第一章基础准备及入门.doc

第一章 基础准备及入门本章有两个目的：一是讲述MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二是简明系统地介绍高度集成的Desktop操作桌面的功能和使用方法。本章的前两节分别讲述：MATLAB的正确安装方法和MATLAB 环境的启动。因为指令窗是MATLAB最重要的操作界面，所以本章用第 1.3、1.4 两节以最简单通俗的叙述、算例讲述指令窗的基本操作方法和规则。这部分内容几乎对MATLAB各种版本都适用。MATLAB6.x 不同于其前版本的最突出之处是：向用户提供前所未有的、成系列的交互式工作界面。了解、熟悉和掌握这些交互界面的基本功能和操作方法，将使新老用户能事半功倍地利用MATLAB去完成各种学习和研究。为此，本章特设几节用于专门介绍最常用的交互界面：历史指令窗、当前目录浏览器、工作空间浏览器、内存数组编辑器、交互界面分类目录窗、M文件编辑/调试器、及帮助导航/浏览器。本章是根据MATLAB6.5版编写的，但大部分内容也适用于其他6.x版。1.1 MATLAB的安装和内容选择图 1.1-11.2 Desktop操作桌面的启动1.2.1 MATLAB的启动1.2.2 Desktop操作桌面简介 一 操作桌面的缺省外貌图1.2-1 二 通用操作界面1.3 Command Window运行入门1.3.1 Command Window指令窗简介图 1.3-1 1.3.2 最简单的计算器使用法【例1.3.2-1】求的算术运算结果。（1）用键盘在MATLAB指令窗中输入以下内容 (12+2*(7-4)/32 （2）在上述表达式输入完成后，按【Enter】键，该就指令被执行。（3）在指令执行后，MATLAB指令窗中将显示以下结果。ans = 2 【例1.3.2-2】简单矩阵的输入步骤。（1）在键盘上输入下列内容A = 1,2,3; 4,5,6; 7,8,9 （2）按【Enter】键，指令被执行。（3）在指令执行后，MATLAB指令窗中将显示以下结果：A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 【例1.3.2-3】矩阵的分行输入。A=1,2,34,5,67,8,9 A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 【例1.3.2-4】指令的续行输入S=1-1/2+1/3-1/4+ .1/5-1/6+1/7-1/8 S = 0.6345 1.3.3 数值、变量和表达式 一 数值的记述 二 变量命名规则 三 MATLAB默认的预定义变量 四 运算符和表达式 五 复数和复数矩阵【例1.3.3-1】复数表达，及计算。（1）z1= 3 + 4i z1 = 3.0000 + 4.0000i （2）z2 = 1 + 2 * iz3=2*exp(i*pi/6)z=z1*z2/z3 z2 = 1.0000 + 2.0000iz3 = 1.7321 + 1.0000iz = 0.3349 + 5.5801i 【例1.3.3-2】复数矩阵的生成及运算A=1,3;2,4-5,8;6,9*iB=1+5i,2+6i;3+8*i,4+9*i C=A*B A = 1.0000 - 5.0000i 3.0000 - 8.0000i 2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 9.0000iB = 1.0000 + 5.0000i 2.0000 + 6.0000i 3.0000 + 8.0000i 4.0000 + 9.0000iC = 1.0e+002 * 0.9900 1.1600 - 0.0900i 1.1600 + 0.0900i 1.3700 【例1.3.3-3】求上例复数矩阵C的实部、虚部、模和相角。C_real=real(C)C_imag=imag(C)C_magnitude=abs(C)C_phase=angle(C)*180/pi%以度为单位计算相角 C_real = 99 116 116 137C_imag = 0 -9 9 0C_magnitude = 99.0000 116.3486 116.3486 137.0000C_phase = 0 -4.4365 4.4365 0 【例1.3.3-4】 用MATLAB计算能得到 2 吗？（1）a=-8;r=a(1/3) r = 1.0000 + 1.7321i （2）m=0,1,2;R=abs(a)(1/3);Theta=(angle(a)+2*pi*m)/3;rrr=R*exp(i*Theta) rrr = 1.0000 + 1.7321i -2.0000 + 0.0000i 1.0000 - 1.7321i （3）t=0:pi/20:2*pi;x=R*sin(t);y=R*cos(t);plot(x,y,b:),gridhold onplot(rrr(1),.,MarkerSize,50,Color,r)plot(rrr(2,3),o,MarkerSize,15,Color,b)axis(-3,3,-3,3),axis squarehold off 图 1.3-2 1.3.4 计算结果的图形表示【例1.3.4-1】画出衰减振荡曲线及其它的包络线。的取值范围是。（图1.3-3）t=0:pi/50:4*pi;y0=exp(-t/3);y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y,-r,t,y0,:b,t,-y0,:b)grid 图1.3-3 【例1.3.4-2】画出所表示的三维曲面（图1.3-4）。的取值范围是。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;%Z=sin(R)./R;%surf(X,Y,Z);%colormap(cool) %xlabel(x),ylabel(y),zlabel(z) 图 1.3-4 1.4 Command Window操作要旨1.4.1 指令窗显示方式的操作 一 缺省显示方式 二 显示方式的设置1.4.2 数值计算结果的显示格式1.4.3 指令行中的标点符号1.4.4 指令窗的常用控制指令1.4.5 指令窗中指令行的编辑【例1.4.5-1】指令行操作过程示例。1.5 Command History和实录指令diary1.5.1 Command History历史指令窗简介图1.5-11.5.2 历史指令行的再运行【例1.5.2-1】再运行图1.5-2所示历史指令窗中的三行指令。图1.5-2 1.5.3 指令窗实录指令diary1.6 Current Directory、路径设置器和文件管理1.6.1 Current Directory当前目录浏览器简介图 1.6-1 一 用户目录和当前目录设置 二 借助当前目录浏览器获取M和MAT文件信息【例1.6.1-1】从图1.2-1所示MATLAB缺省桌面开始，叙述引出图1.6-1所示面貌的当前目录浏览器的操作过程。1.6.2 MATLAB的搜索路径1.6.3 MATLAB搜索路径的扩展和修改 一 何时需要修改搜索路径 二 利用设置路径对话框修改搜索路径图1.6-2 三 利用指令path 设置路径1.7 Workspace Browser和Array Editor1.7.1 Workspace Browser工作空间浏览器简介图1.7-1 1.7.2 现场菜单用于内存变量的查阅和删除 一 内存变量查阅、删除的指令操作法【例1.7.2-1】在指令窗中运用who, whos查阅MATLAB内存变量。who Your variables are:A Bnumber D R XYZ Z y B C DD X Y x whos Name Size Bytes Class A 2x2 230 cell array B 1x1 264 struct array Bnumber 1x1 8 double array C 2x2 408 sym object D 1x2 4 char array DD 2x2 8 char array R 33x33 8712 double array X 33x33 8712 double array XYZ 33x33x3 26136 double array Y 33x33 8712 double array Z 33x33 8712 double array x 1x33 264 double array y 33x1 264 double arrayGrand total is 7722 elements using 62434 bytes 【例1.7.2-2】在指令窗中运用clear指令可以删除内存中的变量。clear Bnumberwho Your variables are:A B C D DD R X XYZ Y Z x y 二 内存变量查阅和删除的现场菜单操作法图1.7-2 【例1.7.2-3】通过“工作空间浏览器”的运作，采用图形显示内存变量Z 。图1.7-3 【例1.7.2-4】通过“工作空间浏览器”删除内存变量。1.7.3 Array Editor数组编辑器和大数组的输入图 1.7-4 1.7.4 数据文件的存取 一 存取数据文件的指令操作法 二 通过内存变量浏览器实现数据文件的存取（1） 产生保存全部内存变量的数据文件的操作方法图1.7-5 【例1.7.4-1】数据的存取。（假定内存中已经存在变量X,Y,Z）（1）mkdir(c:,my_dir);cd c:my_dirsave saf X Y Zdir . . saf.mat （2）clearload saf Zwho Your variables are:Z 1.8 Launch Pad交互界面分类目录窗图1.8-1 1.9 Editor/Debugger和脚本编写初步1.9.1 Editor/Debugger M文件编辑调试器简介 一 编辑调试器的开启图 1.9-1 二 编辑器使用中的若干注意事项1.9.2 M脚本文件编写初步【例1.9.2-1】编写解算例1.3.4-1题目的M脚本文件，并运行之。操作步骤：1.10 帮助系统1.10.1 帮助方式概述 一 “纯文本”帮助【例1.10.1-1】在指令窗中运行help 的示例。（1）help help HELP On-line help, display text at command line. HELP, by itself, lists all primary help topics. Each primary topic corresponds to a directory name on the MATLABPATH. . . . （2）help HELP topics:matlabgeneral - General purpose commands.matlabops - Operators and special characters.matlablang - Programming language constructs.matlabelmat - Elementary matrices and matrix manipulation.matlabelfun - Elementary math functions. . . . For more help on directory/topic, type help topic. （3）help elmat Elementary matrices and matrix manipulation. Elementary matrices. zeros - Zeros array. ones - Ones array. eye - Identity matrix. . . . （4）help eye EYE Identity matrix. EYE(N) is the N-by-N identity matrix. EYE(M,N) or EYE(M,N) is an M-by-N matrix with 1s on the diagonal and zeros elsewhere. EYE(SIZE(A) is the same size as A.See also ONES, ZEROS, RAND, RANDN. 【例1.10.1-2】在指令窗中，运用lookfor找H1行（M函数文件的第一注释行）lookfor fourier FFT Discrete Fourier transform.FFT2 Two-dimensional discrete Fourier Transform.FFTN N-dimensional discrete Fourier Transform.IFFT Inverse discrete Fourier transform.IFFT2 Two-dimensional inverse discrete Fourier transform.IFFTN N-dimensional inverse discrete Fourier transform.XFOURIER Graphics demo of Fourier series expansion.MOT563_FFT Discrete Fourier transform.MOT563_IFFT Inverse discrete Fourier transform.MOT566_FFT Discrete Fourier transform.MOT566_IFFT Inverse discrete Fourier transform.DFTMTX Discrete Fourier transform matrix.INSTDFFT Inverse non-standard 1-D fast Fourier transform.NSTDFFT Non-standard 1-D fast Fourier transform.FFT Quantized Fast Fourier Transform.FOURIER Fourier integral transform.IFOURIER Inverse Fourier integral transform. 二 “导航/浏览器交互界面”帮助 三 PDF帮助 四 其他帮助1.10.2 Help Navigator/Browser帮助导航/浏览器简介图 1.10-1 一 Contents帮助文件目录窗【例1.10.2-1】通过鼠标操作获得如图1.10-1所示的界面。 二 Index帮助索引窗【例1.10.2-2】利用Idex搜索fourier这条术语。（注意把本例与例1.10.1-2、例1.10.2-3比较。）图1.10-2 三 Search搜索窗【例1.10.2-3】利用“Search”窗搜索词汇fourier。（注意把本例与例1.10.1-2、例1.10.2-2比较。）图1.10-3 四 Favorites书签窗