MATLAB程序設計教程（第3版）/普通高等教育“十三五”規劃教材（計算機專業群） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉衛國 編

圖書標籤:

• MATLAB
• 程序設計
• 教程
• 高等教育
• 計算機專業
• 算法
• 數值計算
• 仿真
• 工程計算
• 數學軟件
• 十三五規劃教材

齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787517053958

版次：3

商品編碼：12173649

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十三五”規劃教材（計算機專業群）

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：316

字數：502000

正文語種：中文

內容簡介

　　《MATLAB程序設計教程（第3版）/普通高等教育“十三五”規劃教材（計算機專業群）》是在第二版的基礎上修訂改寫而成，全書基本保持第二版的體係結構，但更新瞭軟件版本、充實瞭實例，使得全書內容更豐富、教學適應性更強。
　　《MATLAB程序設計教程（第3版）/普通高等教育“十三五”規劃教材（計算機專業群）》按照由淺入深、循序漸進的原則進行編排，在講清有關數學背景及算法思想的基礎上，介紹瞭MATLAB的功能，並結閤實例介紹MATLAB的應用。全書主要內容有MATLAB操作基礎、MATLAB矩陣及其運算、MATLAB程序流程控製、MATLAB繪圖、MATLAB數據分析與多項式計算、MATLAB解方程與優化問題求解、MATLAB數值積分與數值微分、MATLAB符號運算、MATLAB圖形句柄、MATLAB圖形用戶界麵設計、Simulink動態仿真集成環境以及MATLAB外部接口技術。
　　《MATLAB程序設計教程（第3版）/普通高等教育“十三五”規劃教材（計算機專業群）》可作為高校NT科各專業大學生、研究生學習的教材，也可供廣大科技工作者閱讀使用。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 MATLAB操作基礎
1．1 MATLAB概述
1．1．1 MATLAB的發展
1．1．2 MATLAB的主要功能
1．1．3 初識MATLAB
1．2 MATLAB係統環境
1．2．1 啓動與退齣MATLAB係統環境
1．2．2 MATLAB操作界麵
1．2．3 MATLAB的搜索路徑
1．3 MATLAB幫助係統
1．3．1 MATLAB幫助窗口
1．3．2 MATLAB幫助命令
1．3．3 MATLAB演示係統
實驗指導
思考練習

第2章 MATLAB矩陣及其運算
2．1 MATLAB數據類型
2．2 變量和數據操作
2．2．1 變量與賦值
2．2．2 預定義變量
2．2．3 內存變量的管理
2．2．4 MAILAB常用數學函數
2．2．5 數據的輸齣格式
2．3 MATLAB矩陣
2．3．1 矩陣的建立
2．3．2 矩陣的拆分
2．3．3 特殊矩陣
2．4 MATLAB運算
2．4．1 算術運算
2．4．2 關係運算
2．4．3 邏輯運算
2．5 矩陣分析
2．5．1 對角陣與三角陣
2．5．2 矩陣的轉置與鏇轉
2．5．3 矩陣的逆與僞逆
2．5．4 方陣的行列式
2．5．5 矩陣的秩與跡
2．5．6 嚮量和矩陣的範數
2．5．7 矩陣的條件數
2．5．8 矩陣的特徵值與特徵嚮量
2．6 矩陣的超越函數
2．7 字符串
2．7．1 字符串的錶示
2．7．2 字符串的操作
2．8 結構數據和單元數據
2．8．1 結構數據
2．8．2 單元數據
2．9 稀疏矩陣
2．9．1 矩陣存儲方式
2．9．2 稀疏存儲方式的産生
2．9．3 稀疏矩陣應用舉例
實驗指導
思考練習

第3章 MATLAB程序流程控製
3．1 M文件
3．1．1 M文件的分類
3．1．2 M文件的建立與打開
3．2 程序控製結構
3．2．1 順序結構
3．2．2 選擇結構
3．2．3 循環結構
3．3 函數文件
3．3．1 函數文件的基本結構
3．3．2 函數調用
3．3．3 函數參數的可調性
3．3．4 全局變量與局部變量
3．4 特殊形式的函數
3．5 程序調試與優化
3．5．1 程序調試方法
3．5．2 程序性能分析與優化
3．6 程序舉例
實驗指導
思考練習
……

第4章 MATLAB繪圖
第5章 MATLAB數據分析與多項式計算
第6章 MATLAB解方程與最優化問題求解
第7章 MATLAB數值積分與數值微分
第8章 MATLAB符號運算
第9章 MATLAB圖形句柄
第10章 MATLAB圖形用戶界麵設計
第11章 Simulink動態仿真集成環境
第12章 MATLAB外部接口技術

附錄1 MATLAB常用命令與函數分類索引錶
附錄2 MATLAB常用的LaTeX字符

主要參考文獻

前言/序言

　　20世紀80年代齣現瞭科學計算語言，亦稱科學計算軟件，MATLAB語言就是其中之一。MATLAB有矩陣實驗室（MATrixLaboratory）之意，代錶瞭當今國際科學計算軟件的先進水平。MATLAB起源於矩陣運算，但它將數值計算、符號計算、圖形處理、係統仿真和程序流程控製等功能集成在統一的環境中，並具有與其他程序設計語言的應用接口以及許多麵嚮特定應用領域的工具箱，在科學研究以及工程設計領域有著十分廣泛的應用。
　　《MATLAB程序設計教程》第一版於2005年3月齣版，第二版於2010年2月齣版。該書齣版的十多年，也是MATLAB在我國得到不斷普及和應用的十多年。時至今日，MATLAB已經發展成為適閤多學科、多平颱，廣泛應用於科學研究和工程應用領域的程序設計語言。從2006年起，MathWorks公司每年發布兩次以年份命名的MATLAB版本，其中3月份左右發布a版，9月份左右發布b版，包括MATLABR2006a（7.2版）、MATLABR2006b（7.3版），MATLABR2012a（7.14版）。2012年9月，MathWorks公司推齣瞭MATLABR2012b，即MATLAB8.0版，該版本從操作界麵到係統功能都有重大改變和加強，隨後推齣瞭MATLABR2013a（8.1版）、MATLABR2013b（8.2版）、…、MATLABR2015b（8.6版）。2016年3月，MathWorks公司推齣瞭MATLABR2016a（9.0版）、2016年9月推齣瞭MATLABR2016b（9.1版）、2017年3月推齣瞭MATLABR2017a（9.2版），這是本書交稿時的最高版本，以後還會不斷推齣新的版本。在功能上講，從MATLABR2012b開始，MATLAB的操作界麵和基本功能是一樣的，所以不必過於在意版本的變化。本書以MATLABR2016a（9.0版）作為操作環境。
　　在MATLAB版本不斷更新的同時，MATLAB的應用領域也得到不斷拓展，在許多學術刊物上都可以看到MATLAB的應用案例。在高等院校，無論是在課程教學，還是在課程設計、畢業設計等培養環節中，應用MATLAB已十分普遍，MATLAB成為重要的解題工具，將MATLAB融入其他課程的教學以及教學環節成為改革傳統教學的重要措施。許多高等院校將MATLAB語言列入培養方案，納入計算機教育課程體係，開設瞭相應的課程。《MATLAB程序設計教程》-書齣版後，被許多高校選做教材，受到同行及讀者的歡迎，在此我們錶示誠摯的謝意。為瞭適應新的技術發展要求，並總結教材前兩版在教學過程中的體會與經驗，更好地為教學服務，作者在本書第二版的基礎上進行瞭閤理的取捨，並作瞭許多修改、補充和完善，形成本書第三版。第三版基本上保持第二版的體係結構，但更新瞭軟件版本、充實瞭實例，使得全書內容更豐富、教學適應性更強。
　　全書按照由淺入深、循序漸進的原則進行編排，在講清有關數學背景及算法思想的基礎上，介紹MATLAB的功能，並結閤實例介紹MATLAB的應用。全書主要內容有MATLAB操作基礎、MATLAB矩陣及其運算、MATLAB程序流程控製、MATLAB繪圖、MATLAB數據分析與多項式計算、MATLAB解方程與最優化問題求解、MATLAB數值積分與數值微分、MATLAB符號運算、MATLAB圖形句柄、MATLAB圖形用戶界麵設計、Simulink動態仿真集成環境以及MATLAB外部接口技術。兩個附錄分彆給齣瞭MATLAB常用命令與函數分類索引錶和MATLAB常用的LaTeX字符集，可供讀者需要時查閱。

《MATLAB程序設計教程（第3版）/普通高等教育“十三五”規劃教材（計算機專業群）》是一本麵嚮計算機專業學生和初學者設計的 MATLAB 程序設計入門教材。本教程旨在幫助讀者掌握 MATLAB 的基本編程概念、數據處理方法、圖形繪製技術以及常用的科學計算函數，從而能夠利用 MATLAB 解決實際工程和科學問題。 第一章 MATLAB 概述 本章首先介紹 MATLAB 的發展曆史、主要特點及其在科學計算、工程仿真、數據分析等領域的廣泛應用。隨後，詳細講解 MATLAB 的安裝與配置過程，包括不同操作係統的安裝步驟以及工作環境的初步設置，如命令窗口、編輯器、工作區、當前文件夾等。接著，重點介紹 MATLAB 的基本語法，包括變量的聲明與賦值、數據類型（如數值型、字符型、邏輯型等）、運算符（算術運算符、關係運算符、邏輯運算符）以及常用函數的使用。通過本章的學習，讀者將對 MATLAB 有一個初步的認識，並能夠開始編寫簡單的 MATLAB 命令。 第二章 MATLAB 基礎編程 本章深入講解 MATLAB 的基礎編程元素。首先，詳細介紹 MATLAB 的流程控製語句，包括順序結構、選擇結構（`if-else`、`switch-case`）和循環結構（`for`、`while`、`do-while`）。通過豐富的實例，演示如何利用這些結構來控製程序的執行流程，實現復雜的邏輯判斷和重復性任務。其次，講解 MATLAB 的函數定義與調用，包括 M 文件函數的創建、參數傳遞、返迴值處理以及匿名函數的概念。理解和掌握函數是構建模塊化、可重用代碼的關鍵。最後，介紹 MATLAB 的腳本文件和函數文件，以及它們在程序開發中的作用和區彆。 第三章 MATLAB 數據結構與處理 本章專注於 MATLAB 中的數據結構及其高效處理方法。首先，詳細介紹 MATLAB 最基本也是最重要的數據結構——矩陣（Matrix）和數組（Array）。講解矩陣的創建、索引、切片、運算（加、減、乘、除、轉置、求逆等）以及各種矩陣函數（如 `zeros`、`ones`、`eye`、`rand`、`diag` 等）。接著，介紹 MATLAB 中其他重要的數據結構，如嚮量（Vector）、字符串（String）、結構體（Struct）和元胞數組（Cell Array）。深入講解每種數據結構的特點、創建方式、訪問方法以及在不同場景下的適用性。例如，字符串在文本處理中的應用，結構體在組織復雜數據時的優勢，以及元胞數組在存儲異構數據時的靈活性。本章還將涵蓋數據導入與導齣的常用方法，包括從文本文件（如 `.txt`、`.csv`）讀取數據，以及將 MATLAB 數據保存到各種文件格式。 第四章 MATLAB 圖形繪製 圖形是數據可視化和結果展示的重要手段。本章將全麵介紹 MATLAB 的二維和三維圖形繪製功能。首先，講解最常用的二維圖形繪製函數，如 `plot`（繪製綫圖）、`scatter`（繪製散點圖）、`bar`（繪製柱狀圖）、`hist`（繪製直方圖）、`pie`（繪製餅圖）等。詳細講解如何自定義圖形的樣式，包括綫型、顔色、標記、坐標軸標簽、標題、圖例等。其次，介紹三維圖形的繪製，包括 `plot3`（繪製三維綫圖）、`mesh`（繪製網格圖）、`surf`（繪製麯麵圖）、`contour`（繪製等高綫圖）等。進一步講解如何創建包含多個子圖的圖形窗口，以及如何進行圖形的交互式編輯和導齣為各種圖像格式（如 `.jpg`、`.png`、`.eps`）。通過本章的學習，讀者將能夠清晰、直觀地展示數據分析和模擬仿真的結果。 第五章 MATLAB 數值計算與函數 MATLAB 在數值計算方麵擁有強大的功能。本章將重點介紹 MATLAB 中豐富的數值計算函數和工具箱。首先，講解 MATLAB 在微積分、綫性代數、優化、插值、統計等方麵的常用數值算法和函數。例如，求解微分方程的函數（如 `ode45`）、進行矩陣分解和求解綫性方程組的函數（如 `lu`、`qr`、``）、實現各種優化算法的函數（如 `fminunc`、`fmincon`）、進行數據插值的函數（如 `interp1`、`interp2`）以及常用的統計函數（如 `mean`、`std`、`corrcoef`）。其次，介紹 MATLAB 的多項式運算，包括多項式的錶示、運算以及與根查找相關的函數。此外，本章還將觸及信號處理、圖像處理、小波分析等領域的常用函數和基本概念，為讀者後續深入學習相關工具箱打下基礎。 第六章 MATLAB 符號計算 除瞭強大的數值計算能力，MATLAB 還提供瞭符號計算工具箱，允許用戶進行符號運算，而非數值近似。本章將介紹 MATLAB 符號計算的基本概念和常用功能。首先，講解如何創建符號變量和符號錶達式。然後，介紹符號代數運算，包括符號方程的求解、多項式的因式分解、符號錶達式的簡化等。接著，介紹符號微積分，包括符號函數的求導、積分以及極限的計算。此外，還將介紹符號矩陣運算、符號級數求和等。通過符號計算，用戶可以獲得精確的解析解，對於數學推導和理論分析具有重要意義。 第七章 MATLAB 文件 I/O 與數據管理 高效的文件輸入輸齣（I/O）和數據管理是軟件開發的重要環節。本章將詳細介紹 MATLAB 中處理文件的各種方法。首先，復習和深入講解從文本文件（如 `.txt`、`.csv`、`.dat`）讀取和寫入數據的方法，包括使用 `load`、`save`、`fprintf`、`fscanf`、`readtable`、`writetable` 等函數。其次，介紹 MATLAB 對二進製文件（如 `.mat` 文件）的支持，以及如何保存和加載 MATLAB 工作區變量。此外，本章還將講解如何讀取和寫入 Excel 文件，以及如何利用 `fopen`、`fclose`、`fgetl`、`fgets` 等函數進行更底層的文本文件操作。對於結構化數據，將介紹如何使用 `readstruct` 和 `writestruct` 等函數。 第八章 MATLAB GUI 設計基礎 圖形用戶界麵（GUI）能夠極大地提升用戶體驗和程序的可交互性。本章將介紹 MATLAB GUI 的設計基礎。首先，介紹 MATLAB 的 GUIDE（GUI Development Environment）工具，它提供瞭一個可視化界麵來設計 GUI 布局。講解如何添加各種控件（如按鈕、文本框、滑塊、復選框等）到 GUI 界麵，並設置它們的屬性。其次，重點講解如何為 GUI 控件編寫迴調函數，即在用戶與控件交互時執行的 MATLAB 代碼。通過編寫迴調函數，可以實現各種功能，如數據處理、結果顯示、參數設置等。最後，將通過一個簡單的實例，演示如何設計並實現一個具有基本功能的 GUI 應用程序。 第九章 MATLAB 常用工具箱介紹 MATLAB 擁有眾多功能強大的專業工具箱，極大地擴展瞭其應用範圍。本章將對 MATLAB 中一些常用的專業工具箱進行概覽性介紹，為讀者後續深入學習提供方嚮。其中包括： 信號處理工具箱 (Signal Processing Toolbox)： 介紹用於信號分析、濾波、變換、譜估計等信號處理任務的函數和工具。 圖像處理工具箱 (Image Processing Toolbox)： 講解用於圖像的讀取、顯示、增強、分割、特徵提取、形態學處理等的函數和算法。 控製係統工具箱 (Control System Toolbox)： 介紹用於係統建模、分析、設計和仿真的工具，例如傳遞函數、狀態空間模型的錶示和操作。 優化工具箱 (Optimization Toolbox)： 講解求解各種優化問題的函數，包括無約束優化、有約束優化、非綫性規劃等。 統計和機器學習工具箱 (Statistics and Machine Learning Toolbox)： 介紹用於描述性統計、推斷性統計、分類、迴歸、聚類等機器學習算法的函數。 AppDesigner： 介紹 MATLAB R2016a 及之後版本推齣的 App Designer，一種更現代化的 GUI 設計環境。 本章旨在讓讀者瞭解 MATLAB 工具箱的豐富性，並能夠根據自己的專業需求選擇和學習相應的工具箱。 第十章 MATLAB 編程實踐與項目開發 本章將前麵所學的知識融會貫通，通過實際的編程實踐和項目開發，鞏固和提升讀者的 MATLAB 編程能力。首先，提供一些典型應用場景的編程示例，例如數據可視化項目、簡單的數據分析項目、基本的仿真模型構建等。這些示例將涵蓋從需求分析、算法設計到代碼實現和結果驗證的全過程。其次，將引導讀者進行小型項目開發，例如一個簡單的工程計算器、一個數據繪圖工具、一個基本的信號濾波器等。通過實際的項目開發，讀者可以體驗完整的軟件開發流程，並學習如何組織代碼、管理項目、調試程序以及進行代碼優化。最後，本章還將討論一些 MATLAB 編程的最佳實踐，如代碼風格、注釋規範、性能調優以及如何利用 MATLAB 的文檔和幫助係統進行學習。 附錄 附錄部分將包含一些補充內容，例如： MATLAB 常用命令速查錶： 匯總 MATLAB 中常用命令及其簡要說明，方便讀者快速查閱。 MATLAB 運算符優先級： 清晰列齣 MATLAB 中各種運算符的優先級，幫助讀者理解復雜的錶達式計算順序。 MATLAB 數據類型對照錶： 總結 MATLAB 中各種數據類型及其特點，便於讀者選擇閤適的數據類型。 安裝指南與常見問題解答： 提供更詳細的安裝指導，並解答一些讀者在使用過程中可能遇到的常見問題。 通過本書的學習，讀者將能夠熟練掌握 MATLAB 的基本語法和核心功能，能夠獨立完成常見的數據處理、科學計算、圖形繪製和簡單程序設計任務，為後續更深入的專業學習和實際工程應用打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在讀的計算機專業學生，我接觸過不少教材，其中很多都存在內容陳舊、理論脫離實際的問題。而這本書，從它的命名和定位來看，似乎更加注重與時俱進，緊跟當前計算機專業的發展趨勢。我對“十三五”規劃教材的標簽抱有很大的期望，這類教材通常經過嚴格的審定，內容質量和適用性都得到瞭保證。我特彆關注教材能否有效地銜接理論知識與實際應用，是否能夠幫助我掌握核心概念，並將其運用到解決實際問題中。如果這本書能夠做到這一點，那麼它將不僅僅是一本學習資料，更會成為我學術道路上的得力助手。希望它能在我的專業學習中扮演一個關鍵角色，幫助我構建起紮實的理論基礎，培養解決工程問題的能力，為我未來的職業發展奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我一直對MATLAB這個軟件在科學計算和工程領域的作用深感興趣，但苦於沒有係統性的入門指導。看到這本書的標題，我眼前一亮，覺得這正是我一直在尋找的。我希望這本書能夠從最基礎的概念講起，一步步引導我掌握MATLAB的編程語法、函數應用以及常用的工具箱。同時，我也期待書中能夠包含一些實際的案例分析和練習題，這樣我纔能更好地檢驗自己的學習成果，並將所學知識融會貫通。一本好的教程，不僅要教會“是什麼”，更要教會“怎麼做”，並能激發讀者的學習興趣。如果這本書能做到這一點，那它將是無價之寶。我希望通過這本書，能夠逐步提升自己的編程技能，為我未來在科研或工程項目中的應用打下堅實的基礎，打開新的可能性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，簡約而不失專業感。拿到手裏，紙張的質感也相當不錯，摸起來很舒服，印刷也清晰，這點對於一本技術類的書籍來說非常重要，畢竟閱讀體驗直接影響學習效率。我尤其喜歡封麵上的配色，沉穩又不失活力，給我的第一印象就是這本書內容紮實，值得信賴。包裝也很細緻，沒有任何磕碰的痕跡，可見齣版社在細節方麵下瞭不少功夫。我目前正準備開始學習MATLAB，市麵上相關書籍琳琅滿目，選擇一本好的教材是關鍵。這本書的標題和定位（普通高等教育“十三五”規劃教材）讓我覺得它應該會比較係統和權威，比較符閤我這個初學者的需求。希望它能為我打下堅實的MATLAB編程基礎，讓我能夠順利地進行後續的課程學習和項目實踐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很簡潔大氣，給人一種專業、可靠的感覺。我是一名對MATLAB編程充滿好奇的學生，一直想找一本既能係統講解知識點，又能幫助我實際操作的書籍。從書名和“十三五”規劃教材的標識來看，我對其內容的權威性和係統性抱有較高的期望。我希望這本書能夠詳細介紹MATLAB的基礎語法，常用函數，以及如何利用它進行數據分析、可視化和算法開發。尤其希望能有豐富的實例和練習題，讓我能夠邊學邊練，鞏固所學知識。如果這本書能夠做到深入淺齣，並且能引領我掌握一些高級的應用技巧，那將是我學習MATLAB道路上的一個重要裏程碑。我希望這本書能夠幫助我快速上手，並為我未來在學術研究和工程實踐中應用MATLAB打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

選擇一本閤適的編程教程，對於任何一位初學者來說都是一個挑戰。這本書的裝幀和排版給我的初步印象是比較專業和嚴謹的。我喜歡閱讀起來不會感到過於枯燥的書籍，希望這本書在講解抽象概念的同時，也能通過清晰的圖錶和生動的例子來輔助理解。另外，我非常看重教材的更新迭代，技術發展日新月異，一本好的教材需要能夠反映最新的技術動態。如果這本書的編者能夠在內容上做到這一點，那麼它將具有很高的時效性和參考價值。我希望這本書能夠成為我學習MATLAB的“敲門磚”，讓我能夠自信地邁入這個強大的編程世界，並為我後續更深入的學習和探索提供清晰的方嚮和堅實的支持。