MATLAB 基础

• 本科生水平的数学基础,例如线性代数,概率论和统计,以及矩阵分析
• 基本计算机操作
• 最好基本掌握一门高级语言编程的基础,例如C, PASCAL, FORTRAN或BASIC,但非必须

MATLAB（矩阵实验室）是MATrix LABoratory的缩写,是一款由美国The MathWorks公司出品的商业科学计算和仿真软件.MATLAB拥有一套可用于算法开发,数据可视化,数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境.除了矩阵运算,求解线性系统方程,绘制函数/数据图像等常用功能外,MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言（包括C,C++,Java,Python和FORTRAN）编写的程序。 尽管MATLAB最初主要用于科学计算,但其不断增加的各种附加工具箱(到目前为止将近100个)使之适合不同领域和行业的应用,如控制系统设计与分析,生物医疗,图像处理,信号处理与通讯,金融建模和分析,汽车,航天航空等。另外还有一个基于模型化设计(MBD)的图形化仿真软件包Simulink用于系统模拟,代码生成,动态/嵌入式系统开发等方面.

• 熟悉MATLAB界面,查找帮助;
• 键入命令,进行变量,向量和矩阵的基本操作;
• 对数据进行多种可视化展示;
• 处理数据文件和不同数据类型;
• 编写脚本和函数,并在其中包含必要的逻辑和分支控制;
• 读写文本和二进制文件;

第 1 部分

MATLAB简介

目标：概述 MATLAB 是什么，它包含什么，以及它能为您做些什么

• 示例：C 与 MATLAB 的对比
• MATLAB 产品概述
• MATLAB 的应用领域
• MATLAB 能为您做什么？
• 课程大纲

使用 MATLAB 用户界面

目标：介绍 MATLAB 集成设计环境的主要功能及其用户界面，并概述课程主题。

• MATLAB 界面
• 从文件读取数据
• 保存和加载变量
• 绘制数据图
• 自定义图表
• 计算统计数据和最佳拟合线
• 导出图形以用于其他应用程序

变量与表达式

目标：输入 MATLAB 命令，重点是创建和访问变量中的数据。

• 输入命令
• 创建变量
• 获取帮助
• 访问和修改变量中的值
• 创建字符变量

使用矢量进行分析和可视化

目标：使用向量执行数学和统计计算，并创建基本的可视化效果。了解 MATLAB 语法如何使用单个命令对整个数据集进行计算。

• 使用向量进行计算
• 绘制向量
• 基本绘图选项
• 注释绘图

使用矩阵进行分析与可视化

目标：将矩阵用作数学对象或（向量）数据集合。理解适当使用 MATLAB 语法以区分这些应用。

• 大小与维数
• 矩阵计算
• 矩阵数据统计
• 绘制多列图
• 矩阵重塑与线性索引
• 多维数组

第 2 部分

使用脚本自动执行命令

目标：将 MATLAB 命令收集到脚本中，以便于重现和实验。随着任务复杂度的增加，在命令窗口中输入长命令序列变得不切实际。

• 建模示例
• 命令历史
• 创建脚本文件
• 运行脚本
• 注释和代码单元
• 发布脚本

使用数据文件

目标：将数据从格式化文件导入 MATLAB。由于导入的数据可以具有多种类型和格式，因此重点放在使用元胞数组和日期格式上。

• 导入数据
• 混合数据类型
• 元胞数组
• 数字、字符串和单元格之间的转换
• 导出数据

多个矢量图

目标：制作更复杂的矢量图，例如多个图，并使用颜色和字符串操作技术来生成引人注目的数据视觉表示。

• 图形结构
• 多个图形、轴和绘图
• 绘制方程式
• 使用颜色
• 自定义绘图

逻辑和流量控制

目标：使用逻辑操作、变量和索引技术创建灵活代码，使其能够做出决策并适应不同情况。探索其他编程结构以重复代码段，以及允许用户交互的结构。

• 逻辑操作和变量
• 逻辑索引
• 编程结构
• 流程控制
• 循环

矩阵与图像可视化

目标：以二维或三维方式可视化图像和矩阵数据。探索图像显示与使用图像可视化矩阵数据之间的区别。

• 使用向量和矩阵数据的散点插值
• 三维矩阵可视化
• 二维矩阵可视化
• 索引图像与颜色图
• 真彩图像

第 3 部分

数据分析

目标：在 MATLAB 中执行典型的数据分析任务，包括开发和拟合理论模型以处理现实数据。这自然引出了 MATLAB 的一个强大功能：通过一条命令解决线性方程组。

• 处理缺失数据
• 相关性分析
• 数据平滑
• 频谱分析和 FFT
• 解线性方程组

编写函数

目标：通过将模块化任务封装为用户定义的函数提高自动化。了解 MATLAB 如何解析文件和变量的引用。

• 为什么使用函数？
• 创建函数
• 添加注释
• 调用子函数
• 工作区
• 子函数
• 路径和优先级

数据类型

目标：探索数据类型，重点讨论创建变量和访问数组元素的语法，并讨论不同数据类型之间转换的方法。数据类型在其内容和数据组织方式上存在差异。

• MATLAB 数据类型
• 整数类型
• 结构体
• 类型转换

文件输入/输出

目标：探索 MATLAB 中的低级数据导入和导出功能，这些功能允许精确控制文本和二进制文件的输入/输出。包括提供文本文件精确读取控制的 textscan。

• 打开和关闭文件
• 读取和写入文本文件
• 读取和写入二进制文件

注意：实际交付的内容可能与上述大纲略有出入，恕不另行通知。

结论

注意：实际交付的内容可能与上述大纲略有出入，恕不另行通知。

目标：总结所学内容

• 课程总结
• 其他即将推出的 MATLAB 课程

注意：课程交付时可能会有一些小的差异，恕不另行通知。