括矩运算（包括矩运算（包括矩阵阵运算）运算）运算）运算）为为基基基基础础，不，不，不，不仅实现仅实现了大多数数学算法的了大多数数学算法的了大多数数学算法的了大多数数学算法的高效运高效运高效运高效运行函数行函数行函数行函数和和和和数据可数据可数据可数据可视视化化化化，而且提供了非常高效的，而且提供了非常高效的，而且提供了非常高效的，而且提供了非常高效的计计算机算机算机算机高高高高级编级编程程程程语语言言言言，在用，在用，在用，在用户户可参与的情况下，可参与的情况下，可参与的情况下，可参与的情况下，各种各种各种各种专业领专业领域的工具箱域的工具箱域的工具箱域的工具箱不断开不断开不断开不断开发发和完善，和完善，和完善，和完善，MATLABMATLAB取得了巨大的取得了巨大的取得了巨大的取得了巨大的成功，已广泛成功，已广泛成功，已广泛成功，已广泛应应用于用于用于用于科学研究、工程科学研究、工程科学研究、工程科学研究、工程应应用，用于数用，用于数用，用于数用，用于数值值计计算分析、系算分析、系算分析、系算分析、系统统建模与仿真建模与仿真建模与仿真建模与仿真。早在早在早在早在2020世世世世纪纪9090年代初年代初年代初年代初，欧美等，欧美等，欧美等，欧美等发发达国家的大学达国家的大学达国家的大学达国家的大学就将就将就将就将MATLABMATLAB列列列列为为一种必一种必一种必一种必须须掌握的掌握的掌握的掌握的编编程程程程语语言。近几年言。近几年言。近几年言。近几年来，国内的很多大学也将来，国内的很多大学也将来，国内的很多大学也将来，国内的很多大学也将MATLABMATLAB列列列列为为了本科生必修了本科生必修了本科生必修了本科生必修课课程。程。程。程。与与与与MapleMaple、MathematicaMathematica数学数学数学数学计计算算算算软软件相比，件相比，件相比，件相比，MATLABMATLAB以数以数以数以数值计值计算算算算见长见长，而，而，而，而MapleMaple等以符号运算等以符号运算等以符号运算等以符号运算见见长长，能，能，能，能给给出解析解和任意精度解，而出解析解和任意精度解，而出解析解和任意精度解，而出解析解和任意精度解，而处处理大量数据的理大量数据的理大量数据的理大量数据的能力能力能力能力远远不如不如不如不如MATLABMATLAB。MATLABMATLAB软软件功能之件功能之件功能之件功能之强强大、大、大、大、应应用之广泛，已成用之广泛，已成用之广泛，已成用之广泛，已成为为为为2121世世世世纪纪最最最最为为重要的科学重要的科学重要的科学重要的科学计计算算算算语语言言言言。可。可。可。可见见学学学学习习掌握掌握掌握掌握这这一工具的重要性。一工具的重要性。一工具的重要性。一工具的重要性。2024/2/25 周日周日Application of Matlab Language13 MATLABMATLABMATLABMATLAB产品由若干模块组成，不同的模块完成不同的功能，其中有：产品由若干模块组成，不同的模块完成不同的功能，其中有：产品由若干模块组成，不同的模块完成不同的功能，其中有：产品由若干模块组成，不同的模块完成不同的功能，其中有：实际上实际上实际上实际上MATLABMATLABMATLABMATLAB本身就是一个极其丰富的资源库，那么应该从哪一部分开始着手、学本身就是一个极其丰富的资源库，那么应该从哪一部分开始着手、学本身就是一个极其丰富的资源库，那么应该从哪一部分开始着手、学本身就是一个极其丰富的资源库，那么应该从哪一部分开始着手、学习使用习使用习使用习使用MATLABMATLABMATLABMATLAB呢？这就有必要了解这一软件产品的体系结构呢？这就有必要了解这一软件产品的体系结构呢？这就有必要了解这一软件产品的体系结构呢？这就有必要了解这一软件产品的体系结构 。MATLAB CompilerMATLAB CompilerMATLAB CompilerMATLAB Compiler这种编译器可以将这种编译器可以将这种编译器可以将这种编译器可以将MATLABMATLABMATLABMATLAB程序程序程序程序文件编译生成标准的文件编译生成标准的文件编译生成标准的文件编译生成标准的C/C+C/C+C/C+C/C+语言文件，而生成的语言文件，而生成的语言文件，而生成的语言文件，而生成的标准的标准的标准的标准的C/C+C/C+C/C+C/C+文件可以被任何一种文件可以被任何一种文件可以被任何一种文件可以被任何一种C/C+C/C+C/C+C/C+编译器编译器编译器编译器编译生成函数库或可执行文件，以提高程序的运编译生成函数库或可执行文件，以提高程序的运编译生成函数库或可执行文件，以提高程序的运编译生成函数库或可执行文件，以提高程序的运行效率。行效率。行效率。行效率。1.2 MATLAB1.2 MATLAB1.2 MATLAB1.2 MATLAB产品的体系结构产品的体系结构产品的体系结构产品的体系结构 MATLABMATLABMATLABMATLABMATLAB ToolboxesMATLAB ToolboxesMATLAB ToolboxesMATLAB ToolboxesMATLAB CompilerMATLAB CompilerMATLAB CompilerMATLAB CompilerSimulinkSimulinkSimulinkSimulinkSimulink BlocksetsSimulink BlocksetsSimulink BlocksetsSimulink BlocksetsReal-Time Workshop(RTW)Real-Time Workshop(RTW)Real-Time Workshop(RTW)Real-Time Workshop(RTW)StateflowStateflowStateflowStateflowStateflow CoderStateflow CoderStateflow CoderStateflow Coder由这些模块产品之间的关系可以图由这些模块产品之间的关系可以图由这些模块产品之间的关系可以图由这些模块产品之间的关系可以图1.11.11.11.1表示。表示。表示。表示。图图1.1 MATLAB1.1 MATLAB产产品体系品体系结结构构围绕着围绕着围绕着围绕着MATLABMATLABMATLABMATLAB这个计算核心，形成了诸多针对不同这个计算核心，形成了诸多针对不同这个计算核心，形成了诸多针对不同这个计算核心，形成了诸多针对不同应用领域的算法程序包，被称为专用工具箱应用领域的算法程序包，被称为专用工具箱应用领域的算法程序包，被称为专用工具箱应用领域的算法程序包，被称为专用工具箱（ToolboxToolboxToolboxToolbox），这些工具箱的列表以及每个工具箱的使），这些工具箱的列表以及每个工具箱的使），这些工具箱的列表以及每个工具箱的使），这些工具箱的列表以及每个工具箱的使用详见用详见用详见用详见MATLABMATLABMATLABMATLAB在线帮助文档。在线帮助文档。在线帮助文档。在线帮助文档。MATLABMATLABMATLABMATLAB本身所提供本身所提供本身所提供本身所提供的工具箱大概有的工具箱大概有的工具箱大概有的工具箱大概有40404040多个，另外还有其他公司或研究单多个，另外还有其他公司或研究单多个，另外还有其他公司或研究单多个，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位开发提供的工具箱，这些工具箱的总数已有位开发提供的工具箱，这些工具箱的总数已有位开发提供的工具箱，这些工具箱的总数已有100100100100多个，多个，多个，多个，而且新的工具箱还在不断增加。如果你有特别的应用而且新的工具箱还在不断增加。如果你有特别的应用而且新的工具箱还在不断增加。如果你有特别的应用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，领域，可以首先到网上查找是否已有相关的工具箱，领域，可以首先到网上查找是否已有相关的工具箱，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。很可能已有人将你要做的应用程序作成工具箱了。很可能已有人将你要做的应用程序作成工具箱了。很可能已有人将你要做的应用程序作成工具箱了。SimulinkSimulinkSimulinkSimulink是窗口图形方式的、专门用于连续时是窗口图形方式的、专门用于连续时是窗口图形方式的、专门用于连续时是窗口图形方式的、专门用于连续时间或离散时间的动态系统建模、分析和仿真间或离散时间的动态系统建模、分析和仿真间或离散时间的动态系统建模、分析和仿真间或离散时间的动态系统建模、分析和仿真的核心。的核心。的核心。的核心。Real-Time WorkshopReal-Time WorkshopReal-Time WorkshopReal-Time Workshop是一种实时代码生成工具，它能够根据是一种实时代码生成工具，它能够根据是一种实时代码生成工具，它能够根据是一种实时代码生成工具，它能够根据SimulinkSimulinkSimulinkSimulink模型生成程序源代码，并打包、编译所生成的源代码生模型生成程序源代码，并打包、编译所生成的源代码生模型生成程序源代码，并打包、编译所生成的源代码生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。成实时应用程序。成实时应用程序。成实时应用程序。从现有的从现有的从现有的从现有的Simulink Simulink Simulink Simulink 和和和和StateflowStateflowStateflowStateflow自动生成自动生成自动生成自动生成C C C C语言程序代码的功能、语言程序代码的功能、语言程序代码的功能、语言程序代码的功能、定点运算模块集（定点运算模块集（定点运算模块集（定点运算模块集（Fixed-point BlocksetFixed-point BlocksetFixed-point BlocksetFixed-point Blockset）与）与）与）与C C C C语言程序代码到语言程序代码到语言程序代码到语言程序代码到VHDLVHDLVHDLVHDL（Very High Speed Integrat