MATLAB语言概述

1.1. MATLAB语言的产生和发展

MATLAB语言总是与数学计算联系在一起的，于是当然其产生也与数学计算有着紧密的联系。1980年，美国新墨西哥州大学计算机系主任Cleve Moler在给学生讲授线性代数课程时，发现学生在高级语言编程上花费了很多时间，于是决定编写供学生使用的Fortran子程序库接口程序，他将其命名为MATLAB（即Matrix Laboratory的前三个字母的组合，意为”矩阵实验室“）。

然后MATLAB经过几十年的研究和不断完善，现在已成为国际上最为流行的科学计算与工程计算软件工具之一。MATLAB成为工程师们必须掌握的一种工具，被认做进行高级研究与开发的首选软件工具。

1.2. MATLAB优势与特点

1.友好的工作平台和编程环境；

2.简单易用的编程语言；

3.强大的科学计算机数据处理能力；

4.出色的图形处理功能；

5.应用广泛的模块集合工具箱；

6.实用的程序接口和发布平台。

1.3MATLAB系统的构成

1.MATLAB开发环境

MATLAB开发环境是一套方便用户使用MATLAB函数和文件的工具集，其中许多工具是图形化用户接口。

它是一个集成化的工作空间，可以让用户输入、输出数据，并提供了M文件的集成编译和调试环境。它包括MATLAB桌面、命令窗口、Ｍ文件编辑调试器、MATLAB工作空间和在线帮助文档。

2.MATLAB数学函数库

MATLAB数学函数库包括了大量的计算算法，从基本运算（如加减法，正弦函数等）到复杂算法，如矩阵求逆、贝塞尔函数、快速傅里叶变换等。

3.MATLAB语言

MATLAB语言是一个高级的基于矩阵/数组的语言，它有程序流控制、函数、数据结构、输入/输出和面对对象编程等特色。

4.MATLAB图形处理系统

图形处理系统使得MATLAB能方便地图形化显示向量和矩阵，而且能对图形添加标注和打印。它包括强力的二维及三维图形函数、图像处理和动画显示等函数。

5.MATLAB应用程序接口

1.4MATLAB的工具箱

1.符号数学工具箱（Symbolic Math Toolbox）

（1）符号表达式和符号矩阵的创建；

（2）符号微积分、线性代数、方程求解；

（3）因式分解、展开和化简；

（4）符号函数的二维图形；

（5）图形化函数计算器。

2.样条工具箱（Spline Toolbox）

（1）分段多项式和B样条；

（2）样条的构造；

（3）曲线拟合及平滑；

（4）函数微积分。

3.最优工具箱（Optimization Toolbox）

（1）线性规划和二次规划；

（2）求函数的最大值和最小位；

（3）多目标优化；

（4）约束条件下的优化；

（5）非线性方程求解；

4.偏微分方程工具箱（Partial Differential Equation Toolbox）

（1）二维偏微分方程的图像处理；

（2）几何表示；

（3）自适应曲面绘制；

（4）有限元方法。

5.统计工具箱（Statistics Toolbox）

（1）概率分布和随机数生成；

（2）多变量分析；

（3）回归分析；

（4）主元分析；

（5）假设检验。

1.5MATLAB桌面操作环境

1.File主菜单项

单击File主菜单项或同时按下“Ait+F”组合键，弹出File下拉菜单。其中，带下划线的字母表示快捷键，即单击该字母键也可执行相应的功能。

（1）New：用于建立新的.m文件、图形、模型和图形用户界面；

（2）Open：用于打开MATLAB的.m文件、.fig文件、.mat文件、.mdl文件、.cdr文件等，也可以通过快捷键“Ctrl+O”来实现此项操作；

（3） Close Command Window：关闭命令窗口；

（4）Import Data：用于从其他文件导入数据，单击后弹出对话框，选择导入文件的路径和位置；

（5）Save Workspace As：用于把工作空间的数据存放到相应的路径文件中；

（6）Set Path：设置工作路径；

（7）Preferences：用于设置命令窗的属性，单击该选项弹出属性画面；

（8）Page Setup：用于页面设置；

（9）Print：用于设置打印属性；

（10）Print Selection：用于对选择的文件数据进行打印设置；

（11）Exit MATLAB：退出MATLAB桌面操作环境。

２.Edit主菜单项

单击Edit主菜单项或同时按下“Alt＋E”组合键，弹出下拉菜单。

（１）Undo：用于撤销上一步操作，也可通过快捷键“Ctrl＋Z”来实现此项操作；

（２）Redo：用于重新执行上一步操作；

（３）Cut：用于剪切选中的对象，也可通过快捷键“Ctrl＋W”来实现此项操作；

（４）Copy：用于复制选中的对象，也可通过快捷键“Alt＋W”来实现此项操作；

（５）Paste：用于粘贴剪贴板上的内容，也可通过快捷键“Ctrl＋Y”来实现此项操作；

（６）Paste　Special：用于特定内容的粘贴；

（７）Select　All：用于全部选择；

（８）Delete：用于删除所选对象，也可通过快捷键“Ctrl＋D”来实现此项操作；

（９）Find：用于查找所需选择的对象；

（１０）Find　Files：用于查找所需文件；

（１１）Clear　Command　Window：用于清除命令窗口区的对象；

（１２）Clear　Command　History：用于清除命令窗口区的历史记录；

（１３）Clear　Workspace：用于清除工作区的对象。

３.Debug主菜单项

单击Debug主菜单项或同时按下“Alt＋B”组合键，弹出下拉菜单。

（１）Open　M-Files　when　Debugging：用于调试时打开Ｍ文件；

（２）Step：用于单步调试程序，也可通过快捷键“F１０”来实现此项操作；

（３）Step　In：用于单步调试进入子函数，也可通过快捷键“F１１”来实现此项操作；

（４）Step　Out：用于单步调试从子函数中跳出，也可通过快捷键“Shift＋F１１”来实现此项操作；

（５）Continue：程序执行到下一断点，也可通过快捷键“F５”来实现此项操作；

（６）Clear　Breakpointｓ　in　All　Files：清除所有打开文件中的断电；

（７）Stop　if　Errors／Warnings：在程序出错或报警处停止往下执行；

（８）Exit　Debug　Mode：退出调试模式。

４.Desktop主菜单项

单击Desktop主菜单项或同时按下“Alt＋D”组合键，弹出下拉菜单。

（１）Undock Command Window：将命令窗口变为全屏显示，并设为当前活动窗口；

（2）Desktop Layout：单击该项后，弹出子菜单；用于工作区的设置，其设置选项包括系统默认设置项（Default）、单独命令窗口项（Command Window Only）、命令历史窗口和命令窗口项（History and Command Window）、全部标签项显示（All Tabbed）

（3）Save Layout：保存选定的工作区设置；

（4）Organize Layouts：管理保存的工作区设置；

（5）Command Window：命令窗口项，选择该项，屏幕上便会显示相应的窗口；

（6）Command History：命令历史窗口项，选择该项，屏幕上便会显示相应窗口；

（7）Current Directory：当前路径窗口项，选择该项，屏幕上便会显示相应窗口；

（8）Workspace：工作窗口项，选择该项，屏幕上会显示相应的窗口；

（9）Help：帮助窗口项，选择该项，屏幕上便会显示相应窗口；

（10）Profiler：轮廓图窗口项，选择该项，屏幕上便会显示相应窗口；

（11）Toolbar：显示或隐藏工具栏选项；

（12）Shortcuts Toolbar：显示或隐藏快捷方式选项；

（13）Titles：显示或隐藏标题栏选项。

5.Help主菜单项