MATLAB程序设计与综合应用第1章MATLAB使用基础····第1章MATLAB使用基础1.1MATLAB的简介1.1.1MATLAB的发展史MATLAB即英文MATrixLABoratory的缩写，最早是由NewMexico大学的CleveMoler教授创建的。1980年前后，CleveMoler教授在给学生讲授线性代数时，让学生使用当时的线性代数软件包LINPACK和基于特征计算的软件包EISPACK求解线性代数问题。在使用过程中，CleveMoler教授发现学生花费了很多时间用在编写接口函数上。为了方便学生使用，他便自己动手编写接口函数，并命名为MATLAB。早期的MATLAB是用FORTRAN语言编写的，后来改用C语言编写，并于1984年由MathWorks公司推出第1版。其后MATLAB不断推出新的版本，功能也越来越强。1993年推出了微机版，可以在Windows3.x上使用。1997年，推出了MATLAB5.0，支持单元数组、结构数组、多维数组等。2000年推出的MATLAB6.0，在操作界面上更便于使用，计算的速度更快。2004年，推出了MATLAB7.0。MATLABR系列是从2006年开始发布的，标志着其在技术层面上实现了一次飞跃。从此以后产品发布模式也发生了改变，将在每年的3月和9月进行两次产品发布，版本的命名方式为“R+年份+代码”，对应上、下半年的代码分别是a和b。每一次发布都会包含所有的产品模块，如产品的NewFeature、BugFixes和新产品模块的推出。MATLABR2010a是MathWorks公司于2010年3月推出的最新产品。MATLABR2010a相比以前版本而言，其不仅包括MATLAB和Simulink的新特性，同时还包含81个其他产品模块的升级和Bug修正。此外，它还引入了LicenseCenter——在线License管理的工具。需要注意的是，从MATLABR2008a开始，MATLAB和Simulink产品家族软件在安装后需要激活才能使用。1.1.2MATLAB的特点MATLAB自1984年由MathWorks公司推向市场以来，历经20多年的发展和竞争，现已风靡世界。可靠的数值计算和符号计算功能、强大的绘图功能、简单易学的语言体系以及为数众多的应用工具箱是MATLAB区别于其他科技应用软件的显著标志。1．数值计算与符号计算功能MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，这使得矩阵运算变得非常简捷、方便、高效。MATLAB还提供了十分丰富的数值计算函数，而且所采用的数值计算算法都是国际公认的最先进、可靠的算法，其程序由世界一流专家编制和高度优化。高质量的数值计算功能为MATLAB赢得了声誉。在实际应用中，除了数值计算外，往往要得到问题的解析解，这属于符号计算的领域。MATLAB和著名的计算语言Maple相结合，使其具有了符号计算功能。2．绘图功能MATLAB的绘图功能十分强大，其高层绘图命令简单明了，不仅容易为用户所掌握，而且也是最常用的。底层绘图命令控制和表现数据图形的能力强、灵活多变。MATLAB有一系列绘图函数/命令，为用户进行各种绘图操作提供了极大便利。例如线性坐标、对数坐标、半对数坐标以及极坐标，均只需调用不同的绘图函数/命令，在图上标出图题、X轴、Y轴即可；格栅的绘制也只需调用相应的命令，简单易行。此外，在调用绘图函数时调整自变量可以绘出不同颜色的点、线、复线和多重线。3．编程效率高MATLAB语法简单，许多语句类似于通常的数学表达式，再加上运用函数库，使得许多在C语言或FORTRAN语言中需要用大量语句处理的问题，在MATLAB中用很简单的语句就可以实现。4．语言体系MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入/输出、面向对象等程序语言特征，所以也可以像使用BASIC、FORTRAN、C等传统编程语言一样，使用MATLAB语言进行程序设计，而且简单易学、编程效率高。从这个角度上讲，对于从事数值计算、计算机辅助设计和系统仿真等领域的人员来说，用MATLAB编程的确是一个理想选择。不过，MATLAB也有其不足之处。MATLAB是解释性语言，程序执行速度较慢，而且不能脱离MATLAB环境而独立运行。MathWorks公司有心让MATLAB成为新一代的通用软件开发工具，并为此提供了将MATLAB源程序编译为独立于MATLAB集成环境运行的EXE文件以及将MATLAB程序转化为C语言程序的编译器。5．图形用户界面在MATLAB中，既可以像VisualBasci一样交互创建图形用户界面，也可以通过编程的方式创建图形用户界面，这为用户根据自己的需要创建图形用户界面提供了方便。6．开放性，可扩展性强MATLAB