matlab特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域

1、MATLAB是由美國 mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩 陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模與仿真等諸 多強(qiáng)大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面 的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言 （如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先 進(jìn)水平。MATLAB與 Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)與數(shù)據(jù)、實(shí)

2、現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連matlab開發(fā)工作界面接其她編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號 處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB勺基本數(shù)據(jù)單位就是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工 程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用 C,FORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收 了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對 C FORTRANC+ , JAVA的支持?？梢灾?接調(diào)用，用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATL

3、AB愛好者都編寫了一些經(jīng) 典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。一種語言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，就 是由于它有著不同于其她語言的特點(diǎn)。 正如同F(xiàn)ORTRA與C等高級語言 使人們擺脫了需要直接對計(jì)算機(jī)硬件資源進(jìn)行操作一樣，被稱作為第 四代計(jì)算機(jī)語言的MATLAB利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁 瑣的程序代碼中解放出來。MATLA的最突出的特點(diǎn)就就是簡潔。MATLA用更直觀的、符合人們思維習(xí)慣的代碼，代替了 C與FORTRAN 言的冗長代碼。MATLA給用戶帶來的就是最直觀、最簡潔的程序開發(fā) 環(huán)境。以下簡單介紹一下MATLABJ主要特點(diǎn)。語言簡潔緊湊，使用方便靈活，庫

4、函數(shù)極其豐富。MATLA程序書 寫形式自由，利用其豐富的庫函數(shù)避開繁雜的子程序編程任務(wù)，壓縮了一切不必要的編程工作。由于庫函數(shù)都由本領(lǐng)域的專家編寫，用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性。可以說，用MATLA進(jìn)行科技開發(fā)就是站在專 家的肩膀上。具有FORTRA與 C等高級計(jì)算機(jī)語言知識的讀者可能已經(jīng)注意到， 如果用FORTRA或 C語言去編寫程序，尤其當(dāng)涉及矩陣運(yùn)算與畫圖時(shí)， 編程會很麻煩。例如,如果用戶想求解一個線性代數(shù)方程，就得編寫一 個程序塊讀入數(shù)據(jù)，然后再使用一種求解線性方程的算法（例如追趕 法）編寫一個程序塊來求解方程，最后再輸出計(jì)算結(jié)果。在求解過程中,最麻煩的要算第二部分。 解線性方程的麻煩在于

5、要對矩陣的元素作循 環(huán), 選擇穩(wěn)定的算法以及代碼的調(diào)試都不容易。即使有部分源代碼,用戶也會感到麻煩 , 且不能保證運(yùn)算的穩(wěn)定性。解線性方程的程序用FORTRA與C這樣的高級語言編寫至少需要好幾十行。再如用雙步QR 方法求解矩陣特征值，如果用FORTRA編寫，至少需要四百多行，調(diào)試 這種幾百行的計(jì)算程序可以說很困難。以下為用MATLA編寫以上兩個小程序的具體過程。用MATLA求解下列方程，并求矩陣A的特征值。32 13 4567123 79 85122Ax b, 其中:,b43 23 54653解為：x=A b;設(shè)A的特征值組成的向量為4e, e=eig（ A?？梢?MATLA 的程序極其簡短。

6、更為難能可貴的就是,MATLAB甚至 具有一定的智能水平，比如上面的解方程,MATLA會根據(jù)矩陣的特性 選擇方程的求解方法，所以用戶根本不用懷疑MATLA的準(zhǔn)確性。運(yùn)算符豐富。由于MATLA就是用C語言編寫的,MATLA提供了與C 語言幾乎一樣多的運(yùn)算符，靈活使用MATLA的運(yùn)算符將使程序變得極 為簡短 , 具體運(yùn)算符見附表MATLA既具有結(jié)構(gòu)化的控制語句（如for循環(huán)、while循環(huán)、break 語句與if語句）,又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦浴ＵZ法限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。例如，在MATLA里，用戶無 需對矩陣預(yù)定義就可使用程序的可移植性很好 ,基本上不做修改就可以在各種型號的計(jì)算 機(jī)與操作系

7、統(tǒng)上運(yùn)行。 MATLA的圖形功能強(qiáng)大。在FORTRANC語言里，繪圖都很不容易 但在MATLA里,數(shù)據(jù)的可視化非常簡單。MATLA具有較強(qiáng)的編輯圖 形界面的能力。 MATLA的缺點(diǎn)就是，它與其她高級程序相比，程序的執(zhí)行速度較 慢。由于MATLA的程序不用編譯等預(yù)處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序 為解釋執(zhí)行，所以速度較慢。 功能強(qiáng)勁的工具箱就是MATLA的另一重大特色。MATLA包含兩 個部分：核心部分與各種可選的工具箱。核心部分中有數(shù)百個核心內(nèi) 部函數(shù)。其工具箱又可分為兩類：功能性工具箱與學(xué)科性工具箱。功 能性工具箱主要用來擴(kuò)充其符號計(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

8、能。功能性工具箱能用于多種學(xué)科。而學(xué)科性工具箱就是專業(yè)性比較強(qiáng)的，如control、toolbox、signal process ing toolbox 、com muni cati on toolbox 等。這些工具箱都就 是由該領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)水平很高的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己 學(xué)科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序，而直接進(jìn)行高、精、尖的研究。下表列出了 MATLA的核心部分及其工具箱等產(chǎn)品系列的主要應(yīng)用領(lǐng)域。MATLAB勺工具箱及主要應(yīng)用領(lǐng)域工具箱名稱應(yīng)用領(lǐng)域系 統(tǒng) 控 制數(shù)據(jù) 分 析信 號 處 理通 信 系 統(tǒng)金 融 系 統(tǒng)工 程 數(shù) 學(xué)土木 工 程圖 形 可 視 化MATLA核心Notebook

9、MATLAB ComplierMATLAB C Math LibrarySimuli nkSymbolic MathSimuli nk AcceleratorChemometricsCommuni cati onCon trol SystemFinanceSystem Ide ntificati onFuzzy LogicalHigh-orderSpectralAn alysis工具箱名稱應(yīng)用領(lǐng)域系 統(tǒng) 控 制數(shù)據(jù) 分 析信 號 處 理通 信 系 統(tǒng)金 融 系 統(tǒng)工 程 數(shù) 學(xué)土木 工 程圖 形 可 視 化Image Process ingModel Predictive Con trolNG

10、A FoundationNeural NetworkMMLE3 IdentificationLMI Con trolModel Predictive Con trolQFT Con trol Desig nRobust Con trolSpli neStatisticsDSP BlocksetFixed-Poi nt BlocksetNon li nearCon trolDesig nBlocksetReal-time WorkshopRTW Ada Exte ntionWaveletPartialDiffere ntialEquati onOptimizati onStateflowSignal Process ingMu An aly