本书结合MATLAB最新版本7.0全面介绍MATLAB数值计算、图形和程序设计等3个方面的内容。数值计算部分紧密结合大学数学课程进行介绍,包括高等数学、线性代数、计算方法、概率论与数理统计、最优化方法和偏微分方程数值解等的。MATLAB实现。图形部分介绍二维、三维图形的绘制和编辑,以及科学计算可视化、计算几何等。程序设计部分介绍M文件设计、图形用户界面设计、文件操作、编译和接口等内容。内容十分丰富,且与大学基础课程密切相关,可作为高等学校相关专业的教材或辅助教材,也可供MATLAB爱好者入门、自学和参考。
近年来,国内流行多种科学计算软件。科学计算软件的使用,可以极大地提高科研人员的工作效率,可以更快更准确地完成计算方案的设计,可以在必要的时候用图形图像表示计算结果和描述运行机制。在数十种科学计算软件中,MATLAB凭借其数值计算与图形可视化功能的完美结合,以及开放的设计理念,取得了很大的成功。目前,很多学校已经开设了这方面的课程,很多学生已经开始使用该软件完成论文设计。
我们从1998年开始接触MATLAB,在深入学习和应用的基础上,于2002年、2004年推出过MATLAB方面的图书。这些图书普遍受到读者的好评,其中{MATLAB 6.1实用指南》被多所大学用作教材和教参。基于对MATLAB本身的理解和相关内容的积累,以及MATLAB目前在国内的发展和应用现状,经过长时间的酝酿,我们结合最新版本7.0编写了这套《MATLAB实用指南系列》。
《MATLAB实用指南系列》由《MATLAB实用教程》、《MATLAB工程数学》、《MATLAB信号处理》、《MATLAB图形图像》和《MATLAB高级编程》等5本图书组成,其结构体系如图0一l所示。MATLAB的主要内容可以概括为数值计算、图形图像和程序设计等3个方面。《MATLAB实用教程》结合大学课程介绍了这几个方面的基础和应用知识。其他图书在某个方面进行更深入的探讨。这样,整个系列具有清晰的层次感,并成为有机结合的整体。
《MATLAB实用教程》结合大学数学课程介绍高等数学、线性代数、计算方法、概率论与数理统计、最优化方法和偏微分方程数值解等的MATLAB实现方法;介绍MATLAB强大的图形功能,包括二维、三维图形的绘制,以及科学计算可视化、计算几何等;介绍M文件设计、界面设计、文件操作、编译和接口等程序设计方面的内容。每章安排了习题,便于巩固所学。
《MATLAB工程数学》介绍几个与工程数学有关的工具箱,包括统计工具箱、最优化工具箱、偏微分方程数值解工具箱、样条工具箱和曲线拟合工具箱等。
《MATLAB信号处理》介绍与信号处理有关的数字信号处理工具箱、阵列信号处理工具箱、时频分析工具箱和高阶谱分析工具箱。
《MATLAB图形图像》介绍MATLAB图形图像的基础——句柄图形对象,以及图形着色、光照、材质、纹理映射、透明性和交互操作等高级绘图技术,然后介绍图像处理、虚拟现实和地图制作等几个图形图像方面的工具箱。
《MATLAB高级编程》由高级编程技术、程序编译、MATLAB与外部程序接口和高级界面主题等几方面的内容组成,介绍一些非常实用的技术。其中MATI_,AB与外部程序接口包括MATLAB与C/C++、Visual Basic、Visual C++、:Excel、SPSS以及硬件等接口,介绍了COM生成器、Excel生成器等接口工具。该书还介绍了MATLAB 7.0全新的编译器。
总之,在编写过程中,我们希望在内容上尽可能地全面,既要满足大多数读者入门、应用的需要,又要满足中高级读者进阶的要求;既要有体系地介绍比较基础的知识,又要介绍图形可视化、工具箱内高级算法实现和高级接口技术等这样一些非常有价值、能反映M_ATLAB真实品质的内容。在我们力所能及的范围内,我们希望大家看到一个真实的MATLAB。
关于本书
本书全面介绍MAT[。AB数值计算、图形和程序设计等3个方面的内容。
数值计算部分紧密结合大学数学课程进行介绍,包括高等数学、线性代数、计算方法、概率论与数理统计、最优化方法和偏微分方程数值解等。部分内容结合常用算法编制了MATLAB M函数,并结合实例进行了检验。
图形部分介绍二维、三维图形的绘制和编辑,以及科学计算可视化、计算几何等。MATLAB的图形功能非常强大,不仅可以绘制线形图、条形图、对数坐标图、半对数坐标图、极坐标图等常见图形,还可以绘制表面图、多边形对象模型、参数曲线和曲面、样条曲线和曲面等比较复杂的图形。科学计算可视化是一门新学科,使用MATLAB,可以绘制矢量图、等值线图、剖面图、流线图、流管图、流锥图、流沙图、流带图、卷曲图、等值面图和等帽盖图等多种图形。此外,MATLAB还可以实现计算几何方面的多种任务,如凸包、Delaunay剖分、Voronoi图和最近邻搜索等。
程序设计部分介绍M文件设计、图形用户界面设计、文件操作、编译和接口等内容。
书中部分程序请到电子工业出版社网站下载。
本书内容十分丰富,且与大学基础课程密切相关,可作为高等学校的教材或辅助教材;也可供MATLAB爱好者入门、自学和参考。
本书第4、5、6、14章由苏金明与阮沈勇共同编写,其余内容由苏金明单独编写。邓英尔教授审阅了部分内容,张莲花、王永利、刘玉珊等提供了帮助,在此对他们表示衷心的感谢!
由于水平有限,书中错误和不足之处在所难免,谨请读者批评指正!有任何问题,请通过电子邮件与我们联系:
苏金明sjm@263.net.cn
阮沈勇r_shenyong@yahoo.com.cn
编者
2005.5.19