Matlab绪论：基本概念与发展历程

绪论

1.1简介

MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国Mathworks公司开发出品的商用数学软件。可用于数据分析处理，算法开发，数据 可视化  以及进行图形科学处理的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括matlab和Simulink两大部分。

因为matlab的基本数据单位是矩阵，所以相较与其他传统语言，比如C、C++等等，能够更方便快捷的解决技术计算的问题。

1.2发展历史

Matlab早期是由美国新墨西哥大学计算机系主任克里夫·莫勒尔和他的同事与20世纪70年代末编写的。并且取了matrix和laboratory两个单词的前三个自字母组成了MATLAB（矩阵实验室），受到了学生的广泛欢迎。

20世纪80年代，杰克·李特、克里夫·莫勒尔和斯蒂夫·班格尔特共同组建了MathWorks软件开发公司，正式把Matlab推向市场。在1984年推出的第一个MATLAB的商用版本，并且其核心部分采用了C语言重新编写，同时，李特还开发了第一个系统控制工具箱，。再往后，MATLAB 有增加了多媒体、运算符、图像处理等功能，以及与其他软件的接口功能。

1992年，MATLAB学生版推出，这个版本的推出可以说是具有划时代的意义，也称MATLAB1.0版本。1993年，MATLAB推出Microsoft Windows 。1995年，MATLAB推出linux版本。2006年推出的MATLAB6.0版本在操作界面上有了很大的改观，还推出了历史窗口，和变量管理窗口等。2004年9月推出了MATLAB7.0版本，这也是一个具有里程碑式的一个版本。直至今日，MathWorks公司每年在3月发布一个a版本和在9月发布一个b版本，目前最新的是MATLAB 2018b。

MATLAB几个重要版本的发展阶段

1.3优势特点    

matlab是一套功能强大的工程计算软件，被广泛的应用于自动控制、机械设计、金融、流体力学和数理统计等领域。

1.3.1MATLAB的优点

编程效率高：MATLAB语言是一种面向科学计算工程的高级语言，包含控制语句、函数变量、 数据结构  、结构体等面向对象语言的特点，其语法和c、c++等语言非常的接近，而且还允许一些数值计算，非常的方便。matlab能够将非常复杂的算法化简，书写形式非常的简单，非计算机专业的人员也可以非常轻松的使用。使用时用户可直接在命令工作区输入指令就可运行，也可以结合m文件编写，在运行。而且这种语言的可扩展性，移植型非常好，所以现在它运用于各个方面，运用的范围非常的广。

具有完备的图像处理功能：matlab拥有完备被图像处理功能，为了方便数据的可视化，数据二维或三维的方式显示（如图1-1），可以将向量、矩阵、函数等用图像的方式显示出来(如图)，而写该软件还广泛的运用于工程制图，图像处理，动画制作，甚至是修图。

>> 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;

>> colormap(cool)

强大的处理功能：MATLAB包含了大量的计算算法，拥有600多个工程数学计算函数，能够为用户提供丰富的工程计算。函数所用到的算法都是最新的科研中最新的结果，而且经过了各种的优化处理。它能够用简单的数学语言进行编程，所以在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。

丰富的功能应用工具箱：MATLAB为许多领域研发了功能强大的工具箱，。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。

常用工具箱：

1.3.2MATLAB的缺点

封装性不好：所有的变量均保存在公共工作区中，任何语句都可以调用。

循环运算效率低：MATLAB中的变量均以向量的形式表现，但当向量中只有一个元素时，其中的运行处理相当复杂。

1.4系统组成

1.4.1开发环境

MATLAB开发环境是一套方便用户使用的函数和文件工具集，其中包含的工具是图形用户化接口。包括MATALB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。

1.4.2MATLAB语言

MATLAB语言是一种高级的矩阵语言，它拥有程序流程控制，函数，数据结构，输入输出等面向对象语言特点。

1.4.3数学函数库

MATLAB数学函数库包括了大量的计算算法。从基本算法如四则运算、三角函数，到复杂算法如矩阵求逆、快速傅里叶变换等。

1.4.4图形处理系统

图形处理系统使MATLAB能够便捷的处理矩阵和向量，而且能够通过二维和三维图形将这些数据的图形化打印出来。

1.4.5应用程序接口（API）

应用程序接口是MATLAB与其他高级 编程语言 交互的一函数库，改函数库通过动态调动函数实现MATLAB文件数据的交互。

1.5MATLAB应用

MATLAB应用广泛，它将计算、可视化和编程等功能集于一体，广泛地应用于数学分析和计算、自动控制、系统仿真、工程与科学绘图、数字信号处理、图像处理、数理统计、人工智能、通信工程和金融系统等领域。

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