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出版者:中国电力出版社

作者:晨曦工作室 苏晓生

出品人:

页数:235

译者:

出版时间:2000-08

价格:24.00元

装帧:平装

isbn号码:9787508303536

丛书系列:

图书标签:

• MATLAB
• 实例教程
• 科学计算
• 工程数学
• 数值分析
• 算法
• 编程入门
• 数据分析
• 可视化
• 数学软件

深入浅出：MATLAB 7.0 经典应用与高级编程指南 本书聚焦于 MATLAB 7.0 时代的经典功能、核心算法实现与工程实践应用，旨在为中高级用户提供一本全面、深入的参考手册和实战指南。 --- 第一部分：MATLAB 7.0 基础架构与环境精要 本部分将首先对 MATLAB 7.0 这一重要版本所特有的环境配置、界面布局及底层工作机制进行详尽的剖析。不同于后续版本在集成开发环境（IDE）上的革新，MATLAB 7.0 强调的是高效的命令行操作和稳定的矩阵运算基础。 1.1 MATLAB 7.0 环境快速部署与优化 详细介绍在 Windows XP/2000 及早期 Linux/Unix 系统上安装和配置 MATLAB 7.0 的步骤，尤其关注不同编译器的兼容性问题。探讨如何通过调整系统路径和环境变量（如 `path` 和 `matlabrc.m`）来优化启动速度和内存管理。 1.2 核心数据类型与内存管理机制 深入讲解 MATLAB 7.0 中主要的内置数据类型，如双精度浮点数（`double`）、单精度浮点数（`single`）、逻辑数组（`logical`）和字符数组（`char`）。重点解析 7.0 版本中稀疏矩阵（`sparse`）的存储和运算效率优化，这对处理大规模科学计算至关重要。阐述矩阵在内存中的存储方式（列主序）及其对代码性能的影响。 1.3 命令行交互与脚本文件控制 详述命令行窗口（Command Window）的高级技巧，包括历史命令的检索与编辑、快捷键的使用，以及如何利用 `diary` 命令进行会话记录。详细讲解 M 文件（`.m` 文件）的结构、执行流程，以及脚本（Script）与函数（Function）的区别与最佳实践。 --- 第二部分：矩阵运算与线性代数核心 MATLAB 的核心优势在于其强大的矩阵运算能力。本部分将围绕线性代数在 MATLAB 7.0 中的高效实现展开。 2.1 矩阵的创建、索引与操作符重载 除了基本的矩阵构造函数，本书将深入探讨高级索引技术，包括逻辑索引（Logical Indexing）、线性索引和多维数组的索引技巧。详细介绍 7.0 版本中矩阵乘法（`.` 和 ``）、点运算（Element-wise Operations）的精确应用场景和性能差异。 2.2 标准与高级线性代数函数详解 全面覆盖 7.0 版本中 `inv()`、`det()`、`rank()`、`rref()` 等标准函数。重点剖析 特征值分解（`eig`）、奇异值分解（SVD） 的数值稳定性问题及其在实际工程中的应用，例如使用 `pinv`（伪逆）处理病态矩阵。 2.3 方程求解：直接法与迭代法 对比解析直接求解线性方程组（如使用 `` 运算符）与迭代求解方法（如 Jacobi、Gauss-Seidel 方法的 MATLAB 实现）。探讨在面对超定或欠定系统时，如何选择最适合的最小二乘解法。 --- 第三部分：可视化与图形化表达（2D/3D 绘图） MATLAB 7.0 的绘图功能虽然不如后续版本丰富，但其基础功能极其稳定且具有很高的可定制性。 3.1 基础 2D 绘图与样式定制 详细介绍 `plot` 函数的多种用法，包括多线条绘制、坐标轴控制（`xlim`, `ylim`, `axis`）和图例（`legend`）的精细化设置。着重讲解如何使用线型、颜色标记和文本注释来增强图表信息传达效率。 3.2 三维数据可视化与曲面绘制 系统介绍 `surf`, `mesh`, `contour`, `pcolor` 等三维绘图函数。重点分析色彩映射（Colormap）的选择与应用，以及如何通过 `view` 函数控制三维视角的设置，以清晰展示复杂曲面数据。 3.3 动画制作与图形对象句柄操作 讲解如何利用 `drawnow` 和图形对象句柄（Handle Graphics）进行低成本的实时动画模拟。详细演示如何获取和修改图形对象的属性（如 `set`, `get`），这对于构建交互式演示至关重要。 --- 第四部分：程序流程控制与函数设计 本部分侧重于构建健壮、可维护的 MATLAB 代码结构。 4.1 控制流与条件执行 深入解析 `if-elseif-else` 结构的正确使用，以及 `for` 循环和 `while` 循环的性能考量。探讨如何使用向量化操作（Vectorization）来替代显式循环，以最大化 7.0 版本的执行效率。 4.2 函数的编写、输入输出与局部工作区 全面讲解函数的定义、参数传递机制（包括传值与传引用概念的理解）。详细阐述 M 文件函数的工作区（Workspace）与主脚本工作区的隔离，以及如何使用 `global` 变量（及其潜在风险）。 4.3 错误处理与调试技术 介绍 7.0 版本中基本的错误检测机制（如 `isempty`, `isnan`）和控制流中断（`break`, `return`）。深入讲解如何使用 `dbstop`, `dbclear`, `dbquit` 等调试命令，一步步追踪程序执行路径和变量状态。 --- 第五部分：工具箱精选与经典应用案例（面向工程需求） 本书精选了 7.0 版本中几个关键工具箱的入门与应用，这些工具箱构成了当时工程计算的主流。 5.1 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）基础 介绍基本的离散时间信号处理流程。重点讲解序列生成、傅里叶变换（`fft`, `ifft`）的应用，以及窗口函数（如 Hanning, Hamming）在频域分析中的作用。分析 FIR 和 IIR 滤波器的设计基础概念。 5.2 控制系统工具箱（Control System Toolbox）应用 聚焦于经典控制理论的建模与分析。详述如何使用 `tf`, `zp` 等函数定义系统模型，以及使用 `step`, `impulse`, `bode` 函数进行时域和频域响应分析。探讨根轨迹图（`rlocus`）的绘制与分析。 5.3 数据拟合与优化方法 讲解使用 `polyfit` 进行多项式回归的基本方法。深入探讨使用 fminsearch 等函数求解无约束优化问题的基本思路，侧重于理解目标函数和搜索算法的选择。 5.4 文件 I/O：数据持久化与交换 详细介绍 7.0 版本中读写标准 ASCII 文件（`load`, `save`, `fprintf`, `fscanf`）的格式化控制，以及如何处理二进制文件的数据交换，确保数据在不同平台间的兼容性。

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这本书在处理“控制系统仿真”这个环节的表现，令我耳目一新。很多教材在涉及控制系统时，要么过于侧重于理论推导而忽略了实际建模，要么就是直接使用Simulink，跳过了核心的M文件脚本操作。而这本《MATLAB5.3实例教程》却巧妙地平衡了这一点。它用大量的M文件脚本来定义系统矩阵（A, B, C, D），然后通过编程方式计算系统的时域和频域响应，最后才过渡到Simulink的图形化验证。这种先“硬核”后“直观”的学习路径，极大地提升了我对控制理论在MATLAB中实现的掌握程度。特别是关于“状态空间模型”的实例，作者详细展示了如何通过编写自定义函数来求解李雅普诺夫方程，这在很多商业工具书中是几乎看不到的深度。读完这部分，我感觉自己对MATLAB不仅是一个绘图和数值计算的工具，更是一个强大的、可编程的虚拟实验室。这种对底层实现的重视，绝对是区分普通教程和经典教材的关键所在。

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说实话，我一开始拿到这本书，对“MATLAB 5.3”这个版本号有点犹豫，担心内容过于陈旧，跟不上现在的主流应用。然而，事实证明我的顾虑是多余的。这本书的魅力恰恰在于它对基础核心算法和工程思维的深刻刻画，这些底层逻辑是不会轻易过时的。比如，书中关于“信号处理基础模块搭建”的章节，它没有直接调用高级工具箱函数，而是从最基本的傅里叶级数展开开始，一步步推导出离散傅里叶变换（DFT）的实现过程，并清晰地展示了如何在MATLAB环境中手动实现这些算法。这种从零开始构建复杂系统的过程，极大地巩固了我对算法原理的理解，让我不再满足于仅仅是调用黑箱函数。对于希望深入理解数值计算本质的人来说，这种手把手的推导过程是无价的。全书的排版也十分考究，代码块的缩进、变量的命名规范，都体现了极高的专业水准，让人在学习的同时，也在潜移默化地学习如何写出“干净”的MATLAB代码。

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天哪，这本书简直是为我这种“半路出家”的MATLAB新手量身定做的！我之前尝试过几本号称是入门级的教材，结果要么是理论讲得过于晦涩，让我一头雾水，要么是实例太简单，根本无法触及实际工程中的痛点。这本《MATLAB5.3实例教程》完全不一样。它没有上来就堆砌复杂的数学公式，而是非常巧妙地将基础知识点融入到一个个贴近实际应用的小项目中。比如，书中关于矩阵操作和数据可视化的章节，简直是教科书级别的示范。我记得最清楚的是它讲解如何使用`plot`函数绘制三维曲面图，步骤清晰得让人感动，每一步的命令和参数解释都非常到位，让我立刻就能上手，而不是像其他书一样，只是丢给你一串代码，让你自己去猜想每个函数的作用。更难得的是，它对MATLAB 5.3这个相对较早的版本特性把握得非常精准，对于我们这些可能还在使用老旧软件环境或者需要维护历史代码的人来说，简直是救星。它不是那种赶时髦追逐最新版本的书，而是扎扎实实地教你如何在那个特定的生态环境中高效工作。这本书的结构设计也十分合理，读起来一点都不费力，完全没有那种“为了凑字数而凑字数”的枯燥感，每一页都充满了实用的干货。

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对我这种从事硬件接口和底层数据采集工作的人来说，最关心的是如何将MATLAB与外部世界连接起来。这本书在“外部接口与外部程序调用”这一块的内容简直是神来之笔。它没有回避MATLAB 5.3时代相对复杂的MEX文件编译过程，而是非常详尽地解释了如何使用C/Fortran代码与MATLAB进行混合编程，并成功地实现了加速计算。作者并没有将MEX文件的编写描述成一个只有极少数专家才能完成的任务，而是通过一个具体的传感器数据读取示例，将整个编译、链接、调用的流程拆解成了可执行的小步骤。我记得书中关于内存管理和数据类型转换的注意事项，帮我避免了好几次程序崩溃的窘境。这种敢于触及复杂、高难度模块，并能将其有效简化的能力，是衡量一本技术书籍含金量的试金石。这本书真正做到了授人以渔，它教会的不是固定的解法，而是一套解决复杂计算问题的系统性思维框架，其价值远远超过了书本本身的价格。

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这本书的讲解深度，对于有一定编程基础，但对MATLAB领域涉猎不深的工程师来说，绝对是一个极佳的桥梁。我尤其欣赏它在“文件I/O与数据处理”部分的处理方式。市面上很多教程往往一笔带过，只教你怎么读写`.m`文件，但这本书却花了大量篇幅去解析如何高效地处理大型数据集，如何利用MATLAB的向量化操作来替代冗长低效的For循环，这才是体现MATLAB强大计算能力的精髓所在。书中对于稀疏矩阵的应用场景分析，简直是点睛之笔，我之前总觉得稀疏矩阵是个可有可无的特性，读完之后才明白，在处理大规模仿真数据时，如果不懂如何有效管理稀疏数据，性能损失是多么惊人。作者的叙述风格非常沉稳、严谨，用词精确，没有丝毫浮夸的宣传语，一切都建立在严密的逻辑推导和充分的案例支撑之上。这让我对书中的每一个结论都深信不疑，感觉自己正在接受一位经验丰富的老教授的悉心指导，而不是在看一本匆忙编纂的参考手册。它的价值在于，不仅告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这么做”。

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