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MATLAB 是一种将数据结构、编程特性以及图形用户界面完美地结合到一起的软件。MATLAB 的核心是矩阵和数组，在MATLAB 中，所有数据都是以数组的形式来表示和存储的。MATLAB 提供常用的矩阵代数运算功能，同时还提供了非常广泛和灵活的数组运算功能，用于数据集的处理。MATLAB 的编程特性与其他高级语言类似，同时它还可以与其他语言(如Fortran 和C 语言)混合编程，进一步扩展了它的功能。在图形可视化方面，MATLAB 提供了大量绘图函数，方便用户进行图形绘制，同时MATLAB 提供了图形用户接口(GUI)，通过GUI，用户可以进行可视化编程。Simulink 基于MATLAB 的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，它的建模范围广泛，可以针对任何能够用数学来描述的系统进行建模，如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通信系统、船舶及汽车等，其中包括：连续、离散，条件执行，事件驱动，单速率、多速率和混杂系统等。而且Simulink 还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合，利用Simulink
几乎可以做到不书写一行代码就完成整个动态系统的建模工作。

本章主要介绍 MATLAB 的一些基本知识，主要包括MATLAB 的功能、发展历史以及MATLAB R2012a 的新功能等。另外，本章将对MATLAB 的界面及路径管理等进行介绍。

MATLAB 是 MathWorks 公司用C 语言开发的软件，其中的矩阵算法来自Linpack 和Eispack 课题的研究成果。本节主要介绍MATLAB 的整体情况及其特点。

MATLAB 概述
MATLAB 作为一种高级科学计算软件，是进行算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的交互式应用开发环境。世界上许多科研工作者都在使用MATLAB 产品来加快他们的科研进程，缩短数据分析和算法开发的时间，研发出更加先进的产品和技术。相对于传统的C、C++或者Fortran 语言，MATLAB 提供了高效快速解决各种科学计算问题的方法。目前，MATLAB 产品已经被广泛认可为科学计算领域内的标准软件之一。

MATLAB 可以被广泛地应用于不同领域，如信号与图像处理、控制系统设计与仿真、通信系统设计与仿真、测量测试与数据采集、金融数理分析以及生物科学等。在MATLAB中内嵌了丰富的数学、统计和工程计算函数。使用这些函数进行问题的分析解答，无论是问题的提出还是结果的表达都能采用工程师习惯的数学描述方法。这一特点使MATLAB成为了数学分析、算法开发及应用程序开发的良好环境。MATLAB 是MathWorks 产品家族中所有产品的基础。附加的工具箱扩展MATLAB 基本环境用于解决特定领域的工程问题。高级科学计算语言。

MATLAB 有以下几个特点。
● 代码、数据文件的集成管理环境。
● 算法设计开发的交互式工具。
● 用于线性代数、统计、傅立叶分析、滤波器设计、优化和数值计算的基本数学函数。
● 2-D 和3-D 数据可视化。
● 创建自定义工程师图形界面的工具。
● 与第三方算法开发工具(如C/C++、FORTRAN、Java、COM、Microsoft Excel 等)
集成开发基于MATLAB 的算法。

MATLAB 中有许多附加的软件模块。这些软件模块也被称为工具箱，它们可以执行更加复杂的计算。用户可以单独购买这些模块，但是，所有模块都必须在核心MATLAB程序下运行。工具箱处理诸如以下的这些应用：图像和信号处理、财务分析、控制系统设计和模糊逻辑。

MATLAB 将高性能的数值计算和可视化功能集成，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统和信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，而且利用MATLAB 产品的开放式结构，可以很容易地对MATLAB 的功能进行扩充，从而在不断深化对问题认识的同时，逐步完善MATLAB 产品以提高产品自身的竞争能力。

MATLAB 的基本功能如下。
1. 数学计算功能
MATLAB 的数学计算功能是MATLAB 的重要组成部分，也是最基础的部分，包括矩阵运算、数值运算以及各种算法。

2. 图形化显示功能
MATLAB 可以将数值计算的结果通过图形化的界面显示出来，包括2D 和3D 界面。

3. M 语言编程功能
用户可以在MATLAB 中使用M 语言编写脚本文件或者函数来实现用户所需要的功能，而且M 语言语法简单，方便于学习和使用。

4. 编译功能
MATLAB 可以通过编译器将用户自己编写的M 文件或者函数生成函数库，支持Java语言编程，提供COM 服务和COM 控制，输入输出各种MATLAB 及其他标准格式的数据文件。通过这些功能，使得MATLAB 能够同其他高级编程语言混合使用，大大提高了实用性。

5. 图形用户界面开发功能

利用图形化的工具创建图形用户界面开发环境(GUIDE)，支持多种界面元素：按钮(PUSH BUTTON) 、单选按钮(RADIO BUTTON) 、复选框(CHECK BOXES) 、滑块(SLIDERS)、文本编辑框(EDITBOX)和ActiveX 控件，并提供界面外观、属性、行为响应等设置方式来实现相应的功能。利用图形界面，用户可以很方便地和计算机进行交流。

6. Simulink 建模仿真功能
Simulink 是MATLAB 的重要组成部分，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真。Simulink 包含了强大的功能模块，而且利用简单的图形拖动、连线等操作构建出系统框图模型。同时，Simulink 与基于有限状态机理论的Stateflow 紧密集成，可以针对任何能用数学来描述的系统进行建模。

7. 自动代码生成功能
自动代码生成工具主要有Real-Time Workshop 和Stateflow Coder，通过代码生成工具可以直接将Simulink 与Stateflow 建立的模型转化为简捷可靠的程序代码，操作简单，整个代码生成的过程都是自动完成的，极大地方便了用户。