MATLAB 6.0高级应用

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出版者:机械工业出版社
作者:清源计算机工作室
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001-5
价格:33.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787900066367
丛书系列:
图书标签:
  • MATLAB
  • MATLAB
  • 数值计算
  • 科学计算
  • 工程计算
  • 算法
  • 数据分析
  • 仿真
  • 控制系统
  • 信号处理
  • 图像处理
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具体描述

MATLAB 6.0 高级应用——精炼您的工程计算与建模能力 本书专为那些已掌握MATLAB基础操作,渴望深入挖掘其强大功能,以解决更复杂、更专业工程问题的用户而设计。我们摒弃了对基本语法和命令的冗余介绍,直接切入MATLAB 6.0版本中一系列高级的应用技巧、算法实现及实际案例分析。通过本书的学习,您将能够显著提升在科学计算、数据分析、算法开发、系统建模与仿真等领域的效率与深度。 核心内容概览: 数值计算的精进: 高级线性代数: 深入探讨稀疏矩阵运算、特征值分解与奇异值分解(SVD)在实际问题中的应用,例如信号处理中的降噪、主成分分析(PCA)等。我们将演示如何高效地处理大规模稀疏系统,并优化求解速度。 非线性方程与优化: 详细介绍各种非线性方程组的求解方法,包括Newton-Raphson法及其变种,以及无约束和约束优化问题(如线性规划、二次规划、非线性规划)的求解策略。我们将重点分析不同算法的收敛性、鲁棒性以及在实际工程设计中的应用,例如参数估计、成本最小化等。 数值积分与微分方程: 涵盖自适应步长控制的积分方法,以及求解刚性微分方程(stiff ODEs)的常用方法。通过实际案例,展示如何利用MATLAB解决传热、流体动力学、电路仿真等领域的微分方程问题。 信号与图像处理的深度探索: 傅里叶变换及其高级应用: 除了基本的FFT,本书将深入讲解短时傅里叶变换(STFT)、小波变换(Wavelet Transform)在时频分析、信号去噪、特征提取等方面的应用。我们将提供实用的代码示例,帮助您理解如何从复杂的信号中提取关键信息。 滤波器设计与实现: 介绍IIR和FIR滤波器的设计原理,包括Butterworth, Chebyshev, Elliptic等滤波器类型。演示如何在MATLAB中设计和实现任意响应的滤波器,并应用于音频信号处理、通信系统等场景。 图像处理的高级技术: 涵盖图像增强、分割、特征提取、形态学操作等关键技术。我们将通过医学影像分析、遥感数据处理等实例,展示如何利用MATLAB强大的图像处理工具箱解决实际问题。 数据分析与统计建模: 多变量数据分析: 学习如何使用MATLAB进行聚类分析(如K-means)、降维(如PCA, LDA)、判别分析等,以揭示数据中的隐藏模式和关系。 统计建模与预测: 介绍线性回归、逻辑回归、时间序列分析(ARIMA模型)等统计建模方法,并演示如何利用MATLAB进行模型拟合、参数估计和预测。 贝叶斯统计与机器学习入门: 简要介绍贝叶斯推断的基本概念,以及如何在MATLAB中实现简单的贝叶斯模型。为读者后续深入学习机器学习打下基础。 系统建模与仿真: Simulink的高级功能: 深入讲解Stateflow在状态机建模方面的应用,以及如何利用Simulink的各种模块库(如Simscape)进行物理系统建模(机械、电气、液压等)。 模型验证与性能分析: 介绍模型测试、代码生成以及仿真结果的性能评估方法,帮助您构建可靠、高效的仿真模型。 实时仿真与硬件集成: 讨论将Simulink模型部署到实时仿真平台或嵌入式硬件的入门知识,为控制系统开发提供实践指导。 算法开发与性能优化: MEX文件与C/C++混合编程: 演示如何利用MEX功能将C/C++编写的高性能代码集成到MATLAB环境中,以加速计算密集型任务。 MATLAB Profiler工具: 学习如何使用MATLAB的性能分析器(Profiler)来识别代码瓶颈,并给出优化建议,显著提升程序运行效率。 并行计算: 介绍MATLAB的并行计算工具箱,演示如何利用多核处理器或集群并行执行计算任务,缩短仿真和数据处理时间。 本书特色: 案例驱动: 每个高级概念都辅以贴近实际工程应用的案例,让读者在解决问题的过程中掌握理论。 实战导向: 提供的代码示例清晰、可运行,并经过严格测试,可以直接应用于您的项目中。 循序渐进: 从相对易于理解的高级概念开始,逐步深入到更复杂的算法和技术。 全面覆盖: 涉及MATLAB在多个工程科学领域的典型高级应用,为读者提供广阔的应用视野。 无论您是从事电子工程、机械工程、航空航天、通信、自动控制、金融建模还是科学研究,本书都将成为您提升MATLAB应用水平、攻克工程难题的得力助手。通过本书的学习,您将能够更加自信地驾驭MATLAB 6.0的强大能力,在您的专业领域取得更大的突破。

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目录信息

读后感

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用户评价

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初次接触这本书时,我的主要目的是想学习如何利用MATLAB来搭建复杂的控制系统仿真模型,特别是那些涉及到非线性反馈和实时调参的场景。然而,通读全书后,我发现它对这方面的直接应用着墨不多。书中更多的是聚焦于优化算法本身的构造和性能分析,例如,关于遗传算法和粒子群优化在特定约束条件下的收敛速度比较,以及如何手动编写高效的M文件来实现自定义的微分方程求解器。这种侧重点的差异,让我有些措手不及。我花了大量的篇幅去研究关于“内存管理与稀疏矩阵的高效存储策略”的章节,这部分内容极其精妙,详细讲解了大型数据集在不同内存架构下的访问效率差异,并且给出了针对特定硬件优化的代码结构建议。但这对于我当时急需解决的“如何快速搭建一个三阶PID控制器并进行闭环测试”的需求来说,显得有些“杀鸡用牛刀”。这本书似乎是为那些需要从零开始设计或改进MATLAB核心算法的人准备的,而不是为日常应用层面的快速开发服务的。它更像是让你去理解发动机的工作原理,而不是教你如何平稳地驾驶汽车。所以,如果你的目标是快速应用和项目交付,这本书的知识密度和理论深度可能会让你感到有些吃力,或者说,它的知识点分布与你的直接需求可能存在一定的错位。

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这本书给我的整体感觉是,它是一部写给“科学家”而非“工程师”的MATLAB指南。它极度关注理论的严谨性和算法的完备性,但在工程实践中那些繁琐却又至关重要的“边角料”问题上,它往往一笔带过。比如,在错误处理机制方面,它仅仅罗列了几种基本的`try-catch`结构的应用场景,但对于如何构建一个健壮的、能够自动记录运行日志并优雅地从特定错误状态中恢复的复杂应用框架,则没有深入探讨。再者,关于软件工程中的版本控制、模块化打包、以及与其他编程语言(如C/C++或Python)进行高效双向数据交换的最佳实践,这本书也几乎没有提及。这些恰恰是当一个MATLAB程序从个人实验性脚本发展成团队协作项目时,必须面对的“高级应用”层面。它把所有的精力都投入到了“如何计算得更快、更准”上,而忽略了“如何更好地管理计算过程和管理代码本身”这一块。所以,它无疑是一部值得研读的理论基石,但要让它成为指导日常复杂项目开发的“工具箱”,恐怕还略欠火候。

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这本书的封面设计初见就给人一种厚重而专业的印象,光是那略显陈旧的字体和深沉的配色,就仿佛在暗示着这是一部深入内核、不浮于表面的技术宝典。我原本期待它能像一些现代教材那样,用鲜亮的图表和清晰的章节划分来引导初学者逐步深入,然而,当我翻开第一页,那种扑面而来的,是密密麻麻的公式推导和严谨的理论阐述。它没有太多“新手友好”的引导,而是直接将读者置于一个高阶的讨论场域中。比如,它对矩阵分解算法的介绍,简直可以用“教科书级别”来形容,详尽到每一个步骤背后的数学原理都得到了充分的剖析,这对于那些想要理解“为什么”而不是仅仅停留在“怎么做”的资深工程师来说,无疑是极大的福音。我记得有一次,我为了优化一个特定的信号处理流程而苦苦思索,市面上大多数资料都只提供了现成的函数调用,但这本书却从傅里叶变换的离散化误差入手,层层递进地阐释了在有限精度计算环境下,如何选择最优的迭代步长和收敛判据。这种深度,使得这本书更像是一本研究手册,而非快速入门指南。那种在浩瀚的数学海洋中,被一位经验老到的舵手领航的感觉,是其他轻量级读物完全无法比拟的。阅读它,需要极大的耐心和扎实的数学基础,但一旦消化吸收,你对MATLAB这门工具的理解,将不再停留在工具箱的层面,而是上升到对底层计算逻辑的洞察。

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这本书的叙事风格,用一个词来形容就是“冷峻而精确”。它几乎没有使用任何口语化的表达或者比喻来辅助理解复杂的概念,每一个论断都建立在清晰的逻辑链条之上。这使得它在作为参考资料查阅时表现出色,因为你总能迅速定位到你需要的那个精确的定义或定理。然而,对于需要培养“编程直觉”的读者来说,这种纯粹的学术性可能会造成一些障碍。例如,在讨论面向对象的编程范式时,它清晰地阐述了封装、继承和多态的理论定义,并且提供了C++风格的结构化代码示例,但对于如何将这些概念自然地融入到MATLAB特有的脚本和函数环境中,从而写出既符合规范又富有工程美感的M代码,书中提供的实践指导相对抽象。我花了很多时间去尝试将其理论与我自己的项目代码结合,发现其中缺失了一个关键的“翻译层”——即如何将这些高级的编程理论优雅地“MATLAB化”。这本书更像是一本“算法圣经”,它告诉你所有正确的东西在哪里,但如何将这些“正确”的零件组装成一个在实际工程中稳定运行的系统,则需要读者自己去弥补经验上的空白。

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有一段时间,我试图用这本书来指导我进行大规模数据可视化和三维渲染的优化工作。我确信,既然它是“高级应用”,那么处理海量数据时的性能瓶颈分析肯定会有深入的探讨。然而,在涉及到图形界面(GUI)设计和高性能图形渲染的章节,内容明显薄弱。书中对`plot`、`surf`这类基础绘图函数的底层调用机制进行了详尽的分析,特别是关于绘图引擎如何处理数据插值的数学细节。但是,当我试图寻找关于如何利用OpenGL或DirectX接口加速MATLAB图形输出,或者如何构建一个响应迅速的、包含复杂交互控件的App时,这些内容基本是缺失的。它似乎把图形处理看作是一个相对成熟且无需过多“深入”的领域,或者说,它更倾向于停留在计算层面,而非表现层。对于那些依赖MATLAB进行科学数据可视化并要求极高交互体验的研发人员来说,这本书的覆盖范围显得不够全面。它精于数字的运算和逻辑的推导,却对如何将这些结果以最直观、最快速的方式呈现给用户,没有提供足够的“高级”技巧。

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