MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件,它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JAVA的支持。
20世纪70年代,美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担,用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代,MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。
MATLAB:统一了用于一维、二维与三维数值积分的函数并提升了基本数学和内插函数的性能
MATLAB Compiler:可以下载 MATLAB Compiler Runtime (MCR),简化编译后的程序和组件的分发
Image Processing Toolbox:通过亮度指标优化进行自动图像配准
Statistics Toolbox:增强了使用线性、广义线性和非线性回归进行拟合、预测和绘图的界面
System Identification Toolbox:识别连续时间传递函数
MATLAB系统由MATLAB开发环境、MATLAB数学函数库、MATLAB语言、MATLAB图形处理系统和MATLAB应用程序接口(API)五大部分构成。
(1)MATLAB开发环境
MATLAB开发环境是一套方便用户使用的MATLAB函数和文件工具集,其中许多工具是图形化用户接口。它是一个集成的 用户工作空间,允许用户输入输出数据,并提供了M文件的集成编译和调试环境,包括MATLAB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。
(2)MATLAB数学函数库
MATLAB数学函数库包括了大量的计算算法。从基本算法如加法、正弦,到复杂算法如矩阵求逆、快速傅里叶变换等。
(3)MATLAB语言
MATLAB语言是一种高级的基于矩阵/数组的语言,它有程序流控制、函数、数据结构、输入/输出和面向对象编程等特色。用这种语言能够方便快捷建立起简单运行快的程序,也能建立复杂的程序。
(4)MATLAB图形处理系统
图形处理系统使得MATLAB能方便的图形化显示向量和矩阵,而且能对图形添加标注和打印。它包括强大的二维三维图形函数、图像处理和动画显示等函数。
1) 高效的数值计算及符号计算功能,能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来;
2) 具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化;
3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,使学者易于学习和掌握;
4) 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户提供了大量方便实用的处理工具。
简单易用Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言,它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步,也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序(M文件)后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上的,因此语法特征与C++语言极为相似,而且更加简单,更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强,这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。
MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作:
●数值分析
●数值和符号计算
●工程与科学绘图
●控制系统的设计与仿真
●数字图像处理技术
●数字信号处理技术
MATLAB在通讯系统设计与仿真的应用
●通讯系统设计与仿真
●财务与金融工程
●管理与调度优化计算(运筹学)
MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB函数集)扩展了MATLAB 环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。
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