MATLAB R2020a從入門到精通 ( 簡體 字) |
作者:溫欣研 | 類別:1. -> 工程繪圖與工程計算 -> Matlab |
譯者: |
出版社:清華大學出版社 | 3dWoo書號: 54903 詢問書籍請說出此書號!【缺書】 NT售價: 645 元 |
出版日:8/1/2021 |
頁數:540 |
光碟數:0 |
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印刷:黑白印刷 | 語系: ( 簡體 版 ) |
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ISBN:9787302584926 |
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
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前言:MATLAB R2020a為數據分析與處理提供了強大的工具,MATLAB已經在很多領域取得了成功應用。 MATLAB具有的科學計算、仿真和基于模型的設計功能使其在嵌入式系統、控制系統、數字信號處理、通信系統、圖像和視頻處理、機電系統設計、測試與測量、計算生物學和計算金融學等領域取得了巨大的成功,并在航空和國防、汽車、生物技術和醫藥、通信、電子和半導體、能源生產、金融服務、工業自動化和機械等行業中得到廣泛應用。 由于在各個行業中,MATLAB體現的技術優勢越來越明顯,而且在中國已有大量的工程師將MALTAB作為設計分析軟件,因此學習MATLAB顯得十分必要。 1. 本書特色 本書由從事多年MATLAB工作和實踐的一線從業人員編寫,不只注重應用技巧的介紹,還重點講解MATLAB和工程實際的關系。本書主要有以下幾個特色。 ? 本書通過簡明易懂的示例展示了MATLAB強大的數學功能和無與倫比的解釋語言編程能力,全書基礎和實例詳解并重,重點講解對使用MATLAB至關重要的編程及數學運算功能。 ? 本書內容編排上注意難易結合,詳細介紹MATLAB各功能的使用方法和技巧,不僅能使讀者快速入門,還能使讀者全面了解MATLAB軟件,提高工作效率。通過對各章算例的學習,讀者可以從各個方面了解MATLAB進行數學處理的方法論,有助于讀者理順思路,在解決實際問題時正確地建立模型。 ? 本書詳細介紹MATLAB的操作方法,讀者可以很輕松地按照書中的指引逐步完成,同時在編寫過程中用醒目的提示指出了讀者容易遇到的困擾和錯誤操作。 ? 本書通過線下線上結合的方式,既提供紙質版本的圖書資料,也提供郵箱、公眾號溝通渠道,使讀者可以方便快捷地獲得MATLAB使用指導,提高在使用過程中解決問題的效率。 2. 主要內容 本書包括基礎知識、數學基礎、數據分析、拓展知識、MATLAB應用5篇內容,共20章。章節內容安排如下: 第一篇 基礎知識,主要介紹MATLAB使用和編程方面的基礎知識,旨在為讀者學習MATLAB提供入門引導,盡快熟悉MATLAB軟件及編程使用規則。 第1章 MATLAB概述 第2章 MATLAB基礎 第3章 數據輸入輸出基礎 第4章 編程基礎 第5章 可視化基礎 第二篇 數學基礎,介紹基本數學計算在MATLAB中的實現,旨在建立MATLAB進行數學計算的基本概念,使讀者能夠進行基本的工程、科研數學計算。 第6章 數組與矩陣操作 第7章 數學函數運算 第8章 符號計算 第三篇 數據分析,介紹使用MATLAB進行數據分析相關操作的實現方法,旨在為讀者介紹使用MATLAB進行簡單的數據分析操作入門知識,使讀者能夠將數學工具應用到常見的場景中。 第9章 多項式分析 第10章 數值運算 第11章 優 化 第12章 概率統計 第四篇 拓展知識,介紹使用MATLAB進行復雜的數據分析處理與編程所需的拓展知識,旨在為讀者介紹使用MATLAB進行復雜編程的基礎知識,將MATLAB的優勢充分發揮。 第13章 句柄圖形 第14章 GUI編程 第15章 Simulink基礎 第16章 MATLAB編譯器與接口 第五篇 MATLAB應用,主要介紹使用MATLAB實現特定領域應用的操作方法,旨在為讀者演示如何通過使用MATLAB進行各專業計算,將MATLAB引入專業計算中進行示范。 第17章 信號處理應用 第18章 圖像處理應用 第19章 小波分析應用 第20章 偏微分方程應用 3. 入門視頻教學與源代碼下載 本書提供了入門視頻教學與源代碼,讀者可以掃描下述二維碼下載,如果下載有問題,請發送電子郵件,郵件主題為“MATLAB R2018a從入門到精通”。 4. 讀者對象 本書適合MATLAB的初中級讀者和從事相關科研工作的技術人員閱讀,具體說明如下: ? 相關從業人員 ? 初學MATLAB的技術人員 ? 大中專院校的教師和在校生 ? 相關培訓機構的教師和學員 ? 廣大科研工作人員 ? MATLAB愛好者 MATLAB本身是一個龐大的資源庫與知識庫,雖然本書卷帙浩繁,但是仍難窺其全貌,加之編者水平有限,書中疏漏之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正,也歡迎廣大同行來電、來信,共同交流探討。 為了方便解決本書疑難問題,讀者朋友在學習過程中遇到與本書有關的技術問題,可以發郵件到郵箱,編者會盡快給予解答,我們將竭誠為您服務。讀者也可以訪問“算法仿真在線”公眾號在相關欄目下留言獲取幫助。 編 者 2021年2月 |
內容簡介:本書基于MATLAB R2020a版本編寫,書中講述的內容是使用MATLAB進行科學研究、系統仿真、數據分析與處理的必備知識。全書分為5篇,共20章:基礎知識部分包括MATLAB概述、MATLAB基礎、數據輸入輸出基礎、編程基礎和可視化基礎;數學基礎部分包括數組與矩陣操作、數學函數運算和符號數學計算;數據分析部分包括多項式分析、數值運算、優化和概率統計;拓展知識部分包括句柄圖形、GUI編程、Simulink基礎、編譯器和應用程序接口;MATLAB應用部分包括信號處理應用、圖像處理應用、小波分析應用和偏微分方程應用等內容。通過全面學習本書,讀者可以獲得使用MATLAB進行數學計算、數據分析及處理的相關技能,并能快速掌握使用MATLAB進行工作的基本方法。 本書結構嚴謹、重點突出、條理清晰,既可以作為大中專院校相關專業以及社會有關培訓機構的教材,也適合廣大MATLAB讀者自學使用。 |
目錄:第一篇基礎知識 第1章MATLAB概述 2 1.1工作環境 2 1.1.1系統組成 2 1.1.2工作窗口 3 1.1.3應用簡介 7 1.2文件管理 7 1.2.1目錄結構 7 1.2.2當前文件夾瀏覽器 8 1.2.3路徑搜索 8 1.3幫助系統 10 1.3.1文本幫助 10 1.3.2演示幫助 11 1.3.3幫助導航窗口 12 1.4MATLAB使用初步 13 1.5本章小結 14 第2章MATLAB基礎 15 2.1數據類型 15 2.1.1數值類型 15 2.1.2字符與字符串 21 2.1.3結構 21 2.1.4單元數組 24 2.1.5函數句柄 26 2.1.6映射容器 28 2.1.7數據類型識別與轉換 32 2.2運算符與運算 33 2.2.1算術運算符 33 2.2.2關系運算符 34 2.2.3邏輯運算符 35 2.2.4運算優先級 36 2.3字符串處理 36 2.3.1字符串構造 37 2.3.2字符串比較 38 2.3.3查找與替換 39 2.3.4字符串類型轉換 39 2.4矩陣基礎 40 2.4.1有關概念 40 2.4.2創建矩陣 40 2.4.3改變矩陣結構 43 2.4.4矩陣下標 44 2.4.5矩陣信息 46 2.5本章小結 49 第3章數據輸入輸出基礎 50 3.1打開與關閉文件 50 3.1.1打開文件 50 3.1.2關閉文件 52 3.2讀寫二進制文件 53 3.2.1寫二進制文件 53 3.2.2讀二進制文件 54 3.3讀寫文本文件 55 3.3.1寫文本文件 55 3.3.2讀文本文件 56 3.4讀寫位置控制 57 3.5導入數據 59 3.5.1使用向導導入數據 59 3.5.2使用命令導入數據 59 3.6本章小結 60 第4章編程基礎 61 4.1變量與語句 61 4.1.1變量命名 61 4.1.2變量類型 62 4.1.3特殊變量 62 4.1.4關鍵字 63 4.1.5語句構成 63 4.2程序控制 64 4.2.1順序結構 64 4.2.2分支結構 64 4.2.3循環結構 68 4.2.4其他常用控制命令 70 4.3M文件與腳本 72 4.3.1M文件 72 4.3.2腳本 73 4.4函數 74 4.4.1M文件函數 74 4.4.2匿名函數 76 4.4.3子函數 77 4.4.4私有函數 78 4.4.5重載函數 78 4.4.6內聯函數 78 4.4.7eval、feval函數 79 4.4.8函數的函數 80 4.4.9內嵌函數 80 4.4.10函數編寫建議 80 4.5M文件變量檢測 81 4.5.1輸入輸出變量檢測 81 4.5.2可變數量輸入輸出 81 4.6程序調試 82 4.6.1直接調試 83 4.6.2工具調試 83 4.7本章小結 83 第5章可視化基礎 84 5.1圖形繪制對象 84 5.2二維圖形 84 5.2.1plot命令 84 5.2.2圖形疊繪 88 5.2.3子圖繪制 89 5.2.4交互繪圖 91 5.2.5雙縱坐標圖 92 5.2.6特殊坐標繪圖 93 5.2.7函數繪圖 95 5.3三維圖形 97 5.3.1曲線圖 97 5.3.2網格圖 98 5.3.3曲面圖 99 5.4四維圖形 100 5.4.1第四維表達 100 5.4.2四維圖繪制 101 5.5特殊圖形 102 5.5.1餅狀圖 102 5.5.2直方圖 103 5.5.3柱形圖 104 5.5.4離散數據點圖 106 5.5.5散點圖 107 5.5.6向量圖 108 5.5.7等值線圖 109 5.6圖形處理 110 5.6.1圖形輸出 110 5.6.2圖形細化 111 5.6.3坐標軸控制 116 5.6.4視角與透視 117 5.7繪圖窗口 118 5.7.1創建繪圖窗口 118 5.7.2繪圖窗口工具欄 119 5.8本章小結 120 第二篇數學基礎 第6章數組與矩陣操作 122 6.1數組運算 122 6.1.1創建與訪問數組 122 6.1.2數組運算 125 6.2矩陣操作 131 6.2.1創建矩陣 131 6.2.2改變矩陣結構 136 6.3矩陣元素運算 138 6.3.1矩陣四則運算 139 6.3.2矩陣元素冪運算 141 6.3.3矩陣元素查找與排序 141 6.3.4矩陣元素求和、求積與 求差分 143 6.4矩陣運算 146 6.4.1矩陣分析 146 6.4.2矩陣分解 150 6.4.3特征值與特征向量 154 6.4.4矩陣函數運算 154 6.5稀疏矩陣 157 6.5.1稀疏矩陣存儲方式 157 6.5.2創建稀疏矩陣 158 6.5.3稀疏矩陣運算 159 6.6本章小結 159 第7章數學函數運算 160 7.1初等函數運算 160 7.1.1三角函數 160 7.1.2指數與對數函數 162 7.1.3復數函數 164 7.1.4截斷和求余函數 165 7.1.5離散數學函數 166 7.1.6基本數據分析函數 167 7.1.7多項式函數 169 7.2特殊函數運算 170 7.2.1特殊函數 170 7.2.2坐標變換函數 171 7.3本章小結 172
第8章符號計算 173 8.1符號計算概述 173 8.2符號變量與表達式 175 8.2.1符號對象 175 8.2.2符號計算運算符與函數 178 8.2.3符號對象識別 182 8.2.4符號變量 183 8.2.5符號表達式顯示 185 8.2.6表達式項操作 185 8.2.7符號數值和精度 190 8.3符號函數 191 8.3.1復合函數操作 191 8.3.2反函數運算 192 8.4符號微積分 193 8.4.1符號表達式的極限 193 8.4.2符號表達式的導數 193 8.4.3符號表達式的積分 195 8.4.4符號表達式的級數 求和/積 195 8.4.5符號表達式的泰勒級數 196 8.5符號積分變換 198 8.5.1Fourier變換 198 8.5.2Laplace變換 199 8.5.3Z變換 200 8.6符號矩陣計算 201 8.6.1算術運算 201 8.6.2線性代數運算 201 8.6.3特征值分解 202 8.7符號方程求解 203 8.7.1代數方程求解 203 8.7.2微分方程求解 206 8.8符號計算界面 207 8.8.1funtool分析界面 207 8.8.2taylortool分析界面 209 8.9本章小結 210
第三篇數據分析 第9章多項式分析 212 9.1多項式及函數 212 9.1.1多項式及其函數 212 9.1.2多項式計算 212 9.1.3多項式方程求根 213 9.1.4多項式四則運算 213 9.1.5多項式微積分 215 9.1.6有理多項式展開 216 9.2極限 217 9.3本章小結 218 第10章數值運算 219 10.1解線性方程組 219 10.1.1線性法 219 10.1.2迭代法 221 10.2插值與擬合 223 10.2.1插值 223 10.2.2曲線擬合 229 10.3數值微積分 230 10.3.1一元數值積分 230 10.3.2多重數值積分 231 10.3.3數值微分 233 10.4常微分方程 234 10.5本章小結 235 第11章優化 236 11.1優化問題求解過程 236 11.1.1選擇求解器 236 11.1.2設置變量 237 11.1.3寫目標函數 237 11.1.4寫約束條件 239 11.1.5設置求解器參數 239 11.1.6求解并檢查結果 241 11.1.7改善優化結果 241 11.2線性規劃 241 11.2.1線性規劃linprog函數 241 11.2.2整數線性規劃intlinprog 函數 245 11.3二次規劃 246 11.4非線性規劃 247 11.4.1無約束優化 247 11.4.2約束優化 250 11.5多目標規劃 253 11.5.1多目標規劃函數 254 11.5.2最大最小化問題 255 11.6最小二乘問題 256 11.6.1線性最小二乘問題 256 11.6.2非線性最小二乘問題 259 11.7OptimizationTool圖窗 260 11.8本章小結 261 第12章概率統計 262 12.1統計量操作 262 12.1.1產生隨機數 262 12.1.2抽樣 266 12.2數據統計分析 268 12.2.1特征統計量 268 12.2.2統計圖表 271 12.3概率分布與計算 277 12.3.1概率密度計算 277 12.3.2概率分布計算 280 12.4本章小結 282 第四篇拓展知識 第13章句柄圖形 284 13.1句柄圖形對象系統 284 13.1.1句柄圖形對象組織 284 13.1.2句柄圖形對象簡介 285 13.2句柄圖形對象操作 286 13.2.1創建與保存 286 13.2.2訪問、復制和刪除 287 13.2.3圖形輸出控制 289 13.3屬性設置 294 13.3.1通用對象屬性 294 13.3.2屬性設置函數 295 13.3.3默認屬性設置 296 13.4Figure對象 298 13.4.1Figure對象簡介 298 13.4.2Figure對象操作 299 13.5Axes對象 300 13.5.1Axes對象簡介 300 13.5.2Axes對象操作 300 13.6Core對象 307 13.7Plot對象 309 13.7.1創建Plot對象 309 13.7.2連接變量 309 13.8Group對象 310 13.8.1創建Group對象 310 13.8.2對象變換 311 13.9Annotation對象 312 13.10本章小結 313 第14章GUI編程 314 14.1GUI基礎 314 14.1.1GUI介紹 314 14.1.2創建GUI 315 14.1.3回調函數 317 14.2GUI控件 318 14.2.1GUI控件類型 318 14.2.2創建GUI控件 319 14.3GUI菜單和工具欄 321 14.3.1GUI菜單 322 14.3.2GUI工具欄 324 14.4對話框 325 14.4.1創建函數 325 14.4.2創建方法 326 14.5布局 329 14.5.1布局函數 329 14.5.2布局方式 329 14.6GUI行為控制編程 333 14.6.1回調與中斷 334 14.6.2數據管理 335 14.7GUI實例 335 14.8GUI設計 341 14.9本章小結 344 第15章Simulink基礎 345 15.1概述 345 15.1.1基本概念 345 15.1.2工作環境 346 15.1.3Simulink數據類型 348 15.1.4模塊和模塊庫 349 15.1.5Simulink常用工具 354 15.2Simulink模型 354 15.2.1模塊基本操作 355 15.2.2信號線操作 357 15.2.3對模型的注釋 359 15.2.4設置模塊特定參數 359 15.2.5模型和模型文件 361 15.2.6保存系統模型 364 15.2.7打印模型框圖及生成 報告 365 15.3子系統 367 15.3.1子系統介紹 367 15.3.2高級子系統技術 369 15.4運行仿真 380 15.4.1啟動仿真過程 380 15.4.2仿真過程診斷 381 15.4.3仿真配置 381 15.4.4仿真的設置 383 15.5調試 386 15.5.1模型調試 386 15.5.2調試器控制 389 15.5.3設置斷點 392 15.6S函數 395 15.6.1S函數概述 396 15.6.2M文件S函數 399 15.7PID控制的Simulink系統仿真 實例 402 15.8本章小結 405 第16章MATLAB編譯器與接口 406 16.1編譯器安裝與配置 406 16.1.1編譯器介紹與安裝 406 16.1.2編譯器配置 407 16.2編譯過程 407 16.2.1MCR安裝 407 16.2.2MCR編譯過程 408 16.3編譯生成獨立程序 408 16.3.1編譯命令mcc 408 16.3.2編譯獨立程序 409 16.4接口概述 412 16.4.1MEX文件 412 16.4.2MAT文件 413 16.4.3計算引擎 413 16.5基于C/C++的MEX文件 413 16.5.1MEX文件結構 413 16.5.2創建C/C++MEX文件 414 16.5.3調試C/C++MEX文件 419 16.6本章小結 419 第五篇MATLAB應用 第17章信號處理應用 421 17.1信號處理基礎 421 17.1.1連續信號 421 17.1.2離散信號 422 17.1.3波形發生函數 424 17.1.4信號基本運算 430 17.2統計信號處理 433 17.2.1相關性與協方差 433 17.2.2頻譜分析 434 17.2.3窗函數 435 17.2.4經典譜估計 439 17.2.5現代譜估計 441 17.2.6時頻分析 442 17.2.7特殊變換 443 17.2.8重采樣 447 17.3IIR濾波器 448 17.3.1經典法IIR濾波器設計 448 17.3.2直接法IIR濾波器設計 454 17.4FIR濾波器 455 17.4.1窗函數法 455 17.4.2約束最小二乘法 456 17.4.3其他FIR濾波器設計 方法 457 17.5參數建模 458 17.5.1時域建模 458 17.5.2頻域建模 460 17.6信號處理可視化工具 461 17.6.1信號綜合處理工具 462 17.6.2信號瀏覽器 462 17.6.3頻譜查看器 462 17.6.4濾波器可視化工具 463 17.6.5濾波器設計與分析工具 464 17.6.6濾波處理工具 464 17.7本章小結 465 第18章圖像處理應用 466 18.1圖像處理基礎 466 18.1.1圖像表達 466 18.1.2圖像類型與文件 467 18.1.3圖像數據讀寫 474 18.2圖像顯示 475 18.2.1標準圖像顯示技術 475 18.2.2特殊圖像顯示技術 476 18.3圖像運算 479 18.3.1代數運算 479 18.3.2空間變換 481 18.4圖像變換 484 18.4.1二維傅里葉變換 484 18.4.2離散余弦變換 485 18.4.3其他變換 486 18.5圖像分析與增強 487 18.5.1像素分析 487 18.5.2圖像分析 491 18.5.3圖像調整 495 18.5.4圖像平滑 498 18.6圖像區域處理 500 18.6.1區域設置 500 18.6.2區域濾波 501 18.6.3區域填充 502 18.7圖像顏色處理 503 18.7.1顯示顏色位數 503 18.7.2減少顏色 503 18.7.3轉換顏色 504 18.8圖像的數學形態學運算 505 18.8.1膨脹處理 505 18.8.2腐蝕處理 506 18.8.3圖像的開運算 507 18.8.4圖像的閉運算 507 18.9本章小結 508 第19章小波分析應用 509 19.1小波分析基礎 509 19.1.1小波變換 509 19.1.2常用小波基函數 510 19.2連續小波分析 513 19.2.1連續小波變換 513 19.2.2GUI連續小波變換 514 19.3一維離散小波分析 516 19.3.1一維離散小波變換與 重構 516 19.3.2GUI一維離散小波 分析 520 19.4二維離散小波分析 520 19.4.1二維離散小波變換與 重構 520 19.4.2GUI二維離散小波 分析 523 19.5去噪與壓縮 524 19.5.1小波去噪與壓縮 524 19.5.2GUI小波去噪與壓縮 527 19.6本章小結 529 第20章偏微分方程應用 530 20.1PDE應用 530 20.2PDE求解設置 531 20.2.1PDE求解過程 531 20.2.22D幾何構型 532 20.2.3劃分網格 533 20.3PDE求解 534 20.3.1方程類型介紹 534 20.3.2PDE求解示例 536 20.4本章小結 540 |
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