Matlab概念與功能

MATLAB入門

1.1 MATLAB（MATrix LABoratory）

MATLAB 是美國MathWorks公司出品的商業數學軟件，用於算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。
MATLAB是matrix&laboratory兩個詞的組合，意爲矩陣工廠（矩陣實驗室）。是由美國mathworks公司發佈的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態系統的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易於使用的視窗環境中，爲科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的衆多科學領域提供了一種全面的解決方案，並在很大程度上擺脫了傳統非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。

1.2 Matlab的主要功能

數值計算和符號計算功能：
Matlab以矩陣作爲數據操作的基本單位，這使得矩陣運算變得非常簡潔，方便，高效。 Matlab還可以提供非常豐富的數值計算函數，而且採用的都是國際通用的數值計算算法；其程序由國際一流的專家編制優化，計算功能爲matlab贏得了良好的口碑。
繪圖功能：
利用matlab繪圖十分方便，它可以繪製各種圖像，囊括了2d和3d圖形，也可以對圖像進行修飾控制，以增強圖像的表現效果。Matlab提供兩個層次的繪圖操作，一種是對圖形句柄進行的底層繪圖操作；另一種是建立在低層繪圖之上的高層繪圖，利用matlabu的高層繪圖，用戶不需要考慮過多的細節，只要給出一個劇本參數就能會出圖像。
彙編語言功能：
Matlab具有程序結構控制，函數調用，數據結構，輸出輸入。面向對象的程序設計語言特徵。不僅簡單易學，而且操作簡便，對於數值結算，程序仿真，計算機輔助設計等領域的人來說matlab是個理想的選擇。
擴展功能 Matlab包括基本部分和各種選擇工具箱。
工具箱擴展了matlab的其他功能。Matlab工具箱分爲兩大類：功能類工具箱和學科類工具箱。功能類工具箱主要是用來擴充其符號計算功能，可視建模仿真及文字處理功能，學科性工具專業性比較強，如控制系統工具箱、神經網絡工具箱，金融工具箱等。

1.3 Matlab操作界面

1.3.1 Matlab主窗口
MATLAB主窗口是MATLAB的主要工作界面。主窗口除了嵌入一些功能窗口外，主要包括功能區、快速訪問工具欄和當前文件夾工具欄。
1.3.2 Matlab命令行窗口
命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用於輸入命令並顯示除圖形以外的所有執行結果。MATLAB命令窗口中的“>>”爲命令提示符，表示MATLAB正在處於準備狀態。在命令提示符後鍵入命令並按下回車鍵後，MATLAB就會解釋執行所輸入的命令，並在命令後面給出計算結果。
1.3.3 Matlab當前文件夾窗口
當前文件夾是指MATLAB運行時的工作文件夾，只有在當前文件夾或搜索路徑下的文件、函數纔可以被運行或調用。如果沒有特殊指明，數據文件也將存放在當前文件夾下。爲了便於管理文件和數據，用戶可以將自己的工作文件夾設置成當前文件夾，從而使得用戶的操作都在當前文件夾中進行。
可以通過當前文件夾工具欄中地址框設置某文件夾爲當前文件夾，也可使用cd命令。例如，將文件夾e:\matlab\work設置爲當前文件夾，可在命令行窗口輸入命令：>> cd e:\matlab\work
1.3.4 Matlab工作區窗口
工作區也稱爲工作空間，它是MATLAB用於存儲各種變量和結果的內存空間。在工作區窗口中，可對變量進行觀察、編輯、保存和刪除。
1.3.5 Matlab命令歷史窗口
命令歷史記錄窗口中會自動保留自系統安裝起所有用過的命令的歷史記錄，並且還標明瞭使用時間，從而方便用戶查詢，且通過雙擊命令可進行歷史命令的再次執行。如果要清除這些歷史記錄，可以在窗口快捷菜單中選擇“清除命令歷史記錄”命令。

1.4 Matlab基本操作

1.4.1 交互式命令操作
交互式命令操作就是在MATLAB命令行窗口中輸入並執行命令，這是最基本的操作。
1.命令行
一般來說，一個命令行輸入一條命令，命令行以Enter鍵結束。但一個命令行也可以輸入若干條命令，各命令之間以逗號分隔，若前一命令後帶有分號，則逗號可以省略。

2.續行符
如果一個命令行很長，需要分成兩行或多行來輸入，則可以在第一個物理行之後加上3個小黑點並按下Enter鍵，然後接着在下一個物理行繼續輸入命令的其他部分。3個小黑點稱爲續行符，即把下面的物理行看做該行的邏輯繼續。

3.註釋
在MATLAB命令後面可以加上註釋，用於解釋或說明命令的含義，對命令執行結果不產生任何影響。註釋以%開頭，後面是註釋的內容。
4.命令行的編輯
在MATLAB中，有很多的控制鍵和方向鍵可用於命令行的編輯。如果能熟練使用這些鍵將大大提高操作效率。

鍵名	功能	鍵名	功能
↑	前尋式調回輸入的命令	↓	後尋式調回輸入的命令
←	在當前行中左移光標	→	在當前行中右移光標
PgUp	前尋式翻滾一頁	PgDn	後尋式翻滾一頁
Home	將光標移到當前行首端	End	將光標移到當前行末尾
Del	刪除光標右邊的字符	Backspace	刪除光標左邊的字符
Esc	刪除當前行的全部內容	Ctrl+C	中斷一個MATLAB任務

1.5 MATLAB幫助系統

1.5.1 MATLAB幫助窗口
通常進入MATLAB幫助窗口可以通過以下3種方法。
① 單擊MATLAB主窗口“主頁”選項卡“資源”命令組中的？按鈕，或“幫助”下拉按鈕並選擇“文檔”命令。
② 單擊MATLAB主窗口快速訪問工具欄中的？按鈕，或按F1功能鍵，再單擊“打開幫助瀏覽器”鏈接。
③ 在MATLAB命令行窗口中輸入doc命令。
1.5.2 MATLAB幫助命令
要了解MATLAB，簡潔、快速的方式是在命令行窗口中通過幫助命令對特定的內容進行快速查詢。MATLAB幫助命令包括help、lookfor以及模糊查詢。
（1）help命令
help命令是查詢函數語法的最基本方法，查詢信息直接顯示在命令行窗口。

（2）lookfor命令
help命令只搜索出那些關鍵字完全匹配的結果，lookfor命令對搜索範圍內的M文件進行關鍵字搜索，條件比較寬鬆。

（3）模糊查詢
MATLAB提供了一種類似模糊查詢的命令查詢方法，用戶只需要輸入命令的前幾個字母，然後按Tab鍵，系統就會列出所有以這幾個字母開頭的命令。