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出版者:西安交通大学出版社

作者:亨塞尔曼

出品人:

页数:525

译者:

出版时间:2001-1

价格:48.0

装帧:平装

isbn号码:9787560511528

丛书系列:

图书标签:

• 数学
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《MATLAB从入门到精通：科学计算与工程应用》 内容简介 《MATLAB从入门到精通：科学计算与工程应用》是一本全面深入介绍MATLAB软件及其在科学计算和工程领域广泛应用的权威指南。本书旨在帮助读者从零开始掌握MATLAB的核心功能，并逐步提升到能够独立解决复杂工程问题的能力。 本书共分为三个主要部分：基础篇、进阶篇和应用篇，力求为读者构建一个扎实而全面的MATLAB知识体系。 基础篇：MATLAB入门与核心操作 本部分将带领读者踏入MATLAB的世界，详细介绍其基本概念、操作界面以及最常用的命令和语法。 第一章：MATLAB概述与安装 MATLAB的起源、发展及其在科研和工程中的地位。 MATLAB的优势：交互式环境、强大的数值计算能力、丰富的工具箱、易于学习的语法。 MATLAB的安装与配置（涵盖不同操作系统）。 MATLAB的开发环境介绍：命令窗口、编辑器、工作区、历史命令窗口、帮助浏览器等。 第二章：MATLAB基础语法与数据类型 变量的创建与赋值。 MATLAB的数据类型：数值型（整数、浮点数）、逻辑型、字符型、字符串、结构体、元胞数组等。 运算符：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、赋值运算符。 常用函数：数学函数（abs, sqrt, sin, cos, exp, log等）、三角函数、指数函数、对数函数。 表达式的求值顺序与优先级。 第三章：矩阵与向量的运算 MATLAB作为矩阵运算语言的核心优势。 矩阵的创建：直接输入、冒号运算符、linspace, logspace, ones, zeros, eye, rand, diag等函数。 矩阵的基本操作：转置、加减乘除、求逆、行列式、秩、特征值、特征向量。 矩阵的索引与切片：访问、修改矩阵元素。 向量的运算：点积、叉积（三维向量）。 稀疏矩阵的概念与应用。 第四章：控制流语句与程序设计 顺序结构、选择结构（if, if-else, if-elseif-else）、循环结构（for, while）。 switch-case语句。 break, continue语句。 函数的使用：编写自定义函数、函数句柄。 程序调试技巧：设置断点、单步执行、查看变量值。 第五章：图形绘制与数据可视化 二维图形绘制：plot, scatter, bar, pie, hist, semilogx, semilogy, loglog等。 图形的定制：添加标题、坐标轴标签、图例、网格线、修改线条样式、颜色、标记。 多图绘制：subplot函数。 三维图形绘制：surf, mesh, contour, quiver, plot3, meshgrid等。 图形的交互式操作：缩放、平移、旋转。 图形的导出与保存：print, saveas函数。 进阶篇：MATLAB高级功能与编程技巧 本部分将深入探讨MATLAB的高级功能，帮助读者构建更强大、更高效的程序。 第六章：函数与程序文件 函数文件（.m文件）的创建与调用。 局部函数与全局函数。 匿名函数与内联函数。 函数参数传递：值传递与引用传递（通过全局变量或特殊函数）。 递归函数的设计与应用。 第七章：字符串处理与文件I/O 字符串的查找、替换、连接、分割。 字符串与数值之间的转换。 正则表达式在字符串匹配中的应用。 文本文件的读写：fopen, fclose, fprintf, fscanf, fgetl, fread, fwrite等。 二进制文件（如.mat文件）的读写。 CSV、Excel文件的读写。 第八章：结构体、元胞数组与复杂数据结构 结构体的创建、访问与操作。 元胞数组的创建、访问与操作。 结构体数组与元胞数组的嵌套应用。 何时使用结构体，何时使用元胞数组。 第九章：面向对象编程（OOP）在MATLAB中的应用 类与对象的概念。 类的定义：属性、方法。 构造函数与析构函数。 继承、封装、多态。 使用MATLAB的OOP特性组织大型项目。 第十章：MATLAB性能优化与并行计算 向量化编程的思想与实践。 理解MATLAB的底层机制，避免低效循环。 计时函数tic, toc的使用。 MATLAB Profiler的使用。 并行计算基础：parfor, spmd。 利用MATLAB Parallel Computing Toolbox加速计算。 应用篇：MATLAB在各领域的工程实践 本部分将通过具体实例，展示MATLAB在不同工程领域的强大应用能力，帮助读者将所学知识转化为实际解决问题的能力。 第十一章：信号处理与通信系统仿真 信号的生成与表示：正弦波、方波、脉冲信号等。 滤波器设计与应用：FIR、IIR滤波器。 傅里叶变换（FFT）及其应用：频谱分析。 调幅（AM）、调频（FM）等基本通信调制解调技术的仿真。 噪声在信号中的影响与处理。 第十二章：图像处理与计算机视觉基础 图像的读取、显示与存储。 图像增强：对比度调整、滤波、边缘检测。 图像分割：阈值分割、区域生长。 图像变换：几何变换、色彩空间转换。 基本特征提取。 第十三章：控制系统设计与仿真 系统模型表示：传递函数、状态空间。 PID控制器设计与整定。 根轨迹、奈奎斯特图、伯德图分析。 离散时间系统分析与设计。 Simulink入门：搭建仿真模型，进行动态系统仿真。 第十四章：数值分析与优化计算 线性方程组的求解：直接法与迭代法。 非线性方程组的求解。 插值与拟合：多项式插值、样条插值、最小二乘拟合。 数值积分与微分。 优化问题：单变量函数最小/最大值、多变量函数最小/最大值、约束优化。 第十五章：数据分析与统计建模 描述性统计：均值、方差、标准差、中位数、分位数。 概率分布：正态分布、泊松分布、指数分布等。 假设检验。 回归分析：线性回归、多元回归。 聚类分析。 附录 常用MATLAB命令速查表。 MATLAB工具箱介绍。 参考资料与进一步学习方向。 本书采用理论与实践相结合的方式，每个章节都配有大量的实例代码和详细的解释，方便读者理解和模仿。通过循序渐进的学习，读者将不仅能够熟练掌握MATLAB的各项功能，更能深刻理解其背后的数学原理和工程应用逻辑，为未来在科学研究和工程实践中解决复杂问题打下坚实的基础。

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这本书的覆盖面之广，让人不得不佩服作者对MATLAB生态系统的掌控力。我原本以为它会在数值计算的核心功能上止步，但后面关于与外部语言接口（比如C/C++或Python）的章节，简直是为我这样的跨学科研究者量身定做的。以往，要在不同语言间传递复杂数据结构时，总是一堆繁琐的MEX文件配置和数据类型转换的“黑魔法”，但这本书系统地梳理了调用规则和数据映射机制，甚至还提到了最新的JIT编译器的使用技巧，这在其他任何我读过的中文技术书籍中都是极其罕见的深度。它真正做到了“打通任督二脉”，让MATLAB不再是一个孤立的计算环境，而是可以无缝接入整个现代计算生态系统的一个强力节点。这本书的价值在于，它不仅仅是对MATLAB本身功能的总结，更是一种将MATLAB置于更广阔的工程和科学计算背景下进行深入探讨的典范。读完之后，我感觉自己对未来项目中的技术选型和架构设计，都有了更加坚实和全面的支撑。

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阅读体验上，这本书做得非常出色。纸张的质感、排版的清晰度，都体现了出版方对读者的尊重。但最让我感到贴心的是它对“面向对象编程（OOP）”在MATLAB中的应用讲解。这块内容在很多教材中都是一笔带过，或者讲解得极其晦涩难懂，好像MATLAB本来就不是设计来做面向对象的。但这本书却用一系列连贯的例子，展示了如何利用类、对象和继承来构建模块化、易于维护的大型仿真或数据分析框架。它不仅讲解了语法，更重要的是阐述了何时、何地以及为什么应该采用OOP范式，这对于提升代码的可维护性和团队协作效率至关重要。我立刻开始尝试用书中的方法重构我之前那些“面条式”的代码，效果立竿见影，代码的可读性提升了好几个档次。这本书真正做到了从“能用”到“好用”，再到“精用”的完整跨越。它教会你的不仅仅是工具的使用，更是一种高质量的工程思维。

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说实话，刚拿到这本书的时候，我有点被它的厚度震慑住了。我原本以为会是一本偏向于某个特定应用领域的工具书，比如信号处理或者有限元分析什么的。结果翻开目录才发现，它几乎涵盖了MATLAB生态系统的每一个重要角落，而且内容组织非常有条理，像是一部精心编排的交响乐。它没有急着展示那些炫酷的功能，而是从最核心的M文件编写规范、调试技巧开始讲起，那种对规范性和健壮性的强调，对于任何想把MATLAB代码投入生产环境的人来说，都是极其宝贵的经验之谈。我尤其欣赏它在“代码优化与性能调优”这一章的细致程度。它不只是提到了`profiler`，还详细对比了不同数据类型在内存占用和运算速度上的差异，甚至连内存泄漏的常见陷阱都有专门的警示。读到这里，我仿佛有了一个经验丰富的导师在旁边手把手地指导我避开那些新手容易犯的错误。这本书的价值在于，它把那些只有在多年实践中才能总结出来的“经验之谈”，以系统化、可查阅的形式呈现了出来，极大地缩短了我自我摸索的时间。对于希望把MATLAB用得更“专业”的工程师和研究人员来说，这本书的参考价值无可替代。

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哇，这本书简直是打开了新世界的大门！我一直以为自己对MATLAB已经算是比较熟练了，毕竟工作和学习中也用得不少，但读完这本书，才发现自己之前很多“会用”的地方，其实都只是停留在表面。作者在讲解那些基础函数和语法结构时，那种深入骨髓的剖析能力简直让人叹为观止。它不是简单地告诉你“这个命令是干什么的”，而是会追根溯源，解释为什么它要设计成这样，底层的数据结构是如何支撑这些操作的，甚至对一些经典算法在MATLAB中的实现效率进行了详尽的性能对比分析。比如，书中对矩阵运算的向量化思想的阐述，让我彻底明白了为什么有时候用一行代码比写一个复杂的`for`循环快上百倍。更让我惊喜的是，它对于一些高级绘图功能的介绍，简直是艺术家的笔触，把原本枯燥的数据变成了富有表现力的视觉作品。我之前一直为那些复杂的3D图和动画效果头疼，总觉得代码写起来像在解密，但这本书用清晰的逻辑和详实的例子，把复杂的图形定制流程拆解得无比直观。这本书绝对不是那种浮于表面的快速入门指南，它更像是一本“武功秘籍”，教会你如何真正掌握这门工具的精髓，让你的编程思路和解决问题的能力都得到了质的飞跃。

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这本书的行文风格我个人非常喜欢，它有一种沉稳而又富有洞察力的气质。不像市面上很多技术书籍那样，为了吸引眼球而堆砌新特性或者用过于口语化的表达，它始终保持着一种严谨的学术态度，但同时又绝不枯燥。作者似乎对MATLAB的每一次更新迭代都有着深刻的理解，书中很多案例都融合了新版本的功能，但同时又保留了对旧版本兼容性的讨论，这对于维护现有代码库的用户来说，简直是雪中送炭。我记得我曾经在一个复杂的矩阵求逆问题上卡了很久，尝试了各种变通的方法，效果都不理想。后来翻到书中关于稀疏矩阵处理的部分，作者用一种近乎几何直觉的方式解释了如何构建正确的矩阵结构来利用MATLAB的内部优化，茅塞顿开！那一瞬间，我感觉自己对整个线性代数在计算机中的实际操作有了全新的认识。这本书的细节密度非常高，建议初学者一定要带着代码去敲，因为很多精妙之处，如果不亲手运行、观察输出和调试过程，是无法真正体会的。它强迫你思考，而不是简单地复制粘贴。

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