第 1 章 基础准备及入门
本章有三个目的:一是讲述
MATLAB
正常运行所必须具备的基础条件;二是简明地介
绍
MATLAB
及其操½桌面
Desktop
的基本½用方法;三是全面介绍
MATLAB
的帮助系统。
本章的前两节讲述: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½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½方法和规则。这部分内容几乎对
MATLAB
各种版本½适用。第
1.5
到
第
1.8
节专门介绍
MATLAB
最常用的另五个交互界面:历史指令窗、½前目½浏览器、工
½空间浏览器、变量编辑器、M 文件编辑器。 鉴于实际应用中,帮助信息和求助技½的重
要性。本章专设第
1.9
节专门叙述
MATLAB
的帮助½系和求助方法。
½者建议:不管读者此前是否½用过
MATLAB,½不要½略本章。
1.1
MATLAB
的安装和工具包选择
MATLAB
只有在适½的外部环境中才½正常运行。因此,恰½地配½外部系统是保证
MATLAB
运行良½的先决条件。MATLAB 本身可适应于许多机种和系统,如
PC
机 和
Unix
工½站等。½本节只针对我½½用最广的
PC
机系统给予介绍。
对
PC
机用户来说,
常常需要自己安装
MATLAB。
MATLAB R2010a
(即
MATLAB 7.10)
版要求
WinXP
或
Windows Vista
平台。下面介绍从光盘上安装
MATLAB
的方法。
一般说来,½
MATLAB
光盘插入光驱后,会自启动“安装向导”。假如自启动没有实
现,那么可以在<我的电脑>或<资源管理器>中双击
setup.exe
应用程序,½“安装向导”启
动。安装过程中出现的所有界面½是标准的,用户只要按照屏幕提示操½,如输入用户名、
单½名、口令等就行。
在安装
MATLAB.R2010a
时,
会出现一个界面,
该界面上有两个选项:
Typical
和
Custom。
由于近年电脑的硬盘容量很大,所以一般用户为方便计,直接点选“Typical”即可。
安装完成后,一般会产生两个目½:
MATLAB
½件所在的目½
该目½½½及目½名,
½是用户在安装过程中指定的。
比如,
C:\MATLAB R2010a。
该目½包含
MATLAB
运½所需的所有文件,如启动文件、各种工具包等。
MATLAB
自动生成的供用户½用的工½目½
该目½是由安装
MATLAB
时自动生成的,是专供用户存放操½
MATLAB
中产生
的中间文件½用的。
该工½目½的名称是
MATLAB。它一般登½在 C:\Documents and Settings\acer\My
Documents
文件夹下。(注意:这文件夹名中的
acer
会随电脑不同而变。)
该工½目½
C:\Documents and Settings\acer\My Documents\MATLAB
被自动记½在
MATLAB
的搜索路径中。因此,在这目½上的
M
文件、MAT 文件、MDL 文件等
½½被
MATLAB
搜索到。
1.2
1.2.1
Desktop
操½桌面的启动
MATLAB
的启动
(1)方法一
½
MATLAB
安装到硬盘上以后,一般会在
Windows
桌面上自动生成
MATLAB
程序图
标。在这种情况下,只要直接点击那图标即可启动
MATLAB,打开如图 1.2-1
的
MATLAB
操½桌面(Desktop)。注意:本书½者建议用户优先采用启动“方法一”。
1
(2)方法二
假如
Windows
桌面上没有
MATLAB
图标,那么点击
matlab\
文件夹下的快捷方式图标
。
1.2.2
Desktop
操½桌面简介
MATLAB R2010a
版的
Desktop
操½桌面,是一个高度集成的
MATLAB
工½界面。其
默认½式,如图
1.2-1
所示。该桌面的上层铺放着三个最常用的界面:指令窗(Command
Window)、½前目½(Current Directory)浏览器、MATLAB
工½内存空间(Workspace)
浏览器、历史指令(Command
History)窗。
图
1.2-1 Desktop
操½桌面的默认外貌
指令窗
该窗是进行各种
MATLAB
操½的最主要窗口。在该窗内,可键入各种送给
MATLAB
运½的指令、½数、表达式;显示除图½外的所有运算结果;运行错误时,
给出相关的出错提示。
½前目½浏览器
在该浏览器中,展示着子目½、M 文件、MAT 文件和
MDL
文件等。对该界面上
的
M
文件,可直接进行复制、编辑和运行;界面上的
MAT
数据文件,可直接送入
MATLAB
工½内存。此外,对该界面上的子目½,可进行
Windows
平台的各种标准操
½。
此外,在½前目½浏览器正下方,还有一个“文件概况窗”。该窗显示所选文件的
概况信息。比如该窗会展示:M ½数文件的
H1
行内容,最基本的½数格式;所包含的
内嵌½数和其它子½数。
工½空间浏览器
该浏览器默认地½于½前目½浏览器的后台。该窗口½列出
MATLAB
工½空间中
2
所有的变量名、大小、字节数;在该窗中,可对变量进行观察、图示、编辑、提取和保
存。
历史指令窗
该窗记½已经运½过的指令、½数、表达式,及它们运行的日期、时间。该窗中的
所有指令、文字½允许复制、重运行及用于产生
M
文件。
捷径(Start)键
引出通往本
MATLAB
所包含的各种组件、
模块库、
图½用户界面、
帮助分类目½、
演示算例等的捷径,以及向用户提供自建快捷操½的环境。
1.3
Command Window
运行入门
MATLAB
的½用方法和界面有多种½式。½最基本的,也是入门时首先要掌握的是:
MATLAB
指令窗(Command
Window)的基本表现½态和操½方式。本书½者相信,通过
本节的文字解释,读者将对
MATLAB
½用方法有一个良½的初始感受。
1.3.1
Command Window
指令窗简介
MATLAB
指令窗默认地½于
MATLAB
桌面的右方(见图
1.2-1)。假如,用户希望得
到脱离操½桌面的几½独立指令窗,只要点击该指令窗右上角的 键,就可获得如图
1.3-1
所示的指令窗。
图
1.3-1
几½独立的指令窗
〖说明〗
图
1.3-1
指令窗表现了例
1.3-1
运行的情况。
若用户希望让独立指令窗嵌放回桌面,
则只要点击
Command Window
右上角的
或选中指令窗菜单
{Desktop:Dock Command Window}
便可。
按钮,
1.3.2
最简单的计算器½用法
为易于学习,本节以算例方式叙述,并通过算例½纳一些
MATLAB
最基本的规则和语
法结构。建议读者,在深入学习之前,先读一读本节。
【例
1.3-1】求
[12
2
(7
4)]
3
和必需的操½步骤。
2
的算术运算结果。本例演示:最初步的指令输入½式
(1)用键盘在
MATLAB
指令窗中输入以下内容
>> (12+2*(7-4))/3^2
(2)在上述表达式输入完成后,按
[Enter]
键,该指令被执行,并显示如下结果。
3
ans =
2
〖说明〗
本例在指令窗中实际运行的情况参见图
1.3-1。
指令行“头首”的“
>>”是“指令输入提示符”,它是自动生成的。本书在此后的输
入指令前将不再带提示符
>>”
理由是:
“
。
(A)
为½本书简洁;
(B)
本书用
MATLAB
的
M-book
写成,而在
M-book
中运行的指令前是没有提示符的。
MATLAB
的运算符(如+、- 等)½是各种计算程序中常见的习惯符号。
一条指令输入结束后,必须按
[Enter]
键,那指令才被执行。
由于本例输入指令是“不含赋值号的表达式”,所以计算结果被赋给
MATLAB
的一个
默认变量“ans”。它是英文“answer”的缩写。
【例
1.3-2】“续行输入”法。本例演示:或由于指令太长,或出于某种需要,输入指令行
必须多行书写时,该如½处理。
S=1-1/2+1/3-1/4+ ...
1/5-1/6+1/7-1/8
S =
0.6345
〖说明〗
MATLAB
用
3
个或
3
个以上的连续黑点表示“续行”,即表示下一行是上一行的继续。
本例指令中包含“赋值号”,因此表达式的计算结果被赋给了变量
S。
指令执行后,变量
S
被保存在
MATLAB
的工½空间(Workspace)中,以备后用。如
果用户不用
clear
指令清除它,或对它重新赋值,那么该变量会一直保存在工½空间中,
直到本
MATLAB
指令窗被关闭为止。
1.3.3
数值、变量和表达式
前节算例只是表演了“计算器”功½,那仅是
MATLAB
全部功½中小小一角。为深入
学习
MATLAB,有必要系统介绍一些基本规定。本节先介绍关于变量的若干规定。
1
数值的记述
MATLAB
的数值采用习惯的十进制表示,可以带小数点或负号。以下记述½合法。
3
-99
0.001
9.456
1.3e-3
4.5e33
在采用
IEEE
浮点算法的计算机上,数值通常采用“占用
64
½内存的双精度”表示。
其相对精度是
eps
(MATLAB 的一个预定义变量),大约保持有效数字
16
½。数值范围大
致从
10
308
到
10
308
。
2
变量½名规则
变量名、½数名是对字母大小写敏感的。如变量
myvar
和
MyVar
表示两个不同的变量。
sin
是
MATLAB
定义的正弦½数名,½
SIN,Sin
等½不是。
变量名的第一个字符必须是英文字母,最多可包含
63
个字符(英文、数字和下连符)。
如
myvar201
是合法的变量名。
变量名中不得包含空格、标点、运算符,½可以包含下连符。如变量名
my_var_201
是
合法的,且读起来更方便。而
my,var201
由于逗号的分隔,表示的就不是一个变量名。
3
MATLAB
默认的数学常数
MATLAB
为一些数学常数
(Math
Contants)
预定义了变量名,
见表
1.3-1。
每½
MATLAB
启动,
这些变量就被产生。
这些变量½有特殊含义和用途。
建议:
用户在编写指令和程序时,
应½可½不对表
1.3-1
所列预定义变量名重新赋值,以免产生混淆。
4
预定义变量
eps
i
或
j
Inf
或
inf
intmax
intmin
表
1.3-1 MATLAB
为数学常数预定义的变量名
含
义
预定义变量
含
义
52
NaN
或
nan
不是一个数(Not
a Number),
浮点数相对精度
2
如
0/0,
/
虚单元
i
½
j
½
1
pi
无穷大,如
1/0
圆周率
realmax
最大正实数,
默认
1.7977e+308
可表达的最大正整数,
默认(2147483647)
realmin
最小正实数,默认
2.2251e-308
可表达的最小负整数,
默认(-2147483648)
〖说明〗
假如用户对表中任½一个预定义变量进行赋值,
则那个变量的默认值将被用户新赋的值
“临时”覆盖。所谓“临时”是指:假如½用
clear
指令清除
MATLAB
内存中的变量,
或
MATLAB
指令窗被关闭后重新启动,那么所有的预定义变量将被重½为默认值,不
管这些预定义变量曾被用户赋过什么值。
在遵循
IEEE
算法规则的机器上,被
0
除是允许的。它不会导致程序执行的中断,只是
在给出警告信息的同时,用一个特殊名称(如
Inf,NaN)记述。这个特殊名称将在以
后的计算中以合理的½式发挥½用。
关 于 它 们 的 更 详 细 的 帮 助 信 息 , 可 在
MATLAB
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Contents
页 的
<MATLAB/Functions/Mathematics/Math Contants>找到。
【例
1.3-3】运用以下指令,以便初步了解关于常数的预定义变量。本例演示:各常数的含
义。
format short e
RMAd=realmax('double')
%
双精度类型(默认)时最大实数
RMAs=realmax('single')
%
单精度类型时最大实数
RMAd =
1.7977e+308
RMAs =
3.4028e+038
IMA64=intmax('int64')
IMA32=intmax
IMA32=intmax('int16')
IMA64 =
9223372036854775807
IMA32 =
2147483647
IMA32 =
32767
e1=eps
e2=eps(2)
e1 =
2.220446049250313e-016
e2 =
4.440892098500626e-016
pi
ans =
3.141592653589793
%
双精度类型时的相对精度
%
表达
2
时的绝对精度
% int64
整数类型时最大正整数
% int32(默认)整数类型时最大正整数
% int16
整数类型时最大正整数
5
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