matlab基礎(chǔ)及應(yīng)用 1

1、Matlab基礎(chǔ)及應(yīng)用——緒論,張江北京師范大學(xué)管理學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)系,自我介紹,1996~2002 土木工程學(xué)士、碩士,2002~2006管理科學(xué)博士,2006~2008中科院系統(tǒng)科學(xué)博士后,Intelli?gence,介紹你自己,介紹你自己，并回答下列三個(gè)問題：你最熟悉的編程語(yǔ)言是什么？你希望在本課程學(xué)到什么？你最希望計(jì)算機(jī)能做什么？,三個(gè)世界,現(xiàn)實(shí)世界,數(shù)學(xué)柏拉圖世界,計(jì)算機(jī)程序世界,程序世界,專業(yè)軟件：AutoCA

2、DPhotoshopMaya, 3D MaxMatlabMathematica,操作系統(tǒng)：WindowsMac-OSLinux…,通用開發(fā)工具：Visual C++Java, PathonOracle…,應(yīng)用軟件Office,IE瀏覽器QQ…,數(shù)學(xué)類軟件,數(shù)學(xué)不等于程序架起數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)世界的橋梁,現(xiàn)實(shí)世界,數(shù)學(xué)柏拉圖世界,計(jì)算機(jī)程序世界,數(shù)學(xué)軟件,MATLAB,Mathworks公司和Matlab,20世

3、紀(jì)70年代，New Mexico大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任的Cleve Moler發(fā)現(xiàn)學(xué)生們用Fortran寫矩陣運(yùn)算程序很麻煩，于是寫出了一個(gè)接口程序，命名為Matlab（Matrix laboratory）1984年Cleve在講學(xué)的時(shí)候引起了John Little的欣賞，共同創(chuàng)辦了MATHWORKS公司時(shí)至今日，經(jīng)過MathWorks公司的不斷完善，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動(dòng)控制理論，數(shù)理統(tǒng)計(jì)，數(shù)字信號(hào)處理，時(shí)間序列分析，動(dòng)態(tài)

4、系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。,Mathematica,About Mathematica and Stephen Wolfram,Published his first paper in 15 years old, the youngest recipient of a MacArthur Prize Fellowship in 22 years old,Worked for

5、 Princeton, Illinois university,Launched Wolfram Research Inc. in 1986,Transferred from physics to complexity, study CA in mid 1980’s,Began to write NKS book from 1991,Launched NKS book in May, 2002,Summer of 2007, in Be

6、rlington, U.S.,Maple,幾何畫板,工欲善其身必先利其器,快速的實(shí)現(xiàn)你的想法計(jì)算機(jī)就是實(shí)驗(yàn)室編程就是一種實(shí)踐縮短你的開發(fā)(tweak)-測(cè)試(test)-分析(analysis)循環(huán)效果與效率原則上講，高級(jí)語(yǔ)言（C++, JAVA等）能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)造出任何一種軟件效率是關(guān)鍵：不要成為編程高手，而要成為領(lǐng)域高手。高層次的思維方式“大師”與“匠人”,MATLAB軟件介紹,,Matlab界面,Wizard and

7、Tools,Matlab集成了大量的向?qū)Ш凸ぞ呦銬ata Import工具Plot工具圖像獲取工具圖像處理工具,Matlab的工作方式,命令行工作模式編輯器-調(diào)試工作方式（Editor環(huán)境）特殊的開放環(huán)境Simulink工作方式GUIDE工作方式,案例1：捕食者與被捕食者模型,建立數(shù)學(xué)模型,X,Y,aX,kXY,cY,這是一個(gè)非線性微分方程組，得不到解析解,pXY,編寫Matlab程序,編寫Function類型的M文件

8、編寫角本式的M文件調(diào)試腳本M文件用動(dòng)畫展示，幫助對(duì)模型的理解,基本工作流程,案例1：國(guó)家生長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,背景：,研究動(dòng)機(jī),國(guó)家就像一個(gè)大的生物體,生物由大量細(xì)胞組成，國(guó)家由大量的人口組成生物體的體積-能量關(guān)系是否適用于國(guó)家？,研究方法,找來世界208個(gè)國(guó)家的各種數(shù)據(jù)，包括：人口(X)GDP(Y)將每個(gè)國(guó)家看作一個(gè)物種，計(jì)算這個(gè)國(guó)家的X和Y的數(shù)值。將所有國(guó)家的數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)(X,Y)畫在同一個(gè)坐標(biāo)系下，看看連成什么曲線？,,,,,X

9、,Y,利用Matlab完成整個(gè)流程,數(shù)組輸入數(shù)據(jù)分析擬合曲線發(fā)現(xiàn)問題探索研究得出結(jié)論，利用Matlab自動(dòng)輸出文檔,Matlab的Demo,繪制復(fù)雜的圖形: 3D surface plot, Vibrating Logo, 圖像處理與分析: Examples of Images and Colormaps多媒體： Visualizing Sound最優(yōu)化問題: Traveling Salesman交互式小游戲： Min

10、esweeper, World Traveler 3-D Globe,課程內(nèi)容總覽,數(shù)學(xué)軟件的文化教育Matlab的工作環(huán)境Matlab的編程基礎(chǔ)Matlab繪圖及其表現(xiàn)科學(xué)問題求解方程求解符號(hào)運(yùn)算數(shù)理統(tǒng)計(jì)建模與模擬Simulink介紹高級(jí)編程技術(shù)GUI編程與其它語(yǔ)言的接口,講授方式,講課基本原理案例教學(xué)程序分析上機(jī)隨堂問題求解（課堂作業(yè)+課堂提問：30分）大作業(yè)：大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目或者科研項(xiàng)目（

11、研究論文+Presentation：30分）期末考試（40分）,學(xué)習(xí)Matlab的5種境界,知道什么問題能用Matlab處理能夠讀懂別人的Matlab程序拷貝、拼接別人的程序構(gòu)成自己的程序獨(dú)立寫程序篡改Matlab本身篡改Windows操作系統(tǒng)……,如何不聽課？,Matlab軟件自帶的DemoMatlab的幫助文檔http://www.mathworks.cnhttp://www.mathworks.com/matl