本书主要面向零基础读者,用实例引导读者学习,深入浅出地介绍了MATLAB的相关知识和实战技能。 本书第Ⅰ篇“基础知识”主要讲解MATLAB基础知识;第Ⅱ篇“语法基础”主要讲解MATLAB的基本使用方法、MATLAB编程基础、MATLAB的数组与矩阵操作、常用数学函数、符号运算、数值运算、数据分析及图形句柄等;第Ⅲ篇“数据可视化”主要介绍二维数据可视化和三维数据可视化等;第Ⅳ篇“编程设计”主要介绍图形用户界面设计、Simulink仿真基础、文件读取I/O、MATLAB编译器及外部接口应用等;第Ⅴ篇“综合实战”主要介绍 MATLAB在信号与系统中的应用、 MATLAB在数字信号处理中的应用、MATLAB在通信原理中的应用、MATLAB在图像处理领域的应用及MATLAB在金融领域的应用等。 本书所提供的电子资源中包含了与图书内容全程同步的教学视频。此外,还赠送了大量相关学习资料,以便读者扩展学习。 本书适合任何希望学习MATLAB的读者,无论读者是否从事计算机相关行业,是否接触过MATLAB,均可通过学习本书快速掌握MATLAB的开发方法和技巧。

第 Ⅰ 篇基础知识 第 1 章 认识MATLAB 1.1 MATLAB到底有多厉害 003 1.2 MATLAB概述 003 1.2.1 MATLAB的语言特点及应用领域 003 1.2.2 MathWorks公司及其产品概述 004 1.2.3 MATLAB的语言特点 005 1.2.4 MATLAB的组成 005 1.2.5 MATLAB R2016b新增功能 006 1.3 MATLAB的行业应用 007 1.4 初次使用MATLAB 008 1.4.1 直接使用MATLAB命令 008 1.4.2 一个简单的MATLAB程序 010 第 2 章 MATLAB基础 2.1 MATLAB R2016b的安装与启动 014 2.1.1 对计算机配置的要求 014 2.1.2 安装MATLAB 014 2.1.3 启动和退出MATLAB 017 2.1.4 卸载MATLAB 018 2.2 MATLAB R2016b的目录结构 018 2.3 MATLAB R2016b的工作界面 018 2.3.1 菜单工具栏 019 2.3.2 命令行窗口 020 2.3.3 工作区 021 2.3.4 命令历史记录窗口 022 2.4 MATLAB R2016b 的帮助系统 022 2.4.1 使用帮助浏览器窗口 022 2.4.2 使用帮助命令 023 2.4.3 演示帮助 024 2.5 疑难解答 024 第 Ⅱ 篇语法基础 第 3 章 MATLAB的基本使用 3.1 MATLAB的通用命令 027 3.2 MATLAB的文件管理 028 3.2.1 当前文件夹浏览器和路径管理器 028 3.2.2 搜索路径及其设置 029 3.3 MATLAB表达式中的变量和关键字 030 3.3.1 变量 030 3.3.2 关键字 030 3.4 MATLAB的数据类型 031 3.4.1 数值 031 3.4.2 逻辑型数值 034 3.4.3 字符串 035 3.4.4 单元数组 035 3.4.5 结构体 035 3.4.6 日期和时间 037 3.5 MATLAB的运算符和基本运算 038 3.5.1 算术运算符 038 3.5.2 关系运算符 039 3.5.3 逻辑运算符 039 3.5.4 运算符优先级 040 3.6 MATLAB的标点符号 040 3.7 MATLAB的脚本文件 042 3.8 疑难解答 042 第 4 章 MATLAB编程基础 4.1 M文件 044 4.1.1 概述 044 4.1.2 函数变量 045 4.1.3 函数参数 045 4.1.4 函数句柄 048 4.1.5 函数类型 049 4.2 MATLAB的程序控制结构 051 4.2.1 条件控制语句 051 4.2.2 循环控制语句 053 4.2.3 误差控制语句 054 4.2.4 其他流程控制语句 055 4.3 文件操作 057 4.3.1 文件的打开与关闭 058 4.3.2 文件I/O 059 4.4 MATLAB程序优化 062 4.4.1 通过Profiler进行程序运行分析 062 4.4.2 通过tic函数和toc函数进行程序运行分析 064 4.4.3 程序优化的常用方法 064 4.5 程序调试 065 4.5.1 直接调试法 066 4.5.2 利用调试工具进行的调试法 066 4.6 疑难解答 067 第 5 章 MATLAB的数组与矩阵操作 5.1 数组(矩阵)的生成及初等运算 070 5.1.1 数组(矩阵)的生成 070 5.1.2 冒号表达式 071 5.2 基本的数组操作 071 5.2.1 数组元素的寻址 071 5.2.2 数组元素的查找 072 5.2.3 数组元素的排序 072 5.2.4 矩阵转置 073 5.2.5 矩阵重排 073 5.2.6 矩阵的拆分 074 5.2.7 矩阵的连接 076 5.2.8 矩阵变换 077 5.3 数组的运算 078 5.3.1 数值运算 078 5.3.2 逻辑运算 078 5.3.3 关系运算 079 5.3.4 向量的点积、叉积、混合积 079 5.3.5 范数 080 5.4 数组的保存和载入 081 5.5 矩阵运算 081 5.5.1 基本运算 081 5.5.2 点运算 085 5.6 矩阵分析 086 5.6.1 常用矩阵 086 5.6.2 矩阵的特征参数 089 5.7 稀疏矩阵 092 5.7.1 稀疏矩阵的生成 092 5.7.2 转换成满矩阵 093 5.7.3 对非零元素进行操作 093 5.7.4 特殊的稀疏矩阵 094 5.8 疑难解答 095 第 6 章 常用数学函数 6.1 初等数学函数 098 6.1.1 三角函数 098 6.1.2 指数和对数函数 099 6.1.3 复数处理函数 100 6.1.4 离散函数 101 6.2 特殊数学函数 103 6.3 综合应用 105 6.4 疑难解答 106 第 7 章 符号运算 7.1 符号变量、符号表达式和符号方程的生成 108 7.1.1 使用sym函数生成符号变量和符号表达式 108 7.1.2 使用syms函数定义符号变量和符号表达式 109 7.1.3 符号方程的生成 109 7.2 符号变量的基本操作 109 7.2.1 Findsym函数:寻找符号变量 109 7.2.2 符号运算的精度确定 110 7.3 符号表达式的基本操作 111 7.3.1 四则运算 111 7.3.2 符号多项式的因式分解与展开 111 7.3.3 提取有理式的分子和分母 113 7.3.4 符号表达式的化简 113 7.3.5 符号表达式的替换 114 7.3.6 反函数的求解 114 7.3.7 复合函数 115 7.4 符号矩阵的生成和运算 116 7.4.1 符号矩阵的生成 116 7.4.2 符号矩阵的运算 117 7.5 符号微积分 118 7.5.1 符号极限 118 7.5.2 符号微分 119 7.5.3 符号积分 120 7.6 符号积分变换 121 7.6.1 Fourier变换及其逆变换 121 7.6.2 Laplace变换及其逆变换 122 7.6.3 z变换及其逆变换 123 7.7 符号方程的求解 125 7.7.1 代数方程求解 125 7.7.2 微分方程求解 126 7.8 综合应用 127 7.9 疑难解答 128 第 8 章 数值运算 8.1 多项式计算 130 8.1.1 多项式的表示 130 8.1.2 多项式的运算 130 8.2 极限运算 133 8.3 线性方程组求解 133 8.3.1 利用左除运算求解线性方程组 133 8.3.2 利用矩阵求逆求解线性方程组 134 8.3.3 利用矩阵分解求解线性方程组 135 8.4 非线性方程组求解 138 8.4.1 单变量非线性方程的求解 138 8.4.2 非线性方程组的求解 138 8.5 数值积分与微分 139 8.5.1 数值微分 139 8.5.2 数值积分 141 8.6 综合应用 144 8.7 疑难解答 145 第 9 章 数据分析 9.1 插值与拟合 150 9.1.1 插值 150 9.1.2 拟合 151 9.2 *优化计算 152 9.2.1 优化问题的求解过程 152 9.2.2 线性规划 154 9.2.3 非线性规划 157 9.2.4 *小二值问题 163 9.3 概率统计与分析 166 9.3.1 统计量操作 166 9.3.2 统计分析 167 9.3.3 概率密度与分布 169 9.4 小波分析 170 9.4.1 小波分析基础 170 9.4.2 去噪与压缩 175 9.5 综合应用 180 9.6 疑难解答 182 第 10 章 图形句柄 10.1 句柄对象 184 10.2 对象属性 185 10.3 图形句柄创建实例 186 10.4 综合应用 191 10.5 疑难解答 192 第 Ⅲ 篇数据可视化 第 11 章 二维数据可视化 11.1 图形绘制基础 197 11.1.1 离散数据及离散函数 197 11.1.2 连续函数 197 11.1.3 图形绘制的基本步骤 198 11.1.4 图形绘制示例 198 11.2 二维图形绘制 199 11.2.1 plot指令 199 11.2.2 格栅 202 11.2.3 文字说明 203 11.2.4 线型、标记和颜色 204 11.2.5 坐标轴设置 205 11.2.6 图形叠绘 208 11.2.7 子图绘制 208 11.2.8 交互式绘图 209 11.2.9 双坐标轴绘图 210 11.2.10 fplot绘图指令 211 11.2.11 ezplot绘图指令 212 11.2.12 特殊坐标轴绘图 213 11.3 二维特殊图形函数 215 11.3.1 柱状图 215 11.3.2 面积图 216 11.3.3 实心图 217 11.3.4 向量图 218 11.3.5 饼图 219 11.3.6 直方图 220 11.4 疑难解答 220 第 12 章 三维数据可视化 12.1 三维图形绘制 222 12.1.1 曲线图绘制 222 12.1.2 三维网线图绘制 223 12.1.3 曲面图的绘制 225 12.2 三维隐函数绘图 226 12.3 三维图形的修饰处理 228 12.3.1 三维图形的视点处理 228 12.3.2 色彩处理 229 12.3.3 光照处理 230 12.4 疑难解答 231 第 Ⅳ 篇编程设计 第 13 章 图形用户界面设计 13.1 使用GUIDE创建GUI 235 13.1.1 GUIDE编辑界面简介 235 13.1.2 菜单设计实例 236 13.1.3 包含控件的GUI设计实例 237 13.1.4 M文件和FIG文件 241 13.2 GUI编程 241 13.3 实例解析 243 13.3.1 实例1:peaks函数的轮廓图绘制 243 13.3.2 实例2:用控件控制图形的属性 246 13.3.3 实例3:TeapotdemoGUI的制作过程剖析 251 13.4 疑难解答 254 第 14 章 Simulink仿真基础 14.1 Simulink 简介 256 14.2 一个简单的Simulink仿真示例 256 14.3 Simulink的基本模块 259 14.3.1 Simulink的基本模块及其功能 259 14.3.2 常用模块的参数和属性设置 261 14.4 Simulink的基本操作 264 14.4.1 Simulink的文件操作 264 14.4.2 模块的操作 264 14.4.3 信号线的操作 265 14.4.4 给模型添加文本注释 266 14.5复杂系统的仿真 266 14.5.1 仿真的设置 267 14.5.2 连续系统仿真示例 269 14.5.3 离散系统仿真示例 270 14.6 子系统与封装 272 14.6.1 建立子系统 272 14.6.2 子系统的封装 273 14.7 疑难解答 276 第 15 章 文件读取I/O 15.1 文件夹的管理 280 15.1.1 当前文件夹管理 280 15.1.2 创建文件夹 280 15.1.3 删除文件夹 280 15.1.4 复制或移动文件夹 281 15.2 打开和关闭文件 281 15.2.1 打开文件 281 15.2.2 关闭文件 281 15.3 工作区文件—MAT文件 282 15.3.1 输出数据到MAT文件 282 15.3.2 读取MAT文件—load函数 283 15.4 读/写二进制文件 284 15.4.1 写二进制文件 285 15.4.2 读二进制文件 286 15.5 格式化读写文件 286 15.5.1 格式化读取 286 15.5.2 格式化写入 287 15.6 文件内的位置控制 288 15.7 综合应用 289 15.8 疑难解答 290 第 16 章 MATLAB编译器 16.1 MATLAB编译器概述 292 16.2 编译器的安装与配置 292 16.2.1 编译器的安装 292 16.2.2 编译器的配置 292 16.3 编译命令mcc 293 16.4 编译生成独立运行程序 293 16.4.1 编译M文件 294 16.4.2 编译图形绘制M文件 294 16.4.3 由含feval 指令的M 文件生成EXE文件 296 16.5 综合应用 297 16.6 疑难解答 298 第 17 章 外部接口应用 17.1 接口概述 300 17.1.1 MEX 文件介绍 300 17.1.2 MAT 文件介绍 300 17.1.3 MATLAB 计算引擎介绍 300 17.2 基于C/C 语言的MEX 文件应用 301 17.2.1 MEX 文件结构 301 17.2.2 创建C/C MEX 文件 302 17.2.3 调试C/C 语言MEX 程序文件 303 17.3 基于C/C 语言的MAT 文件应用 303 17.3.1 使用C/C 语言读取和创建MAT文件的过程 303 17.3.2 使用C/C 语言读取MAT 文件示例 304 17.3.3 使用C/C 语言创建MAT 文件示例 306 17.4 基于C/C 语言的计算引擎应用 310 17.4.1 MATLAB引擎库函数 310 17.4.2 创建MATLAB引擎调用源程序 311 17.5 MATLAB中Java语言的调用 315 17.5.1 Java接口使用 315 17.5.2 Java接口编程应用示例 316 17.6 综合应用 317 17.7 疑难解答 320 第 Ⅴ 篇综合实战 第 18 章 MATLAB在信号与系统中的应用 18.1 典型连续时间信号描述及运算 323 18.1.1 典型连续信号波形的绘制 323 18.1.2 连续时间信号的运算 325 18.2 线性系统时域分析 326 18.2.1 连续时间信号卷积 326 18.2.2 线性系统时域分析 328 18.3 连续系统频域分析 330 18.4 连续时间系统S域零极点分析 332 18.4.1 零极点分布与系统稳定性 332 18.4.2 零极点分布与系统冲激响应时域特性 333 18.4.3 由连续系统零极点分布分析系统的频率特性 335 18.5 综合应用 337 18.6 疑难解答 338 第 19 章 MATLAB在数字信号处理中的应用 19.1 离散时间信号的MATLAB实现 342 19.1.1 正弦序列 342 19.1.2 指数序列 342 19.1.3 单位抽样序列 344 19.1.4 单位阶跃序列 345 19.2 基于MATLAB的快速Fourier变换 346 19.2.1 快速Fourier变换的用法 346 19.2.2 运用FFT进行简单滤波 348 19.3 IIR数字滤波器的设计 349 19.3.1 模拟原型滤波器 349 19.3.2 频率变换 350 19.3.3 滤波器*小阶数选择 351 19.3.4 模拟滤波器到数字滤波器的转换 352 19.3.5 完全工具函数设计IIR滤波器 354 19.4 IIR滤波器直接设计 356 19.5 FIR滤波器设计 357 19.5.1 运用窗函数设计数字滤波器 357 19.5.2 标准型FIR滤波器 359 19.5.3 多频带FIR滤波器 360 19.6 综合应用 361 19.7 疑难解答 362 第 20 章 MATLAB在通信原理中的应用 20.1 幅度调制 364 20.1.1 BASK调制 364 20.1.2 MASK调制 365 20.1.3 QAM调制 366 20.2 相位调制 367 20.2.1 PSK调制 367 20.2.2 OQPSK调制 368 20.3 频率调制 369 20.3.1 BFSK调制 370 20.3.2 MFSK调制 371 20.3.3 CPM调制 372 20.4 数字信号的解调 376 20.4.1 BASK解调 376 20.4.2 QAM解调 377 20.4.3 BPSK解调 378 20.4.4 BFSK解调 380 20.5 综合应用 381 20.6 疑难解答 383 第 21 章 MATLAB在图像处理领域的应用 21.1 图像表达与显示 386 21.1.1 图像类型及存储方式 386 21.1.2 图像转换 386 21.1.3 读/写图像文件 386 21.1.4 图像显示 387 21.1.5 彩色图像表示模式 387 21.1.6 常用的彩色图像处理函数 387 21.2 图像运算 389 21.2.1 直方图 389 21.2.2 直方图均衡 389 21.2.3 灰度线性变换 390 21.2.4 灰度非线性变换 391 21.3 图像变换 392 21.3.1 图像缩放 392 21.3.2 图像旋转 393 21.4 图像分析与增强 393 21.4.1 线性空域滤波 394 21.4.2 非线性空域滤波 394 21.5 图像区域处理 395 21.5.1 *大类间方差法 396 21.5.2 常用的彩色图像处理函数 396 21.6 综合应用 398 21.7 疑难解答 400 第 22 章 MATLAB在金融领域的应用 22.1 数据读取 402 22.2 绘制线型图 402 22.3 绘制K线图 403 22.4 绘制移动平均线 404 22.5 绘制布林带 406 22.6 综合应用 408 22.7 疑难解答 409