1.1 MATLAB R2020a的功能特点
MATLAB是一款功能强大的数学软件,它将数值分析、矩阵计算、可视化、动态系统建模仿真等功能集成在一个开发环境中,为科研和工作提供了强大支持。具体来说,它有如下功能。
• 矩阵运算功能,这是其他功能的基础。
• 数据可视化功能。
• GUI程序设计功能。
• Simulink仿真功能。
• 大量的专业工具箱功能。
MATLAB还包括了丰富的预定义函数和工具箱。为达到某种目的而专门编写一组MATLAB函数并放入一个目录中,即可组成一个工具箱,因此,从某种意义上说,任何一个MATLAB用户都可以成为MATLAB工具箱的作者。一般来说,工具箱比预定义函数更为专业,在数值分析、数值和符号计算、控制系统的设计仿真、数字图像处理、数字信号处理、通信系统设计仿真、财务与金融分析等多个专业领域发挥着重要作用。
MATLAB语言与其他计算机高级语言相比,有着明显的优点。
1. 简单易用
MATLAB是解释性语言,书写形式自由,变量不用定义即可直接使用。用户可以在命令行窗口中输入语句,直接计算表达式的值;也可以执行预先在M文件中写好的大型程序。MATLAB允许用户以数学形式的语言描述表达式,是一种类似于“演算纸”的语言。它是用C语言开发的,因此,其流程控制语句几乎与C语言的流程控制语句一致,有一定编程基础的人员掌握起来更为容易。
2. 平台可移植性强
MATLAB拥有大量的平台独立措施,支持Windows 98/2000/NT和许多版本的UNIX系统。用户在一个平台上编写的代码不需要修改就可以在另一个平台上运行,为研究人员节省了大量的时间。
3. 丰富的预定义函数
MATLAB提供了极庞大的预定义函数库,提供了许多打包好的基本工程问题函数,如求解微分方程、求矩阵的行列式、求样本方差等,这些都可以直接调用预定义函数完成。另外,MATLAB还提供了许多专用的工具箱,以解决特定领域的复杂问题,如信号处理工具箱、控制系统工具箱、图像工具箱等。用户可以自行编写自定义的函数,并将其作为自定义的工具箱。
4. 以矩阵为基础的运算
MATLAB被称为矩阵实验室,其运算是以矩阵为基础的,如标量常数可以被认为是1×1的矩阵。用户不需要为矩阵的输入、输出和显示编写一个子函数,以矩阵为基础数据结构的机制大大缩短了编程时间,将烦琐的工作交给系统来完成,使用户可以将精力集中于所需解决的实际问题上。
5. 强大的图形处理能力
MATLAB具有强大的图形处理能力,带有很多绘图和图形设置预定义函数,可以用区区几行代码绘制复杂的二维和多维图形。MATLAB的GUIDE环境允许用户编写完整的图形界面程序,在GUIDE环境中,用户可以使用图形界面所需的各种控件,以及菜单栏和工具栏。