本书从MATLAB入门的角度出发,系统介绍了MATLAB的基础知识及其应用。全书共分两篇15章,第1~10章为基础篇,介绍入门基础、基本计算、数组和矩阵、数值计算、符号计算、图形绘制、图像处理、M程序设计、GUI图形用户界面、MATLAB工具箱等基础知识;第11~15章为应用篇,介绍MATLAB在图像处理、GUI设计、神经网络、信号处理、大数据处理等方面的应用。

基 础 篇 第1章 入门基础3 1.1 MATLAB概述3 1.1.1 MATLAB的优势特点4 1.1.2 MATLAB的计算实例5 1.2 MATLAB安装方法8 1.3 MATLAB环境介绍10 1.4 预备知识11 1.4.1 仿真的分类12 1.4.2 仿真的发展13 1.4.3 常见的仿真软件13 1.5 拓展知识15 1.6 思考问题16 1.7 常见问题16 第2章 基本计算17 2.1 入门实例17 2.2 变量18 2.2.1 预定义变量18 2.2.2 用户自定义变量18 2.2.3 表达式19 2.2.4 逗号与分号的区别19 2.3 基本数据类型20 2.3.1 数值类型20 2.3.2 逻辑类型20 2.3.3 字符串类型20 2.3.4 单元类型21 2.3.5 结构类型22 2.4 基本运算23 2.4.1 算术运算23 2.4.2 关系运算24 2.4.3 逻辑运算25 2.4.4 数学函数25 2.5 拓展知识27 2.6 思考问题29 2.7 常见问题29 附录A C语言中结构变量的定义及使用30 A.1 C语言中结构变量的定义30 A.2 C语言中结构变量的使用31 第3章 数组和矩阵32 3.1 入门实例32 3.2 数组计算34 3.2.1 数组的创建34 3.2.2 数组的访问36 3.2.3 数组的运算37 3.3 矩阵计算39 3.3.1 矩阵的创建39 3.3.2 矩阵的访问40 3.3.3 矩阵的运算40 3.4 符号的作用45 3.5 拓展知识45 3.6 思考问题46 3.7 常见问题46 附录B 矩阵的对角化48 B.1 对角化48 B.2 实对称矩阵的对角化49 第4章 数值计算50 4.1 入门实例50 4.2 数据分析52 4.3 数据插值53 4.4 数据拟合54 4.5 多项式运算55 4.5.1 多项式的创建55 4.5.2 多项式的求根56 4.5.3 多项式的乘运算56 4.5.4 多项式的除运算57 4.5.5 多项式的微积分57 4.6 代数方程求解58 4.7 微分方程求解60 4.8 拓展知识61 4.8.1 Lyapunov方程的计算求解62 4.8.2 Sylvester方程的计算求解64 4.8.3 Riccati方程的计算求解67 4.9 思考问题68 4.10 常见问题68 附录C *小二乘法和微积分基本概念68 C.1 *小二乘法69 C.2 微积分的基本概念69 第5章 符号计算72 5.1 入门实例72 5.2 符号变量的创建73 5.3 符号表达式运算74 5.3.1 算术运算74 5.3.2 函数运算75 5.4 符号微积分77 5.5 符号方程求解81 5.6 拓展知识84 5.6.1 基本指令84 5.6.2 调用MAPLE函数85 5.6.3 运行MAPLE程序87 5.7 思考问题88 5.8 常见问题88 附录D 微分方程基础89 D.1 微分方程的概念89 D.2 初等积分法89 D.3 一阶线性微分方程89 D.4 常系数线性微分方程90 D.5 初值问题数值解90 第6章 图形绘制92 6.1 入门实例92 6.2 可视化数据的分类93 6.3 二维绘图94 6.3.1 基本绘图函数94 6.3.2 绘图控制符95 6.3.3 其他绘图函数96 6.4 三维绘图97 6.4.1 三维曲线图98 6.4.2 三维网格图98 6.4.3 三维曲面图100 6.5 图形窗口的控制与操作100 6.5.1 子窗口绘制101 6.5.2 窗口的刷新103 6.5.3 窗口的视点104 6.6 图形绘制的辅助操作105 6.7 拓展知识107 6.8 思考问题108 6.9 常见问题108 附录E 计算机图形学基础108 第7章 图像处理110 7.1 入门实例110 7.2 MATLAB数字图像处理112 7.2.1 图像文件输入/输出112 7.2.2 图像显示113 7.2.3 图像几何运算120 7.2.4 图像亮度调整123 7.2.5 图像斑点去除125 7.2.6 图像轮廓提取127 7.2.7 图像边界提取127 7.2.8 图像间的运算128 7.2.9 特定区域处理129 7.3 拓展知识130 7.3.1 傅里叶变换131 7.3.2 离散余弦变换132 7.3.3 Radon变换134 7.4 思考问题136 7.5 常见问题137 附录F 图像处理基础137 F.1 图像数字化138 F.2 图像的类型139 F.3 数字图像的存储139 第8章 M程序设计143 8.1 入门实例143 8.2 MATLAB编程特点144 8.3 M文件形式146 8.3.1 基本组成结构146 8.3.2 脚本文件147 8.3.3 函数文件147 8.3.4 局部变量和全局变量149 8.4 控制结构150 8.4.1 顺序结构150 8.4.2 分支结构151 8.4.3 循环结构153 8.4.4 其他流程控制语句154 8.5 M文件调试155 8.6 M文件的编程规范158 8.7 拓展知识159 8.7.1 MATLAB调用其他程序的方法160 8.7.2 其他程序调用MATLAB内置函数 的方法168 8.8 思考问题172 8.9 常见问题173 附录G 即时编译技术173 第9章 GUI图形用户界面设计174 9.1 入门实例174 9.2 GUI设计工具介绍175 9.2.1 GUIDE的启动方法176 9.2.2 GUI文件的构成177 9.2.3 GUIDE的构成180 9.3 GUI设计方法184 9.4 用户控件的制作184 9.4.1 控件对象的描述185 9.4.2 控件对象的属性185 9.4.3 对话框设计187 9.4.4 用户控件的设计实例191 9.5 用户菜单的制作193 9.5.1 用户菜单的制作方法194 9.5.2 用户菜单的设计实例194 9.6 M文件的函数构成196 9.6.1 函数说明196 9.6.2 参数说明196 9.6.3 GUIDE数据传递机制197 9.6.4 函数使用实例197 9.7 拓展知识199 9.8 思考问题200 9.9 常见问题200 附录H 可视化开发201 第10章 MATLAB工具箱203 10.1 入门实例203 10.2 工具箱分类205 10.3 Simulink工具箱207 10.3.1 Simulink的启用方法208 10.3.2 Simulink模块库简介209 10.3.3 Simulink建模与仿真213 10.3.4 Simulink建模实例215 10.3.5 Simulink建模仿真命令217 10.4 信号处理工具箱218 10.4.1 工具箱简介218 10.4.2 SPTool工具219 10.4.3 信号处理实例220 10.4.4 信号处理命令函数225 10.5 通信工具箱232 10.5.1 工具箱简介232 10.5.2 通信命令函数236 10.5.3 通信系统模块集237 10.5.4 通信系统性能仿真242 10.6 神经网络工具箱245 10.6.1 工具箱简介245 10.6.2 神经网络工具250 10.6.3 神经网络应用实例251 10.6.4 神经网络命令函数258 10.7 大数据处理工具箱262 10.7.1 工具箱简介262 10.7.2 大数据存储263 10.7.3 Tall数组266 10.7.4 MapReduce269 10.8 拓展知识271 10.9 思考问题273 10.10 常见问题274 应 用 篇 第11章 图像处理方面的应用277 11.1 典型问题277 11.2 主要思路277 11.3 图像处理预备知识277 11.4 MATLAB函数278 11.5 MATLAB的实现方式278 11.6 思考287 第12章 GUI设计方面的应用288 12.1 典型问题288 12.2 主要思路288 12.3 游戏设计预备知识289 12.4 MATLAB函数289 12.5 MATLAB的实现方式290 12.6 思考298 第13章 神经网络方面的应用299 13.1 典型问题299 13.2 主要思路299 13.3 神经网络预备知识300 13.4 MATLAB函数301 13.5 MATLAB的实现方式301 13.6 思考305 第14章 信号处理方面的应用306 14.1 典型问题306 14.2 主要思路306 14.3 信号处理预备知识307 14.4 MATLAB函数307 14.5 MATLAB的实现方式308 14.5.1 设计过程308 14.5.2 调试分析311 14.6 思考317 第15章 大数据处理方面的应用318 15.1 典型问题318 15.2 主要思路318 15.3 MapReduce预备知识319 15.4 MATLAB函数320 15.5 MATLAB的实现方式320 15.6 思考328 参考文献329