MATLAB应用大全（附光盘）

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配24.5小时多媒体教学视频，提供教学PPT
涵盖739个典型实例，紧密结合实际工程应用，编程技巧贯穿其中
涵盖数值分析、数据可视化、系统仿真、数字图像处理、系统建模、符号计算、数字信号处理、神经网络8大应用领域

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《MATLAB应用大全》由浅入深，全面、系统地介绍了MATLAB编程和开发的方方面面。书中的每章都提供了大量有针对性的实例，供读者实战演练。另外，为了帮助读者更高效、直观地学习，《MATLAB应用大全》每章重点内容都专门录制了对应的教学视频。这些视频和《MATLAB应用大全》所有的实例文件一起收录于配书DVD光盘中。

《MATLAB应用大全》共23章，分为7篇。基础篇介绍了MATLAB基础、数组和矩阵分析、字符串分析；科学运算篇介绍了MATLAB数据分析、积分和微分运算、概率和数理统计、符号计算；数据可视化篇介绍了二维和三维数据的可视化；编程篇介绍了MATLAB基本编程、程序调试和编程技巧；仿真篇介绍了Simulink基本知识、Simulink建模和S-函数；高级应用篇介绍了GUI编程开发、GUIde工具建立GUI界面、文件夹管理和文件I/O操作、MATLAB编译器；工具箱与接口编程篇介绍了信号处理、小波分析、图像处理、神经网络4个工具箱，还介绍了MATLAB与Word和Excel的接口技术。
无论是对于MATLAB的初学者，还是有一定基础的高级用户，《MATLAB应用大全》都是一本难得的参考书。《MATLAB应用大全》非常适合使用MATLAB进行编程和开发的本科生、研究生及教师，还适合广大科研和工程技术人员研读。

《MATLAB应用大全（附光盘）》涵盖的内容及视频：
MATLAB概述（15分钟视频）
MATLAB基础（78分钟视频）
数组和矩阵分析（160分钟视频）
字符串分析（19分钟视频）
多项式、插值、极限（33分钟视频）
积分和微分运算（27分钟视频）
概率和数理统计（94分钟视频）
符号计算（124分钟视频）
二维数据可视化（112分钟视频）
三维数据可视化（75分钟视频）
MATLAB脚本和函数编程（77分钟视频）
程序调试和编程技巧（33分钟视频）
Simulink基本知识（61分钟视频）
Simulink建模和S-函数（32分钟视频）
GUI编程开发（70分钟视频）
GUIDE工具（79分钟视频）
文件夹管理和文件I/O操作（89分钟视频）
MATLAB编译器（28分钟视频）
信号处理工具箱（75分钟视频）
小波分析工具箱（54分钟视频）
图像处理工具箱（78分钟视频）
神经网络工具箱（31分钟视频）
MATLAB与Word和Excel的接口（33分钟视频）

赵海滨，获东北大学机械工程与自动化学院学士、硕士和博士学位。擅长数据采集、数字信号处理、图像处理、模式识别和嵌入式系统开发，具有多年的MATLAB编程经验。主持省部级基金项目1项，曾参与国家自然科学基金项目2项，编写教材1部。近年来以第一作者在国内外杂志和学术会议上发表研究论文20多篇，其中被EI或ISTP检索15篇。

第1篇 matlab基础
第1章 matlab概述
1.1 matlab简介
1.2 matlab的特点
1.2.1 界面友好，容易使用
1.2.2 强大的科学计算和数据处理能力
1.2.3 强大的图形处理功能
1.2.4 应用广泛的专业领域工具箱
1.2.5 实用的程序接口
1.3 matlab 2010a的新功能和特点
1.4 matlab的安装、退出及卸载
1.4.1 matlab的安装
1.4.2 matlab的启动和退出
1.4.3 matlab的卸载
1.5 matlab的目录结构
1.6 matlab的工作环境
1.7 matlab的通用命令简介
1.8 matlab的工具箱简介
1.9 matlab的帮助系统
1.9.1 命令行窗口查询帮助
1.9.2 matlab 2010a联机帮助系统
1.10 本章小结
第2章 matlab基础
2.1 数据类型
2.1.1 数值类型
2.1.2 逻辑类型
2.1.3 字符和字符串
2.1.4 函数句柄
2.1.6 单元数组类型
2.1.6 结构体类型
2.2 运算符
2.2.1 算数运算符
2.2.2 关系运算符
2.2.3 逻辑运算符
2.2.4 运算优先级
2.3 日期和时间
2.3.1 日期和时间的表示形式
2.3.2 日期和时间的格式转换
2.3.4 计时函数及其应用
2.4 matlab中的常量和变量
2.5 本章小结
第3章 数组和矩阵分析
3.1 数组及其函数
3.1.1 数组的建立和操作
3.1.2 数组的算术运算
3.1.3 数组的关系运算
3.1.4 数组的逻辑运算
3.1.3 数组信息的获取
3.2 矩阵的创建
3.3 矩阵的基本操作
3.3.1 矩阵的扩展
3.3.2 矩阵的块操作
3.3.3 矩阵中元素的删除
3.3.4 矩阵的转置
3.3.5 矩阵的旋转
3.3.6 矩阵的翻转
3.3.7 矩阵尺寸的改变
3.4 矩阵的基本数值运算
3.4.1 矩阵的加减运算
3.4.2 矩阵的乘法
3.4.3 矩阵的除法
3.4.4 矩阵元素的查找
3.4.5 矩阵元素的排序
3.4.6 矩阵元素的求和
3.4.7 矩阵元素的求积
3.4.8 矩阵元素的差分
3.5 特殊矩阵的生成
3.5.1 全零矩阵
3.5.2 全1矩阵
3.5.3 单位矩阵
3.5.4 0～1间均匀分布的随机矩阵
3.5.5 标准正态分布随机矩阵
3.5.6 魔方矩阵
3.5.7 范得蒙矩阵
3.5.8 希尔伯特矩阵
3.5.9 托普利兹矩阵
3.5.1 0 伴随矩阵
3.5.1 1 帕斯卡矩阵
3.6 矩阵的特征和线性代数
3.6.1 方阵的行列式
3.6.2 特征值、特征向量和特征多项式
3.6.3 对角阵
3.6.4 上三角阵和下三角阵
3.6.5 矩阵的逆和伪逆
3.6.6 矩阵的秩
3.6.7 矩阵的迹
3.6.8 矩阵的范数
3.6.9 矩阵的条件数
3.6.10 矩阵的标准正交基
3.6.11 矩阵的超越函数
3.7 稀疏矩阵
3.7.1 矩阵存储方式
3.7.2 产生稀疏矩阵
3.7.3 特殊稀疏矩阵
3.8 矩阵的分解
3.8.1 cholesky分解
3.8.2 lu分解
3.8.3 qr分解
3.8.4 svd分解
3.8.5 schur分解
3.8.6 hessenberg分解
3.9 本章小结
第4章 字符串分析
4.1 字符串处理函数
4.1.1 字符串基本属性
4.1.1 字符串的构造
4.1.2 字符串的比较
4.1.3 字符串的查找和替换
4.1.4 字符串的转换
4.2 字符串的其他操作
4.2.1 字符的分类
4.2.2 字符串的执行
4.2.3 其他操作
4.3 本章小结

第2篇 matlab科学运算
第5章 matlab数据分析
5.1 多项式及其函数
5.1.1 多项式的建立
5.1.2 多项式的求值与求根
5.1.3 多项式乘法和除法
5.1.4 多项式的导数和积分
5.1.5 多项式展开
5.1.6 多项式拟合
5.1.7 曲线拟合图形用户接口
5.2 插值
5.2.1 一维插值
5.2.2 二维插值
5.2.3 样条插值
5.2.4 高维插值
5.3 函数的极限
5.3.1 极限的概念
5.3.2 求极限的函数
5.4 本章小结

第6章 积分和微分运算
6.1 数值积分
6.1.1 定积分概念
6.1.2 利用梯形求面积
6.1.3 利用矩形求面积
6.1.4 单变量数值积分求解
6.1.4 双重积分求解
6.1.5 三重定积分求解
6.2 常微分方程
6.2.1 常微分方程符号解
6.2.2 常微分方程数值解
6.3 函数的极小值和零点
6.3.1 一元函数的最小值
6.3.2 多元函数的最小值
6.3.3 一元函数的零点
6.4 本章小结

第7章 概率和数理统计
7.1 随机数的产生
7.1.1 二项分布随机数据的产生
7.1.2 泊松分布
7.1.3 指数分布随机数据的产生
7.1.4 均匀分布随机数据的产生
7.1.5 正态分布随机数据的产生
7.1.6 其他常见分布随机数据的产生
7.2 概率密度函数
7.2.1 常见离散分布的概率密度函数
7.2.2 常见连续分布的概率密度函数
7.2.3 三大抽样分布的概率密度函数
7.3 随机变量的数字特征
7.3.1 平均值和中位数
7.3.2 数据的排序
7.3.3 期望和方差
7.3.4 常见分布的期望和方差
7.3.5 协方差和相关系数
7.2.4 偏斜度和峰度
7.4 参数估计
7.4.1 点估计
7.4.2 区间估计
7.5 假设检验
7.5.1 方差已知时正态总体均值的假设检验
7.5.2 方差未知时正态总体均值的假设检验
7.5.3 两个正态分布均值差的检验
7.5.4 两个分布一致性检验
7.6 方差分析
7.6.1 单因素方差分析
7.6.2 双因素方差分析
7.7 统计图绘制
7.7.1 正整数的频率表
7.7.2 样本数据的盒图
7.7.3 最小二乘拟合直线
7.7.4 正态分布概率图
7.7.5 经验累积分布函数图
7.7.6 威布尔概率图
7.7.7 分位数-分位数图
7.7.8 当前图形加一条参考线
7.7.9 当前图形加多项式曲线
7.7.10 样本的概率图形
7.7.11 带有正态密度曲线的直方图
7.7.12 在指定区间绘制正态密度曲线
7.8 本章小结

第8章 matlab符号计算
8.1 符号运算入门
8.1.1 符号变量的创建
8.1.2 符号变量
8.1.3 符号函数和符号方程
8.2 简单实例分析
8.2.1 求解一元二次方程的根
8.2.2 求导数
8.2.3 计算不定积分
8.2.4 计算定积分
8.2.5 求解一阶微分方程
8.3 符号运算精度
8.4 符号表达式的操作
8.4.1 符号表达式的基本运算
8.4.2 符号表达式的常用操作
8.4.3 符号表达式的化简
8.4.4 符号表达式的替换
8.4.5 反函数运算
8.4.6 复合函数运算
8.5 符号矩阵的计算
8.5.1 符号矩阵的生成
8.5.2 符号矩阵的四则运算
8.5.3 符号矩阵的线性代数运算
8.6 符号微积分
8.6.1 符号表达式的微分运算
8.6.2 符号表达式的极限
8.6.3 符号表达式的积分
8.6.4 级数的求和
8.6.5 泰勒级数
8.7 符号表达式积分变换
8.7.1 fourier变换及其反变换
8.7.2 laplace变换及其反变换
8.7.3 z变换及其反变换
8.8 符号方程求解
8.8.1 符号代数方程组的求解
8.8.2 微分方程的求解
8.9 符号函数的图形绘制
8.9.1 符号函数曲线的绘制
8.9.2 符号函数的三维网格图
8.9.3 符号函数的等值线图
8.9.3 符号函数的三维彩色曲面图
8.10 图形化符号函数计算器
8.10.1 单变量符号函数计算器
8.10.2 泰勒级数逼近计算器
8.11 maple接口
8.11.1 利用sym函数调用maple函数
8.11.2 利用maple函数调用maple函数
8.12 本章小结

第3篇 数据可视化
第9章 二维数据可视化
9.1 matlab绘图
9.1.1 基本绘图函数
9.1.3 子图绘制
9.1.4 叠加图绘制
9.1.5 设置坐标轴
9.1.6 网格线和边框
9.1.7 坐标轴的缩放
9.1.8 图形的拖拽
9.1.9 数据光标
9.1.8 绘制直线
9.1.9 极坐标绘图
9.1.10 对数和半对数坐标系绘图
9.1.11 双纵轴绘图
9.2 图形的窗口和标注
9.2.1 图形窗口
9.2.1 图形标注概述
9.2.2 图形标题
9.2.3 坐标轴标题
9.2.4 图例
9.2.5 颜色条
9.2.6 文本框标注
9.2.7 获取和标记数据点
9.3 特殊图形的绘制
9.3.1 函数绘图
9.3.2 柱状图
9.3.3 饼状图
9.3.4 直方图
9.3.5 面积图
9.3.6 散点图
9.3.7 等高线绘图
9.3.8 误差图
9.3.9 填充图
9.3.10 火柴杆图
9.3.11 阶梯图
9.3.12 罗盘图
9.3.13 羽毛图
9.3.14 向量场图
9.3.15 彗星图
9.3.16 伪彩色绘图
9.4 图形句柄
9.4.1 图形句柄
9.4.2 坐标轴句柄
9.5 本章小结

第10章 三维数据可视化
10.1 创建三维图形
10.1.1 三维图形概述
10.1.2 三维曲线图
10.1.3 三维曲面图
10.1.4 特殊三维绘图
10.1.5 非网格数据绘图
10.1.6 创建三维片块模型
10.2 三维隐函数绘图
10.3 三维图形显示
10.3.1 设置视角
10.3.2 色彩控制
10.3.3 光照效果
10.3.4 camera控制
10.3.5 图形绘制实例
10.4 图形的输出
10.5 本章小结

第4篇 matlab编程
第11章 matlab基本编程
11.1 matlab编程概述
11.1.1 m文件的创建
11.1.2 脚本m文件
11.1.3 函数m文件
11.1.4 函数的参数传递
11.2 流程控制
11.2.1 变量
11.2.2 顺序结构
11.2.3 分支结构
11.2.4 循环结构
11.2.5 trycatch语句
11.2.6 人机交互函数
11.3 函数类型
11.3.1 主函数
11.3.2 子函数
11.3.3 嵌套函数
11.3.4 私有函数
11.3.5 重载函数
11.3.6 匿名函数
11.3.7 函数句柄
11.4 p码文件和asv文件
11.4.1 p码文件
11.4.2 asv文件
11.5 本章小结

第12章 程序调试和编程技巧
12.1 m文件调试
12.1.1 出错信息
12.1.2 直接调试法
12.1.3 工具调试法
12.1.4 错误处理
12.2 m文件性能分析
12.2.1 code analyzer工具
12.2.2 profiler分析工具
12.3 编程技巧
12.3.1 程序执行时间
12.3.2 编程技巧
12.3.4 小技巧
12.4 本章小结

第5篇 matlab仿真
第13章 simulink基本知识
13.1 simulink概述
13.1.1 simulink的概念
13.1.2 simulink的应用和特点
13.2 simulink的基本操作
13.2.1 启动simulink
13.2.1 选择模块
13.2.2 模块的连接
13.2.3 模块的基本操作
13.2.4 模块参数设置
13.2.4 仿真器设置
13.2.5 运行仿真
13.3 常用的模块库
13.3.1 simulink常用模块子集
13.3.2 连续时间模块子集
13.3.3 非连续时间模块子集
13.3.4 离散时间模块子集
13.3.5 逻辑和位操作模块子集
13.3.6 查表模块子集
13.3.7 数学运算模块子集
13.3.8 端口和子系统模块子集
13.3.9 信号特征模块子集
13.3.1 0 信号路径模块子集
13.3.1 1 sinks模块子集
13.3.1 2 信号源模块子集
13.3.1 3 用户定义模块子集
13.4 子系统及其封装
13.4.1 子系统
13.4.2 子系统的封装
13.5 simulink模型工作空间
13.6 本章小结

第14章 simulink建模和s-函数
14.1 回调函数
14.1.1 模型回调函数
14.1.2 模块回调函数
14.2 运行仿真
14.2.1 仿真参数的设置
14.2.2 仿真的出错信息
14.2.3 使用matlab命令运行仿真
14.3 模型的调试
14.3.1 simulink调试器
14.3.2 命令行调试
14.4 s-函数建模
14.4.1 s-函数介绍
14.4.2 s-函数工作原理
14.4.3 m文件的s-函数
14.4.4 s-函数实例分析
14.5 本章小结

第6篇 matlab高级应用
第15章 gui编程开发
15.1 图形句柄
15.1.1 matlab图形系统
15.1.2 图形句柄
15.1.3 图形对象的属性
15.2 图形对象
15.2.1 创建图形对象
15.2.2 获取对象的属性
15.2.3 设置对象的属性
15.2.4 对象的基本操作
15.2.5 root根对象
15.2.6 figure对象
15.2.7 axes坐标轴对象
15.2.8 核心图形对象
15.3 用户接口对象
15.3.1 uicontrol对象
15.3.2 uimenu对象
15.3.3 uicontextmenu对象
15.3.4 uitoolbar对象
15.3.5 uibuttongroup对象
15.3.6 uipanel对象
15.3.7 uitable对象
15.4 常用的对话框
15.4.1 消息对话框
15.4.2 错误对话框
15.4.3 警告对话框
15.4.4 帮助对话框
15.4.5 输入对话框
15.4.6 列表对话框
15.4.7 问题对话框
15.4.8 进度条设置对话框
15.4.9 路径选择对话框
15.4.10 文件打开对话框
15.4.11 文件保存对话框
15.4.12 页面设置对话框
15.4.13 打印预览对话框
15.4.14 打印对话框
15.4.15 颜色设置对话框
15.4.16 字体设置对话框
15.5 本章小结

第16章 guide工具建立gui界面
16.1 采用guide建立gui
16.1.1 图形用户界面概述
16.1.1 guide启动
16.1.3 gui对象的常用属性
16.1.4 gui的m文件
16.1.5 数据传递
16.2 简单实例分析
16.2.1 简单的按钮
16.2.2 简单的滑动条
16.2.3 弹出式菜单
16.2.4 列表框
16.2.5 加法运算
16.2.6 坐标轴
16.2.7 菜单
16.2.8 快捷菜单
16.3 综合实例分析
16.3.1 声音的显示和播放
16.3.2 语音实时采集和显示
16.6 本章小结

第17章 文件夹管理和文件i/o操作
17.1 文件夹管理
17.1.1 当前文件夹
17.1.2 文件夹管理
17.2 低级文件i/o
17.2.1 打开和关闭文件
17.2.2 读取和写入二进制文件
17.2.3 逐行读取文本文件
17.2.4 格式化读取和写入文件
17.2.5 文件内部的位置控制
17.3 高级文件i/o
17.3.1 使用向导来导入数据
17.3.2 带有分隔符的数据文件
17.3.3 带有文本内容的数据文件
17.3.4 利用函数importdata（ ）导入数据
17.3.5 利用函数diary（ ）导出数据
17.3.6 其他函数
17.3 音频文件
17.3.1 读取音频文件
17.3.2 播放和录音
17.3.3 写入音频文件
17.4 图像文件
17.4.1 读取和显示图像
17.4.2 获取文件信息
17.4.3 写入图片文件
17.4.4 通过函数image显示图像
17.5 视频文件
17.5.1 读取视频文件
17.5.2 获取文件信息
17.5.3 写入视频文件
17.6 表单文件
17.6.1 读取表单文件
17.5.2 获取表单文件信息
17.4.3 写入表单文件
17.4.4 lotus 123表单文件
17.7 本章小结

第18章 matlab编译器
18.1 编译器概述
18.2 编译器的安装和配置
18.2.1 查看系统的信息
18.2.2 对编译器进行配置
18.3 编译器的使用
18.3.1 编译过程
18.3.2 deploytool工具
18.3.3 mcr的安装
18.4 本章小结

第7篇 工具箱与接口编程
第19章 信号处理工具箱
19.1 数字信号处理理论
19.1.1 信号处理工具箱
19.1.2 离散信号
19.1.3 波形发生器
19.2 改变信号的采样率
19.2.1 改变信号的采样率
19.2.2 降低信号的采样率
19.2.3 提高信号的采样率
19.3 fir数字滤波器
19.3.1 fir滤波器介绍
19.3.2 常用的窗函数
19.3.3 基于窗函数的fir滤波器
19.3.4 基于频率采样的fir滤波器
19.3.5 fir滤波器实例分析
19.4 iir数字滤波器
19.4.1 iir数字滤波器介绍
19.4.2 iir数字滤波器
19.4.3 iir数字滤波器阶数的选择
19.4.4 iir滤波器实例分析
19.5 非参数法功率谱估计
19.5.1 周期图法功率谱估计
19.6.2 welch法功率谱估计
19.6 参数模型法功率谱估计
19.6.1 ar模型功率谱估计
19.6.2 yule-walker法功率谱估计
19.6.3 burg法功率谱估计
19.6.4 协方差法功率谱估计
19.7 子空间法功率谱估计
19.7.1 特征向量法功率谱估计
19.7.2 music算法功率谱估计
19.8 本章小结

第20章 小波分析工具箱
20.1 小波分析
20.1.1 小波分析简介
20.1.2 连续小波变换
20.1.3 离散小波变换
20.1.4 多分辨分析
20.1.5 小波包分解
20.1.6 常用的小波
20.2 一维小波分解和重构
20.2.1 一维连续小波分解
20.2.2 一维离散小波分解和重构
20.3 二维小波分解和重构
20.3.1 二维小波的单层分解和重构
20.3.2 二维小波的多层分解和重构
20.4 小波包分析
20.4.1 一维小波包的分解和重构
20.4.2 二维小波包的分解和重构
20.4.3 小波能量和小波熵
20.5 小波工具箱的gui工具
20.5.1 小波工具箱介绍
20.5.2 小波和小波包的显示工具
20.5.3 一维小波分析工具
20.5.3 二维小波分析工具
20.6 本章小结

第21章 图像处理工具箱
21.1 图像处理基础
21.1.1 数字图像处理
21.1.2 图像处理工具箱介绍
21.1.3 matlab中图像类型
21.1.4 matlab图像类型转换
21.1.5 图像的读写和显示
21.1.6 图像浏览器
21.2 图像的常用操作
21.2.1 图像基本运算
21.2.2 图像的直方图和直方图均衡化
21.2.3 图像的对比度增强
21.2.3 图像的插值
21.2.4 图像中添加噪声
21.2.5 图像剪切
21.3 图像的变换技术
21.3.1 图像的傅里叶变换
21.3.2 图像的离散余弦变换
21.4 图像增强技术
21.4.1 像素值及其统计
21.4.2 图像的滤波
21.5 图像的边缘检测
21.6 数字图像的采集
21.6.1 usb摄像头设置
21.6.2 图像和视频的采集
21.6.3 imaqtool工具
21.8 本章小结

第22章 神经网络工具箱
22.1 人工神经网络概述
22.1.1 人工神经网络介绍
22.1.2 人工神经元
22.1.3 matlab神经网络工具箱
22.2 感知器神经网络
22.2.1 感知器神经网络
22.2.2 设计实例分析
22.3 线性神经网络
22.3.1 线性神经网络
22.3.2 设计实例分析
22.4 bp网络
22.4.1 bp网络介绍
22.4.2 bp网络的创建
22.4.3 bp网络实例分析
22.5 径向基神经网络
22.5.1 径向基神经网络
22.5.2 广义回归神经网络
22.5.3 概率神经网络
22.6 神经网络gui工具
22.6.1 nntool工具
22.6.2 nprtool工具
22.7 本章小结

第23章 matlab与word和excel的接口
23.1 matlab与word混合使用
23.1.1 notebook的安装
23.1.2 notebook的使用环境
23.1.3 notebook实例分析
23.2 matlab与excel混合使用
23.2.1 excel link的安装
23.2.2 设置启动方式
23.2.3 启动和终止excel link
23.2.4 excel link工具栏
23.2.5 实例分析
23.3 本章小结

第1章 MATLAB概述
MATLAB源于Matrix Labortary，即矩阵实验室，是由美国Mathworks公司发布的主要面对科学计算、数据可视化、系统仿真，以及交互式程序设计的高科技计算环境。
MATLAB将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
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软件提供了大量的工具箱，可以用于工程计算、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域，解决这些应用领域内特定类型的问题。MATLAB的基本数据单位是矩阵，非常符合科技人员对数学表达式的书写格式，利用MATLAB解决问题要比C或Fortran等语言简捷的多。
目前MATLAB软件已经发展成为适合多学科、多种工作平台的功能强大的大型软件。在欧美等高等学校，MATLAB软件已经成为线性代数、数字信号处理、动态系统仿真等课程的基本教学工具。
1.2 MATLAB的特点
由于MATLAB软件功能强大，而且简单易学，已经成为高校教师、科研人员和工程技术人员的必学软件，能够极大的提高工作的效率和质量。与其他的计算机高级语言相比，MATLAB软件有许多非常明显的优点。
1.2.1 界面友好，容易使用
MATLAB软件中有很多的工具，这些基本都采用图形用户界面。MATLAB的用户界面非常接近Windows的标准界面，操作简单，界面比较友好。最新的MATLAB版本提供了完整的联机查询、帮助系统，极大地方便了用户的使用。MATLAB软件提供的M文件调试环境也非常简单，能够很好的报告出现的错误及出错的原因。MATLAB软件是采用C语言开发的，它的流程控制语句和语法与C语言非常相近。如果初学者有C语言的基础，就会很容易地掌握MATLAB编程和开发。MATLAB编程语言非常符合科技人员对数学表达式的书写格式，便于非计算机专业人员使用。MATLAB语言可移植性好、可拓展性强，已经广泛应用于科学研究及工程计算各个领域。
1.2.2 强大的科学计算和数据处理能力
MATLAB软件的内部函数库提供了非常丰富的函数，可以方便地实现用户所需的各种科学计算和数据处理功能。这些函数所采用的算法包含了科研和工程计算中的最新研究成果，并经过了各种优化和容错处理。这些内部函数经过了无数次的检验和验证，稳定性非常好，出错的可能性非常小。利用MATLAB软件进行科学计算和数据处理，是站在巨人的肩膀上，可以节省用户大量的编程时间。用户可以将自己主要的精力放到更具有创造性的工作上，把繁琐的底层工作交给MATLAB软件的内部函数去做。
1.2.3 强大的图形处理功能
MATLAB软件具有非常强大的数据可视化功能，可非常方便地绘制各种复杂的二维图形、三维图形和多维图形。MATLAB具有强大的图形处理功能，自带很多的绘图的函数，还可以非常方便地给图形添加标注、标题、坐标轴等。MATLAB 2010a对于三维图形，还可以设置视角、色彩控制及光照效果等。此外，MATLAB软件还可以创建三维动画效果及隐函数绘图等，可用于科学计算和工程绘图。
1.2.4 应用广泛的专业领域工具箱
在MATLAB软件对许多专门的领域都开发了功能强大的工具箱，在MATLAB 2010a软件中共有40多个工具箱。这些工具箱都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。MATLAB工具箱中的函数源代码都是可读和可修改的，用户可通过对源程序的修改或加入自己编写的程序可构造新的专用工具箱。在本章的1.8节列出了MATLAB软件的常用工具箱，本书将详细介绍这些工具箱，例如符号计算工具箱、信号处理工具箱、图像处理工具箱、小波分析工具箱和神经网络工具箱等。
1.2.5 实用的程序接口
MATLAB软件是一个开放的平台。通过MATLAB软件的外部程序接口，用户可以非常方便地利用MATLAB同其他的开发语言或软件进行交互，发挥各自的优势，提高工作效率。利用MATLAB软件的编译器可以将M文件，转换为可执行文件或动态链接库，可以独立于MATLAB软件运行。在MATLAB软件中，还可以调用C/C++语言、Fortran语言、Java语言等编写的程序。此外，MATLAB软件还可以和办公软件例如Word和Excel软件等，进行很好的交互。
1.3 MATLAB 2010a的新功能和特点
MATLAB在每年的3月和9月推出当年的a版本和b版本。本书采用的是MATLAB 2010a版本。该版本增加了一些新的功能。在MATLAB的命令行窗口输入whatsnew后，在MATLAB的帮助浏览器中将显示MATLAB 2010a的新功能。
MATLAB 2010a对MATLAB和Simulink，以及若干工具箱进行了更新和缺陷修复，已经购买MathWorks公司软件维护服务的用户可以下载产品更新。MATLAB 2010a版本的新功能包括：
* 增加更多多线程数学函数，增强文件共享、路径管理功能及改进了MATLAB桌面。
* 新增用于在 MATLAB 中进行流处理的系统对象，并在Video and Image Processing Blockset 和 Signal Processing Blockset中提供超过140种支持算法。
* 针对50多个函数提供多核支持并增强性能，并对图像处理工具箱中的大型图像提供更多支持。
* 在全局优化工具箱和优化工具箱中提供新的非线性求解器。
* 能够利用工具箱Symbolic Math Toolbox生成Simscape 语言方程。
* 在SimBiology中提供随机近似最大期望（SAEM）算法等。
在Simulink产品系列的新功能包括：
* 在Simulink中提供可调参数结构、触发模型块及用于大型建模的函数调用分支。
* 在嵌入式IDE链接和目标支持包中提供针对Eclipse、嵌入式Linux及ARM处理器的代码生成支持。
* 在IEC认证工具包中提供对Real-Time Workshop Embedded Coder和PolySpace产品的ISO 26262认证。
* 在DO鉴定工具包中提供扩展至模型的DO-178B鉴定支持。
* 新工具Simulink PLC Coder，用于生成PLC和PAC IEC 61131结构化文本。
1.4 MATLAB的安装、退出及卸载
MATLAB的安装非常简单，将MATLAB安装光盘插入到光驱，然后直接运行setup.exe进行安装。下面详细介绍MATLAB 2010a的安装、退出和卸载过程。
1.4.1 MATLAB的安装
本书以MATLAB 2010a为例，介绍MATLAB的安装过程。
（1）进入MATLAB 2010a的安装目录，单击setup.exe文件后，会显示准备安装，然后开始安装，并显示如图1.1所示的对话框。两个单选按钮中，前者为应用Internet进行安装，后者不用Internet进行安装，二者没有太大区别，通常选择后者。本书选择不用Internet进行安装。单击Next按钮，进入下一步。
图1.1 MATLAB 2010a安装对话框
（2）之后显示“软件许可协议”对话框，如图1.2所示。选择“Yes”单选按钮接受软件许可协议，然后单击Next按钮进行下一步的安装。
图1.2 “许可协议”对话框
（3）此时进入“输入安装序列号”对话框，如图1.3所示。在其中填入MATLAB 2010a的序列号，然后单击Next按钮，进入下一步。
（4）在进入的“安装类型”对话框中，有Typical和Custom两个选项，如图1.4所示。如果选择Typical选项，系统将会自动安装最常用的工具箱。如果选择Custom选项，用户可以根据自己的实际需要选择需要安装的工具箱。本书选择Custom选项，然后单击Next按钮进入下一步的安装。
（5）之后出现“安装路径选择”对话框，如图1.5所示。用户可以单击Browse按钮选择需要安装的路径。系统的默认安装路径为C盘的C:\Program Files\MATLAB\R2010a。然后，单击Next按钮进入下一步。
图1.3 “输入序列号”对话框
图1.4 “安装类型”对话框
图1.5 “安装路径选择”对话框
（6）接着出现了“工具箱选择”对话框，如图1.6所示。用户可以选择工具箱前面的复选框，来选择是否安装该工具箱，系统默认为所有的工具箱都为选中状态。如果所有的工具箱都安装，大概需要将近6G的空间。本书选择所有的工具箱，然后单击Next按钮进入下一步。
图1.6 “工具箱选择”对话框
（7）然后进入“安装选项”对话框，如图1.7所示。在该对话框中可以设置是否在桌面和启动菜单添加快捷方式，以及和MATLAB相关的文件类型等。单击Next按钮进入下一步。
图1.7 “安装选项”对话框
（8）此时进入“安装确认”对话框，如图1.8所示。本书选择的MATLAB安装路径为E:\MATLAB，选择了所有的工具箱。如果用户的硬盘空间足够的话，建议完整安装所有的工具箱。之后单击Install按钮进行安装。
（9）开始MATLAB 2010a的正式安装，并显示安装的进度，如图1.9所示。安装的速度取决于计算机的硬件配置，以及选择的工具箱个数。
图1.8 “安装确认”对话框
图1.9 “安装进度”对话框
1.4.2 MATLAB的启动和退出
MATLAB 2010a安装结束后，用户可以有通过单击“开始”菜单中的MATLAB来启动MATLAB系统，也可以在MATLAB的安装目录下找到MATLAB.exe然后单击运行。此外，用户可以在桌面建立MATLAB的快捷菜单，通过双击快捷方式图标，也可以启动MATLAB系统。
MATLAB默认的启动目录是：C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\ MATLAB，可以进行修改。右击桌面上的MATLAB R2010a快捷图标，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，会弹出快捷菜单的属性设置窗口，如图1.10所示。设置MATLAB的初始目录为：D:\Matlab2011\Program\chap1。
有以下3种方法可以退出MATLAB软件：
* 在MATLAB的主窗口中选择File| Exit MATLAB命令，或按快捷键Ctrl+Q。
* 在MATLAB的命令行窗口中输入exit或quit。
* 单击MATLAB主窗口右上角的关闭按钮，进行关闭。
1.4.3 MATLAB的卸载
用户如果想卸载MATLAB软件，可以通过Window控制面板中的添加或删除程序来卸载MATLAB软件，如图1.11所示。
图1.10 设置初始目录 图1.11 控制面板的“添加/删除程序”对话框
在图1.11中，单击“更改/删除”按钮，弹出对话框，如图1.12所示，用户可以在其中选择要卸载的程序或工具箱，系统默认全部程序和工具箱都为选中状态。单击Uninstall按钮，可进行MATLAB的卸载。
图1.12 卸载MATLAB对话框
1.5 MATLAB的目录结构
用户成功将MATLAB安装到D:\MATLAB后，该文件夹中的文件如图1.13所示。用户可以查阅各个文件夹的内容。
图1.13 MATLAB安装后的目录
在图1.13中，各个文件夹的内容介绍如表1.1所示。可以单击快捷方式MATLAB R2010a来启动MATLAB软件。
表1.1 MATLAB安装文件夹的目录结构
文 件 夹
说 明
bin
MATLAB的可执行文件
extern
MATLAB的外部程序接口
help
MATLAB的帮助系统
ja
MATLAB的国际化文件
java
MATLAB的Java支持程序
lib
几个库文件
license
MATLAB软件的许可协议
notebook
MATLAB和Word的接口文件
rtw
Real-TIme Workshop软件包
runtime
运行时库
simulink
Simulink软件包，用于系统的建模和仿真
stateflow
Stateflow软件包，用于状态机的设计
续表
文 件 夹
……

MATLAB软件是由美国Mathworks公司发布的主要面向科学计算、数据可视化、系统仿真及交互式程序设计的高科技计算环境。由于MATLAB功能强大，简单易学，并且对问题的描述和求解符合人们的思维方式和数学表达习惯，所以它已经成为高校教师、科研人员和工程技术人员的必学软件。使用MATLAB，可极大地提高人们的工作效率和质量。
MATLAB软件代表了当今国际科学计算软件的先进水平，应用领域非常广泛。很多人都希望将MATLAB强大的数值计算和分析功能应用于自己的项目和实践中，从而可以直观、方便地进行分析、计算和设计工作。编写这本书的目的，就是为了向读者全方位介绍MATLAB编程和开发技术。
本书由浅入深，全面、系统地介绍了MATLAB基础、科学计算、数据可视化、编程、Simulink仿真技术、高级应用及常用的工具箱等内容。书中的每一章都提供了大量的实例程序，以方便读者进行练习和学习。每个例程都经过精挑细选，具有很强的针对性，适合各个阶段的读者的学习。本书既注重基础知识，又非常注重实践，读者可以快速上手并迅速提高。通过学习本书内容，读者不仅可以全面掌握MATLAB编程和开发技术，还可以获得快速分析和解决实际问题的能力，从而能够在最短的时间内，以最好的效果来解决实际的工程和科学问题，提升工作效率。
本书的特点
1.每章都提供对应的教学视频，学习高效、直观
为了便于读者高效、直观地学习本书中的内容，作者对每章的重点内容都特意制作了教学视频，这些视频和本书的实例文件一起收录于配书DVD光盘中。
2．结构合理，内容全面、系统
本书详细介绍了MATLAB编程、数据分析和处理、数据可视化、Simulin仿真、GUI编程开发及常用的工具箱，将实际项目开发经验贯穿于全书，思想和内容都非常丰富。内容的安排上，则根据读者的学习习惯和内容的梯度合理安排，更加适合读者学习。
3．叙述详实，例程丰富
本书有详细的例程，每个例子都经过精挑细选，有很强的针对性。书中的程序都有完整的代码，而且代码非常简洁和高效，便于读者学习和调试。读者也可以直接重用这些代码来解决自己的问题。
4．结合实际，编程技巧贯穿其中
MATLAB编程非常灵活，所以本书写作时特意给出了大量的实用编程技巧，这些技巧的灵活使用，将会让你事半功倍。
5．语言通俗，图文并茂
对于程序的运行结果，本书给出了大量的图片。本书不仅注重基础知识，而且非常注重实践，让读者快速上手，迅速掌握MATALB知识。
本书内容体系
本书共23章，分为7篇，各篇对应的章节和具体内容介绍如下。
第1篇包括第1~4章，主要介绍MATLAB的基础知识，讲解MATLAB2010a的安装和基本操作，MATLAB的数据类型和运算符，数组和矩阵以及字符串等操作。
第2篇包括第5~8章，主要介绍利用MATLAB进行科学计算，包括多项式、插值、极限等基本数据分析，微积分运算、概率论和数理统计，以及MATLAB的符号计算功能。
第3篇包括第9章和第10章，主要介绍MATLAB的数据可视化，包括二维数据可视化和三维数据可视化，同时讲解了图形的标注、特殊图形的绘制、以及三维图形的视角、色彩和光照效果等。
第4篇包括第11章和第12章，主要介绍MATLAB编程，包括脚本M文件和函数M文件，以及程序的流程控制，最后介绍了程序的调试、程序的性能分析和常用的编程技巧等。
.第5篇包括第13章和第14章，主要介绍利用Simulink进行系统的仿真，包括Simulink建模的原理、常用操作、基本模块库、子系统的封装技术、Simulink调试器和S-函数等。
第6篇包括第15~18章，主要介绍MATLAB的一些高级应用，例如图形句柄、利用GUIDE建立图形用户界面、文件I/O操作以及MATLAB的编译器等。
第7篇包括第19~23章，主要介绍MATLAB的常用工具箱和与Word和Excel的接口，包括信号处理工具箱、小波分析工具箱、图像处理工具箱、神经网络工具箱。
本书读者对象
MATLAB初学者；
想全面、系统地学习MATLAB的人员；
MATLAB技术爱好者；
利用MATLAB进行编程和开发的技术人员；
大中专院校的学生和老师；
相关培训学校的学员。
在此感谢我的父母、家人、研究所的老师，以及所有帮助过我的人。由于时间仓促，笔者水平有限，书中难免存在遗漏和不足之处，恳请广大读者提出宝贵意见。