中科院matlab課件

1、1,MATLAB在科學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用,開(kāi)課單位：數(shù)學(xué)系 2學(xué)分/40課時(shí)任課教師：韓叢英考試方式： 作業(yè)完成、結(jié)合本專(zhuān)業(yè)撰寫(xiě)小論文并用MATLAB求解、上機(jī)開(kāi)卷考。 公共郵箱：MATLAB321@163.com 123456 考試方式： 作業(yè)完成、上機(jī)開(kāi)卷考 平時(shí)作業(yè)及撰寫(xiě)的論文共占50％，最后占50

2、％,2,課程其他事項(xiàng)的說(shuō)明所有課件、作業(yè)均會(huì)發(fā)布在課程網(wǎng)站上其他未注明事項(xiàng)直接聯(lián)系助教,3,主要參考書(shū)：,高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問(wèn)題的MATLAB求解 薛定宇 陳陽(yáng)泉 著 清華大學(xué)出版社精通MATLAB科學(xué)計(jì)算 王正林等編著 電子工業(yè)出版社科學(xué)計(jì)算引論－基于MATLAB的數(shù)值分析 ［美］Shoichiro Nakamura 電子工業(yè)出版社MATLAB與科學(xué)計(jì)算 王謨?nèi)?編著 電子工業(yè)出版社MATLAB6

3、.0數(shù)學(xué)手冊(cè) 蒲俊等編著 蒲東電子出版社,4,第一章 計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)語(yǔ)言概述,1.1 數(shù)學(xué)問(wèn)題計(jì)算機(jī)求解概述數(shù)學(xué)問(wèn)題求解手工推導(dǎo)（只解決部分問(wèn)題）借助計(jì)算機(jī)用數(shù)值分析技術(shù)，從底層編寫(xiě)起 采用成形的數(shù)值分析算法、數(shù)值軟件包與手工編程相結(jié)合的求解方法。用專(zhuān)門(mén)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)求解 MATLAB、Mathematica、Maple等,5,例：求 方程的解

4、（帶參數(shù)問(wèn)題的求解） 在 是給定數(shù)值時(shí)，數(shù)值分析的方式是可用。 當(dāng)不是給定數(shù)值時(shí)，數(shù)值分析的方式不可用。 必須使用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)求解。,6,例:求 矩陣行列式求解問(wèn)題（時(shí)間復(fù)雜性）用代數(shù)余子式方法一個(gè) n 階行列式可以表示成 n 個(gè) n-1 階行列式的和，…可以將高階矩陣行列式轉(zhuǎn)換成1階矩陣行列式結(jié)論：任意矩陣行列式解析解存

5、在問(wèn)題：忽略了可計(jì)算性n=20, 運(yùn)算次數(shù)為 , 用每秒億次的銀河機(jī)需3000年.忽略了復(fù)雜度和可行性.,7,例：Hilbert 矩陣，n=20 （求解精度的問(wèn)題）傳統(tǒng)數(shù)值分析：容易得出矩陣奇異的錯(cuò)誤結(jié)論 用MATLAB: 在雙精度級(jí)別下容易快速得到數(shù)值解,8,該矩陣行列式的精確結(jié)果,近似值,計(jì)算時(shí)間 0.4 秒,9,1.1.1 數(shù)學(xué)問(wèn)題的解析解與數(shù)值解,數(shù)學(xué)家

6、和其他科學(xué)技術(shù)工作者的區(qū)別數(shù)學(xué)家：理論嚴(yán)格證明、存在性工程技術(shù)人員：如何直接得出解解析解不能使用的場(chǎng)合不存在數(shù)學(xué)家解決方法，引入符號(hào)erf(a)工程技術(shù)人員更感興趣積分的值＝>數(shù)值解,10,解析解不能使用的場(chǎng)合解析解不存在：無(wú)理數(shù)，無(wú)限不循環(huán)小數(shù) p數(shù)學(xué)家：盡量精確地取值工程技術(shù)人員：足夠精確即可祖沖之 3.1415926—3.1415927解析解存在但不實(shí)用或求解不可能高階矩陣行列式,11,1.1.2

7、 數(shù)值解應(yīng)用場(chǎng)合,在力學(xué)領(lǐng)域，常用有限元法求解偏微分方程；在航空、航天與自動(dòng)控制領(lǐng)域，經(jīng)常用到數(shù)值線(xiàn)性代數(shù)與常微分方程的數(shù)值解法等解決實(shí)際問(wèn)題；工程與非工程系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真中，核心問(wèn)題的求解也需要用到各種差分方程、常微分方程的數(shù)值解法；在高科技的數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，離散的快速Fourier 變換 (FFT) 已經(jīng)成為其不可或缺的工具。…… ……,12,1.1.3 數(shù)學(xué)運(yùn)算問(wèn)題軟件包發(fā)展概述,享有國(guó)際聲望的軟件包線(xiàn)性代數(shù)LINPA

8、CK矩陣特征值計(jì)算 EISPACKNAG (Oxford: Numerical Algorithm Group)Press W H, Flannery B P, Teukolsky S A, and Vitterling W T. Numerical recipes, the art of scientific computing. Cambridge: Cambridge University Press, 1986 (C,Fo

9、rtran,Pascal算法語(yǔ)言源程序軟件包)線(xiàn)性代數(shù)計(jì)算 LaPACK,13,軟件包作用,從歷史發(fā)展角度，起了不可替代的作用對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的強(qiáng)有力支持但不能過(guò)多依賴(lài)使用煩瑣應(yīng)該在計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的意義下利用之,14,考慮一個(gè)實(shí)際編程例子,如何編寫(xiě)一個(gè)能求出兩個(gè)矩陣相乘的計(jì)算機(jī)通用子程序？該程序正確嗎？錯(cuò)誤，未考慮矩陣是否可乘,15,是否正確？,錯(cuò)誤，未考慮其一為標(biāo)量,加入標(biāo)量判定，是否就是通用程序了？,錯(cuò)誤，應(yīng)

10、考慮其一或二者為復(fù)數(shù)矩陣,MATLAB 實(shí)現(xiàn)：C=A*B,可見(jiàn)，用最底層的編程語(yǔ)言需要考慮的內(nèi)容要多得多，所以調(diào)試起來(lái)不容易，容易出現(xiàn)漏洞,16,1.2 計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)語(yǔ)言概述,計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)語(yǔ)言MATLAB 1984 v1 The MathWorks IncMATrix LABoratory1980 Cleve Moler教授, New Mexico University自動(dòng)控制學(xué)科的應(yīng)用（正趕上狀態(tài)空間的控制理論的興起發(fā)展階段）

11、Mathematica（Wolfram Research公司)Maple（Waterloo Maple公司）SciLAB：免費(fèi)，全部源代碼公開(kāi),17,數(shù)學(xué)軟件四大家 ---Maple、MATLAB、MathCAD和Mathematica,目前在科技和工程界上比較流行和著名的數(shù)學(xué)軟件主要有四個(gè)，分別是Maple、MATLAB、MathCAD和Mathematica。它們?cè)诟髯葬槍?duì)的目標(biāo)都有不同的特色。你是否認(rèn)為Matlab可

12、以處理好所有的數(shù)學(xué)問(wèn)題？,18,一、Maple 系統(tǒng) 　　Maple 是由Waterloo大學(xué)開(kāi)發(fā)的數(shù)學(xué)系統(tǒng)軟件，它不但具有精確的數(shù)值處理功能，而且具有無(wú)以倫比的符號(hào)計(jì)算功能。Maple V的符號(hào)計(jì)算能力還是MathCAD和MATLAB等軟件的符號(hào)處理的核心(親戚關(guān)系)。Maple提供了2000余種數(shù)學(xué)函數(shù)，涉及范圍包括：普通數(shù)學(xué)、高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)、數(shù)論、離散數(shù)學(xué)、圖形學(xué)。它還提供了一套內(nèi)置的編程語(yǔ)言，用戶(hù)可以開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用程序

13、，而且Maple自身的2000多種函數(shù)，基本上是用此語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。　　Maple采用字符行輸入方式，輸入時(shí)需要按照規(guī)定的格式輸入，雖然與一般常見(jiàn)的數(shù)學(xué)格式不同，但靈活方便，也很容易理解。輸出則可以選擇字符方式和圖形方式，產(chǎn)生的圖形結(jié)果可以很方便地剪貼到Windows應(yīng)用程序內(nèi)。,19,想一窺Maple的奧秘么？http://www.math.tku.edu.tw/mathhall/maple/maple.htm,20,二、MathCAD

14、 系統(tǒng)　　MathCAD是美國(guó)Mathsoft公司推出的一個(gè)交互式的數(shù)學(xué)系統(tǒng)軟件。從早期的DOS下的1.0和Windows下的4.0版本，到今日的8.0版本，功能也從簡(jiǎn)單的數(shù)值計(jì)算，直至引用Maple強(qiáng)大的符號(hào)計(jì)算能力，使得它發(fā)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍?！　athCAD是集文本編輯、數(shù)學(xué)計(jì)算、程序編輯和仿真于一體的軟件。MathCAD7.0 Professional（專(zhuān)業(yè)版）運(yùn)行在Win9X/NT下，它的主要特點(diǎn)是輸入格式與人們習(xí)慣的數(shù)

15、學(xué)書(shū)寫(xiě)格式很近似，采用WYSWYG（所見(jiàn)所得）界面，特別適合一般無(wú)須進(jìn)行復(fù)雜編程或要求比較特殊的計(jì)算。MathCAD 7.0 Professional 還帶有一個(gè)程序編輯器，對(duì)于一般比較短小，或者要求計(jì)算速度比較低時(shí)，采用它也是可以的。這個(gè)程序編輯器的優(yōu)點(diǎn)是語(yǔ)法特別簡(jiǎn)單。 　　MathCAD可以看作是一個(gè)功能強(qiáng)大的計(jì)算器，沒(méi)有很復(fù)雜的規(guī)則；同時(shí)它也可以和Word、Lotus、WPS2000等字處理軟件很好地配合使用，可以把它當(dāng)作一個(gè)出

16、色的全屏幕數(shù)學(xué)公式編輯器。,21,跟我學(xué)數(shù)學(xué)軟件包MathCADhttp://member.netease.com/~long/book/mathcad.htm,22,三、Mathematica 系統(tǒng)　　Mathematica是由美國(guó)物理學(xué)家Stephen Wolfram領(lǐng)導(dǎo)的Wolfram Research開(kāi)發(fā)的數(shù)學(xué)系統(tǒng)軟件。它擁有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算能力，在這一方面與Maple類(lèi)似，但它的符號(hào)計(jì)算不是基于Maple上的，

17、而是自己開(kāi)發(fā)的。　　Mathematica的基本系統(tǒng)主要是用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，因而可以比較容易地移植到各種平臺(tái)上，Mathematica是一個(gè)交互式的計(jì)算系統(tǒng)，計(jì)算是在用戶(hù)和Mathematica互相交換、傳遞信息數(shù)據(jù)的過(guò)程中完成的。Mathematica系統(tǒng)所接受的命令都被稱(chēng)作表達(dá)式，系統(tǒng)在接受了一個(gè)表達(dá)式之后就對(duì)它進(jìn)行處理，然后再把計(jì)算結(jié)果返回。Mathematica對(duì)于輸入形式有比較嚴(yán)格的規(guī)定，用戶(hù)必須按照系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)學(xué)格式輸入，系

18、統(tǒng)才能正確地處理，不過(guò)由于3.0版本引入輸入面板，并且可以修改、重組輸入面板，因此以前版本輸入指令時(shí)需要不斷切換大小寫(xiě)字符的繁瑣方式得到很好的改善。3.0版本可以用各種格式保存文件和剪貼內(nèi)容，包括RTF、HTML、BMP等格式。,23,數(shù)學(xué)世界 http://mathworld.wolfram.com/這個(gè)名為數(shù)學(xué)世界的網(wǎng)站(Eric Weisstein's World of Mathematics) ，目前這個(gè)網(wǎng)站屬于著名

19、的數(shù)學(xué)軟件公司W(wǎng)olfram Research(他們的產(chǎn)品是Mathematica)。這個(gè)被稱(chēng)為“網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)百科全書(shū)”的網(wǎng)站收錄了10,141 條信息，88,200條參考文獻(xiàn)(網(wǎng)址或圖書(shū)雜志)， 和幾千幅彩色圖片，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬軟件。,24,四、MATLAB 系統(tǒng)　　MATLAB原是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）在70年代用來(lái)提供Linpack和Eispack軟件包的接口程序，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)。從80年代出現(xiàn)3.0的DO

20、S版本，逐漸成為科技計(jì)算、視圖交互系統(tǒng)和程序語(yǔ)言。MATLAB可以運(yùn)行在十幾個(gè)操作平臺(tái)上，比較常見(jiàn)的有基于Windows 9X/NT、OS/2、Macintosh、Sun、Unix、Linux等平臺(tái)的系統(tǒng)。　　MATLAB程序主要由主程序和各種工具包組成，其中主程序包含數(shù)百個(gè)內(nèi)部核心函數(shù)，工具包則包括復(fù)雜系統(tǒng)仿真、信號(hào)處理工具包、系統(tǒng)識(shí)別工具包、優(yōu)化工具包、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具包、控制系統(tǒng)工具包、μ分析和綜合工具包、樣條工具包、符號(hào)數(shù)學(xué)工具包

21、、圖像處理工具包、統(tǒng)計(jì)工具包等。而且5.x版本還包含一套幾十個(gè)的PDF文件，從MATLAB的使用入門(mén)到其他專(zhuān)題應(yīng)用均有詳細(xì)的介紹?！　ATLAB是數(shù)值計(jì)算的先鋒，它以矩陣作為基本數(shù)據(jù)單位，在應(yīng)用線(xiàn)性代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制、數(shù)字信號(hào)處理、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真方面已經(jīng)成為首選工具，同時(shí)也是科研工作人員和大學(xué)生、研究生進(jìn)行科學(xué)研究的得力工具。MATLAB在輸入方面也很方便，可以使用內(nèi)部的Editor或者其他任何字符處理器，同時(shí)它還可以與Word

22、6.0/7.0結(jié)合在一起，在Word的頁(yè)面里直接調(diào)用MATLAB的大部分功能，使Word具有特殊的計(jì)算能力。,25,MATLAB 是一套組合工具,是大而全好還是專(zhuān)而精好？,26,四種軟件的比較　　選用何種數(shù)學(xué)軟件? 如果僅僅是要求一般的計(jì)算或者是普通用戶(hù)日常使用，首選的是MathCAD，它在高等數(shù)學(xué)方面所具有的能力，足夠一般客戶(hù)的要求，而且它的輸入界面也特別友好。 如果要求計(jì)算精度、符號(hào)計(jì)算和編程方面

23、的話(huà)，最好同時(shí)使用Maple和Mathematica，它們?cè)诜?hào)處理方面各具特色，有些Maple不能處理的，Mathematica卻能處理，諸如某些積分、求極限等方面，這些都是比較特殊的。 如果要求進(jìn)行矩陣方面或圖形方面的處理，則選擇MATLAB，它的矩陣計(jì)算和圖形處理方面則是它的強(qiáng)項(xiàng)，同時(shí)利用MATLAB的NoteBook功能，結(jié)合Latex，Word6.0/7.0的編輯功能，可以很方便地處理科技文章。,27,開(kāi)源軟件S

24、cilab,強(qiáng)烈的n次方地推薦: 一個(gè)堪與matlab相媲美的開(kāi)源軟件:Scilab,Scilab是一個(gè)開(kāi)放源代碼的數(shù)學(xué)軟件，是由法國(guó)INRIA科學(xué)機(jī)構(gòu)編寫(xiě)的，它的函數(shù)和matlab是兼容的，而且包括仿真模塊Scicos(類(lèi)似與simulink)，更重要的可以實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算。    它唯一的好處是:開(kāi)放源代碼。如果大家有志向從事于科學(xué)研究的話(huà).就開(kāi)始學(xué)習(xí)使用scilab吧。如果你對(duì)自己的要求更高,你可以查

25、看scilab的源代碼(要知道:matlab這一款商業(yè)軟件是不可能給你這樣的權(quán)限的,他早就封裝起來(lái)了). 還要提醒大家:scilab也只是你學(xué)習(xí)的一個(gè)跳板而已.它不是你的終結(jié).因?yàn)榻^大多數(shù)開(kāi)放源代碼的軟件,往往等它成熟,穩(wěn)定的時(shí)候,就是它商業(yè)化的開(kāi)始.     附:scilab主頁(yè)    http://www.scilab.org     &

26、#160; 可以到上面去下載,28,顯而易見(jiàn)的言論：,29,30,Scilab－中國(guó)官方網(wǎng)站,31,SCILAB在世界的發(fā)展?fàn)顩r 從1994 年開(kāi)始，法國(guó)國(guó)立信息與自動(dòng)化研究院（INRIA）推出了開(kāi)放源碼軟件SCILAB 。可以說(shuō)SCILAB 軟件及其工具箱已經(jīng)取得了很大的成功：每月都有來(lái)自全球的近萬(wàn)人次登錄SCILAB 網(wǎng)站，并下載該軟件。如此國(guó)際化的成功一方面因?yàn)樵撥浖旧淼恼Z(yǔ)法和基本功能完全可以和行業(yè)參照軟件MATLAB相

27、媲美，另一方面因?yàn)樗峭耆赓M(fèi)的。此外，這份成功也應(yīng)歸功于其源代碼開(kāi)放的特征；使用者可以完全控制其開(kāi)發(fā)計(jì)劃，并通過(guò)嵌入最新最先進(jìn)的技術(shù)，還可以?xún)?yōu)化SCILAB 軟件。SCILAB 的目標(biāo)是：在未來(lái)幾年中使SCILAB 成為一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)字科學(xué)計(jì)算工具；并在教育、研究以及工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得到認(rèn)可，成為一個(gè)具有國(guó)際水平的參照工具；借助于免費(fèi)的優(yōu)勢(shì)促進(jìn)其發(fā)展，加強(qiáng)SCILAB 使用者和參與群體的安全性；確保工業(yè)需要和行業(yè)先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)先聯(lián)系。為朝此

28、目標(biāo)發(fā)展，INRIA 決定在2002 年加大力度，并與學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的合作者共同建立“SCILAB 共同體”（Consortium SCILAB）。如此宏大的計(jì)劃如果僅僅局限于法國(guó)或是歐洲范圍內(nèi)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有將其放在國(guó)際環(huán)境下才能取得成功。因此，SCILAB 小組的成員正努力逐步擴(kuò)大SCILAB 在國(guó)外的影響。,32,SCILAB在中國(guó)的推廣 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所和法國(guó)國(guó)立信息與自動(dòng)化研究院（INRIA）聯(lián)合創(chuàng)辦的中法信息、

29、自動(dòng)化與應(yīng)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室吸引了中法許多大學(xué)和科研單位的科學(xué)家，這些科學(xué)家緊密合作，從事了許多基礎(chǔ)性、公益性的前沿科學(xué)研究。 最近，雙方科學(xué)家又在推動(dòng)發(fā)展和普及科學(xué)計(jì)算自由軟件SCILAB。他們組織了基于SCILAB平臺(tái)的應(yīng)用軟件比賽，又出版SCILAB相關(guān)的書(shū)籍，以便讓更多的同仁們了解和掌握SCILAB。中法科學(xué)家還在策劃進(jìn)一步完善這一具有巨大應(yīng)用前景（尤其是對(duì)中國(guó)科技與教育界）的開(kāi)放源代碼自由軟件，體現(xiàn)了中法科學(xué)家共有的社會(huì)責(zé)任

30、。 2001、2002 年連續(xù)兩屆的SCILAB 研討會(huì)分別在LIAMA 和上海復(fù)旦大學(xué)成功召開(kāi)?！?002 年SCILAB 競(jìng)賽”在眾多中國(guó)大學(xué)的參與和支持下順利舉行，并借在北京舉行的中歐信息論壇之際舉行了正式的頒獎(jiǎng)儀式。“2003年SCILAB競(jìng)賽”也已經(jīng)圓滿(mǎn)落幕，并于西安召開(kāi)了2003 年中-法科學(xué)計(jì)算自由軟件SCILAB 研討會(huì)。 經(jīng)過(guò)2003,2003兩屆SCILAB競(jìng)賽，更多的中國(guó)大學(xué)生們了解和接受了SC

31、ILAB，競(jìng)賽作品的水平逐年提高?，F(xiàn)在，SCILAB競(jìng)賽每年舉辦一屆，影響力越來(lái)越大，讓我們盼望著更多高水平作品和更多SCILAB使用者的出現(xiàn)。也希望隨著SCILAB在中國(guó)的傳播，自由科學(xué)軟件能夠逐漸為廣大教育科研人員所接受和使用。,33,34,35,其實(shí)可以用的軟件包很多,36,MATLAB產(chǎn)生的歷史背景 MATLAB 是“ 矩陣實(shí)驗(yàn)室”（ MATrix LABoratory）的縮寫(xiě).,在70年代中期,C

32、leve Moler博士和其同事在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助下開(kāi)發(fā)了調(diào)用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序庫(kù).EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序庫(kù),LINPACK是解線(xiàn)性方程的程序庫(kù).在當(dāng)時(shí),這兩個(gè)程序庫(kù)代表矩陣運(yùn)算的最高水平.,37,到70年代后期，身為美國(guó)New Mexico大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任的Cleve Moler，在給學(xué)生講授線(xiàn)性代數(shù)課程時(shí)，想教學(xué)生使用EISPACK和LINPACK程序庫(kù)，但他發(fā)現(xiàn)學(xué)生

33、用FORTRAN編寫(xiě)接口程序很費(fèi)時(shí)間，為了讓學(xué)生方便的調(diào)用EISPACK和LINPACK，利用業(yè)余時(shí)間為學(xué)生編寫(xiě)EISPACK和LINPACK的接口程序。Cleve Moler給這個(gè)接口程序取名為MATLAB，取名MATLAB (MATrix LABoratory)，即Matrix和Laboratory的組合。在以后的數(shù)年里，MATLAB在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔助軟件使用，并作為面向大眾的免費(fèi)軟件廣為流傳。,38,1983年春天,Clev

34、e Moler到Standford大學(xué)講學(xué)，MATLAB深深地吸引了工程師John Little。John Little敏銳地覺(jué)察到MATLAB在工程領(lǐng)域的廣闊前景，同年，他和Cleve Moler，Steve Bangert一起，用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了第二代專(zhuān)業(yè)版。這一代的MATLAB語(yǔ)言同時(shí)具備了數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)圖示化的功能 。,John Little CEO / Founder,39,MATLAB的第一個(gè)商業(yè)化的版本是1984年推出的是3

35、.0的DOS版本1992年MathWorks 公司于推出了4.0版本，1994年的4.2版本擴(kuò)充了4.0版本的功能，尤其在圖形界面設(shè)計(jì)方面更提供了新的方法。1997年推出的5.0版允許了更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如單元數(shù)據(jù)、多維矩陣、對(duì)象與類(lèi)等，使其成為一種更方便編程的語(yǔ)言。1999年推出的 MATLAB 5.3版在很多方面又進(jìn)一步改進(jìn)了 MATLAB 語(yǔ)言的功能。,40,2000年10月底推出了其全新的 MATLAB 6.0正式版(Re

36、lease 12)，在核心數(shù)值算法、界面設(shè)計(jì)、外部接口、應(yīng)用桌面等諸多方面有了極大的改進(jìn)。2002年6月發(fā)布了其全新的 MATLAB 6.5正式版(Release 13)2004年5月推出Matlab7.0（ Release 14）MATLAB 7.9 R2009b 2009.9.4,41,時(shí)至今日，經(jīng)過(guò)MathWorks公司的不斷完善，MATLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科，多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)大的大型軟件。在國(guó)外，MATLA

37、B已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗(yàn)。在歐美等高校，MATLAB已經(jīng)成為線(xiàn)性代數(shù)，自動(dòng)控制理論，數(shù)理統(tǒng)計(jì)，數(shù)字信號(hào)處理，時(shí)間序列分析，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門(mén)，MATLAB被廣泛用于科學(xué)研究和解決各種具體問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)，特別是工程學(xué)術(shù)界，MATLAB也逐步盛行起來(lái)?？梢哉f(shuō)，無(wú)論你從事工程方面的哪個(gè)學(xué)科，都能在MATLAB里找到合適的功能。,42,43,44,為什

38、么選擇－－Matlab,不希望同學(xué)們?cè)诰幊躺匣鄷r(shí)間，課程目的不是學(xué)習(xí)編程社會(huì)化的運(yùn)行帶來(lái)的好處：合理利用可以節(jié)約大量的時(shí)間為什么相同的時(shí)間別人比自己做出了更多的事情：碩士論文調(diào)查結(jié)果面向?qū)ο蟮乃枷霂?lái)巨大的好處緊密結(jié)合科學(xué)的前沿From BBS:博士論文= Matlab + Word,45,MATLAB 語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì),編程簡(jiǎn)單，類(lèi)似于其它語(yǔ)言，如C集成度更高，擴(kuò)展性更好數(shù)學(xué)問(wèn)題數(shù)值解能力強(qiáng)大由Maple內(nèi)核構(gòu)成的符號(hào)運(yùn)

39、算工具箱可以繼承Maple所有解析解的求解能力在數(shù)學(xué)、工程領(lǐng)域有各種“工具箱”強(qiáng)大的系統(tǒng)仿真能力，Simulink建模在控制界是國(guó)際首選的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,46,MATLAB工具箱,MATLAB包含兩個(gè)部分：核心部分和各種可選的工具箱。核心部分中有數(shù)百個(gè)核心內(nèi)部函數(shù)。工具箱又分為兩類(lèi)：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。功能性工具箱主要用來(lái)擴(kuò)充其符號(hào)計(jì)算功能，圖示建模仿真功能，文字處理功能以及與硬件實(shí)時(shí)交互功能。功能性工具箱可用于多種學(xué)

40、科。學(xué)科性工具箱是專(zhuān)業(yè)的，如control、signal proceessing 、commumnication toolbox等。這些工具箱都是由該領(lǐng)域內(nèi)學(xué)術(shù)水平很高的專(zhuān)家編寫(xiě)的，所以用戶(hù)無(wú)需編寫(xiě)自己學(xué)科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序。,47,Matlab產(chǎn)品家族,Matlab擴(kuò)展支持在matlab中隊(duì)系統(tǒng)的實(shí)施和開(kāi)發(fā)。工具箱：專(zhuān)用的函數(shù)庫(kù)，解決特定領(lǐng)域的問(wèn)題。Simulink非線(xiàn)性系統(tǒng)仿真Blockset是專(zhuān)門(mén)為simulink建立的模塊

41、。,48,Matlab是所有系統(tǒng)工具的基礎(chǔ),,49,設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具,,50,一般用途工具,51,信號(hào)和圖像處理,,52,控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析,53,USENET新聞組MATLAB的新聞組是comp.soft-sys.MATLAB。瀏覽器指向http://www.dejanews.com http://www.google.com網(wǎng)絡(luò)上的工具箱http://www.mathtools.com/ http://www.mathw

42、orks.com/matlabcentral/fileexchange/loadCategory.do,可以利用的網(wǎng)絡(luò)資源,54,The MathWorks公司官方網(wǎng)站產(chǎn)品與全套工具箱手冊(cè)下載http://www.mathworks.com第三方工具箱下載 http://www.matlabcentral.com產(chǎn)品在中國(guó)獨(dú)家代理 (北京九州恒潤(rùn)公司)http://www.hirain.com,55,MATLAB大觀(guān)園

43、http://www.matlab-world.com MATLAB與應(yīng)用論壇http://matlab.netsh.net博士家園論壇網(wǎng)站http://www.bossh.net一些高校的bbs清華大學(xué)、哈工大、上海交大、西安交大等,56,1.3 MATLAB科學(xué)計(jì)算的主要內(nèi)容,三大基本功能：數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算、圖形處理程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用程序接口MATLAB科學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用在數(shù)值分析中的應(yīng)用多項(xiàng)式與插值、數(shù)據(jù)的曲線(xiàn)擬合

44、數(shù)值微分與數(shù)值積分線(xiàn)性代數(shù)非線(xiàn)性方程求根微分方程,57,在最優(yōu)化問(wèn)題中的應(yīng)用在概率統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用在偏微分方程解法中的應(yīng)用在復(fù)變函數(shù)中的應(yīng)用數(shù)學(xué)問(wèn)題的非傳統(tǒng)解法模糊邏輯與模糊推理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)擬合中的應(yīng)用遺傳算法在最優(yōu)化求解中的應(yīng)用……在建模仿真中的應(yīng)用……,58,1.4本課程與其它相關(guān)課程的關(guān)系,和數(shù)學(xué)的關(guān)系（非理論，是如何解決問(wèn)題）應(yīng)用數(shù)學(xué)和純數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)問(wèn)題機(jī)械化側(cè)重直接獲得問(wèn)題的解，而不是存在性和數(shù)值