第 Ⅰ 篇基礎(chǔ)知識 第　1 章 認(rèn)識MATLAB 1.1　MATLAB到底有多厲害　003 1.2　MATLAB概述　003 1.2.1　MATLAB的語言特點及應(yīng)用領(lǐng)域　003 1.2.2　MathWorks公司及其產(chǎn)品概述　004 1.2.3　MATLAB的語言特點　005 1.2.4　MATLAB的組成　005 1.2.5　MATLAB R2016b新增功能　006 1.3　MATLAB的行業(yè)應(yīng)用　007 1.4　初次使用MATLAB　008 1.4.1　直接使用MATLAB命令　008 1.4.2　一個簡單的MATLAB程序　010 第　2 章 MATLAB基礎(chǔ) 2.1　MATLAB R2016b的安裝與啟動　014 2.1.1　對計算機(jī)配置的要求　014 2.1.2　安裝MATLAB　014 2.1.3　啟動和退出MATLAB　017 2.1.4　卸載MATLAB　018 2.2　MATLAB R2016b的目錄結(jié)構(gòu)　018 2.3　MATLAB R2016b的工作界面　018 2.3.1　菜單工具欄　019 2.3.2　命令行窗口　020 2.3.3　工作區(qū)　021 2.3.4　命令歷史記錄窗口　022 2.4　MATLAB R2016b 的幫助系統(tǒng)　022 2.4.1　使用幫助瀏覽器窗口　022 2.4.2　使用幫助命令　023 2.4.3　演示幫助　024 2.5　疑難解答　024 第�、� 篇語法基礎(chǔ) 第　3 章 MATLAB的基本使用 3.1　MATLAB的通用命令　027 3.2　MATLAB的文件管理　028 3.2.1　當(dāng)前文件夾瀏覽器和路徑管理器　028 3.2.2　搜索路徑及其設(shè)置　029 3.3　MATLAB表達(dá)式中的變量和關(guān)鍵字　030 3.3.1　變量　030 3.3.2　關(guān)鍵字　030 3.4　MATLAB的數(shù)據(jù)類型　031 3.4.1　數(shù)值　031 3.4.2　邏輯型數(shù)值　034 3.4.3　字符串　035 3.4.4　單元數(shù)組　035 3.4.5　結(jié)構(gòu)體　035 3.4.6　日期和時間　037 3.5　MATLAB的運算符和基本運算　038 3.5.1　算術(shù)運算符　038 3.5.2　關(guān)系運算符　039 3.5.3　邏輯運算符　039 3.5.4　運算符優(yōu)先級　040 3.6　MATLAB的標(biāo)點符號　040 3.7　MATLAB的腳本文件　042 3.8　疑難解答　042 第　4 章 MATLAB編程基礎(chǔ) 4.1　M文件　044 4.1.1　概述　044 4.1.2　函數(shù)變量　045 4.1.3　函數(shù)參數(shù)　045 4.1.4　函數(shù)句柄　048 4.1.5　函數(shù)類型　049 4.2　MATLAB的程序控制結(jié)構(gòu)　051 4.2.1　條件控制語句　051 4.2.2　循環(huán)控制語句　053 4.2.3　誤差控制語句　054 4.2.4　其他流程控制語句　055 4.3　文件操作　057 4.3.1　文件的打開與關(guān)閉　058 4.3.2　文件I/O　059 4.4　MATLAB程序優(yōu)化　062 4.4.1　通過Profiler進(jìn)行程序運行分析　062 4.4.2　通過tic函數(shù)和toc函數(shù)進(jìn)行程序運行分析　064 4.4.3　程序優(yōu)化的常用方法　064 4.5　程序調(diào)試　065 4.5.1　直接調(diào)試法　066 4.5.2　利用調(diào)試工具進(jìn)行的調(diào)試法　066 4.6　疑難解答　067 第　5 章 MATLAB的數(shù)組與矩陣操作 5.1　數(shù)組（矩陣）的生成及初等運算　070 5.1.1　數(shù)組（矩陣）的生成　070 5.1.2　冒號表達(dá)式　071 5.2　基本的數(shù)組操作　071 5.2.1　數(shù)組元素的尋址　071 5.2.2　數(shù)組元素的查找　072 5.2.3　數(shù)組元素的排序　072 5.2.4　矩陣轉(zhuǎn)置　073 5.2.5　矩陣重排　073 5.2.6　矩陣的拆分　074 5.2.7　矩陣的連接　076 5.2.8　矩陣變換　077 5.3　數(shù)組的運算　078 5.3.1　數(shù)值運算　078 5.3.2　邏輯運算　078 5.3.3　關(guān)系運算　079 5.3.4　向量的點積、叉積、混合積　079 5.3.5　范數(shù)　080 5.4　數(shù)組的保存和載入　081 5.5　矩陣運算　081 5.5.1　基本運算　081 5.5.2　點運算　085 5.6　矩陣分析　086 5.6.1　常用矩陣　086 5.6.2　矩陣的特征參數(shù)　089 5.7　稀疏矩陣　092 5.7.1　稀疏矩陣的生成　092 5.7.2　轉(zhuǎn)換成滿矩陣　093 5.7.3　對非零元素進(jìn)行操作　093 5.7.4　特殊的稀疏矩陣　094 5.8　疑難解答　095 第　6 章 常用數(shù)學(xué)函數(shù) 6.1　初等數(shù)學(xué)函數(shù)　098 6.1.1　三角函數(shù)　098 6.1.2　指數(shù)和對數(shù)函數(shù)　099 6.1.3　復(fù)數(shù)處理函數(shù)　100 6.1.4　離散函數(shù)　101 6.2　特殊數(shù)學(xué)函數(shù)　103 6.3　綜合應(yīng)用　105 6.4　疑難解答　106 第　7 章 符號運算 7.1　符號變量、符號表達(dá)式和符號方程的生成　108 7.1.1　使用sym函數(shù)生成符號變量和符號表達(dá)式　108 7.1.2　使用syms函數(shù)定義符號變量和符號表達(dá)式　109 7.1.3　符號方程的生成　109 7.2　符號變量的基本操作　109 7.2.1　Findsym函數(shù)：尋找符號變量　109 7.2.2　符號運算的精度確定　110 7.3　符號表達(dá)式的基本操作　111 7.3.1　四則運算　111 7.3.2　符號多項式的因式分解與展開　111 7.3.3　提取有理式的分子和分母　113 7.3.4　符號表達(dá)式的化簡　113 7.3.5　符號表達(dá)式的替換　114 7.3.6　反函數(shù)的求解　114 7.3.7　復(fù)合函數(shù)　115 7.4　符號矩陣的生成和運算　116 7.4.1　符號矩陣的生成　116 7.4.2　符號矩陣的運算　117 7.5　符號微積分　118 7.5.1　符號極限　118 7.5.2　符號微分　119 7.5.3　符號積分　120 7.6　符號積分變換　121 7.6.1　Fourier變換及其逆變換　121 7.6.2　Laplace變換及其逆變換　122 7.6.3　z變換及其逆變換　123 7.7　符號方程的求解　125 7.7.1　代數(shù)方程求解　125 7.7.2　微分方程求解　126 7.8　綜合應(yīng)用　127 7.9　疑難解答　128 第　8 章 數(shù)值運算 8.1　多項式計算　130 8.1.1　多項式的表示　130 8.1.2　多項式的運算　130 8.2　極限運算　133 8.3　線性方程組求解　133 8.3.1　利用左除運算求解線性方程組　133 8.3.2　利用矩陣求逆求解線性方程組　134 8.3.3　利用矩陣分解求解線性方程組　135 8.4　非線性方程組求解　138 8.4.1　單變量非線性方程的求解　138 8.4.2　非線性方程組的求解　138 8.5　數(shù)值積分與微分　139 8.5.1　數(shù)值微分　139 8.5.2　數(shù)值積分　141 8.6　綜合應(yīng)用　144 8.7　疑難解答　145 第　9 章 數(shù)據(jù)分析 9.1　插值與擬合　150 9.1.1　插值　150 9.1.2　擬合　151 9.2　最優(yōu)化計算　152 9.2.1　優(yōu)化問題的求解過程　152 9.2.2　線性規(guī)劃　154 9.2.3　非線性規(guī)劃　157 9.2.4　最小二值問題　163 9.3　概率統(tǒng)計與分析　166 9.3.1　統(tǒng)計量操作　166 9.3.2　統(tǒng)計分析　167 9.3.3　概率密度與分布　169 9.4　小波分析　170 9.4.1　小波分析基礎(chǔ)　170 9.4.2　去噪與壓縮　175 9.5　綜合應(yīng)用　180 9.6　疑難解答　182 第　10 章 圖形句柄 10.1　句柄對象　184 10.2　對象屬性　185 10.3　圖形句柄創(chuàng)建實例　186 10.4　綜合應(yīng)用　191 10.5　疑難解答　192 第�、� 篇數(shù)據(jù)可視化 第　11 章 二維數(shù)據(jù)可視化 11.1　圖形繪制基礎(chǔ)　197 11.1.1　離散數(shù)據(jù)及離散函數(shù)　197 11.1.2　連續(xù)函數(shù)　197 11.1.3　圖形繪制的基本步驟　198 11.1.4　圖形繪制示例　198 11.2　二維圖形繪制　199 11.2.1　plot指令　199 11.2.2　格柵　202 11.2.3　文字說明　203 11.2.4　線型、標(biāo)記和顏色　204 11.2.5　坐標(biāo)軸設(shè)置　205 11.2.6　圖形疊繪　208 11.2.7　子圖繪制　208 11.2.8　交互式繪圖　209 11.2.9　雙坐標(biāo)軸繪圖　210 11.2.10　fplot繪圖指令　211 11.2.11　ezplot繪圖指令　212 11.2.12　特殊坐標(biāo)軸繪圖　213 11.3　二維特殊圖形函數(shù)　215 11.3.1　柱狀圖　215 11.3.2　面積圖　216 11.3.3　實心圖　217 11.3.4　向量圖　218 11.3.5　餅圖　219 11.3.6　直方圖　220 11.4　疑難解答　220 第　12 章 三維數(shù)據(jù)可視化 12.1　三維圖形繪制　222 12.1.1　曲線圖繪制　222 12.1.2　三維網(wǎng)線圖繪制　223 12.1.3　曲面圖的繪制　225 12.2　三維隱函數(shù)繪圖　226 12.3　三維圖形的修飾處理　228 12.3.1　三維圖形的視點處理　228 12.3.2　色彩處理　229 12.3.3　光照處理　230 12.4　疑難解答　231 第�、� 篇編程設(shè)計 第　13 章 圖形用戶界面設(shè)計 13.1　使用GUIDE創(chuàng)建GUI　235 13.1.1　GUIDE編輯界面簡介　235 13.1.2　菜單設(shè)計實例　236 13.1.3　包含控件的GUI設(shè)計實例　237 13.1.4　M文件和FIG文件　241 13.2　GUI編程　241 13.3　實例解析　243 13.3.1　實例1：peaks函數(shù)的輪廓圖繪制　243 13.3.2　實例2：用控件控制圖形的屬性　246 13.3.3　實例3：TeapotdemoGUI的制作過程剖析　251 13.4　疑難解答　254 第　14 章 Simulink仿真基礎(chǔ) 14.1　Simulink 簡介　256 14.2　一個簡單的Simulink仿真示例　256 14.3　Simulink的基本模塊　259 14.3.1　Simulink的基本模塊及其功能　259 14.3.2　常用模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置　261 14.4　Simulink的基本操作　264 14.4.1　Simulink的文件操作　264 14.4.2　模塊的操作　264 14.4.3　信號線的操作　265 14.4.4　給模型添加文本注釋　266 14.5復(fù)雜系統(tǒng)的仿真　266 14.5.1　仿真的設(shè)置　267 14.5.2　連續(xù)系統(tǒng)仿真示例　269 14.5.3　離散系統(tǒng)仿真示例　270 14.6　子系統(tǒng)與封裝　272 14.6.1　建立子系統(tǒng)　272 14.6.2　子系統(tǒng)的封裝　273 14.7　疑難解答　276 第　15 章 文件讀取I/O 15.1　文件夾的管理　280 15.1.1　當(dāng)前文件夾管理　280 15.1.2　創(chuàng)建文件夾　280 15.1.3　刪除文件夾　280 15.1.4　復(fù)制或移動文件夾　281 15.2　打開和關(guān)閉文件　281 15.2.1　打開文件　281 15.2.2　關(guān)閉文件　281 15.3　工作區(qū)文件—MAT文件　282 15.3.1　輸出數(shù)據(jù)到MAT文件　282 15.3.2　讀取MAT文件—load函數(shù)　283 15.4　讀/寫二進(jìn)制文件　284 15.4.1　寫二進(jìn)制文件　285 15.4.2　讀二進(jìn)制文件　286 15.5　格式化讀寫文件　286 15.5.1　格式化讀取　286 15.5.2　格式化寫入　287 15.6　文件內(nèi)的位置控制　288 15.7　綜合應(yīng)用　289 15.8　疑難解答　290 第　16 章 MATLAB編譯器 16.1　MATLAB編譯器概述　292 16.2　編譯器的安裝與配置　292 16.2.1　編譯器的安裝　292 16.2.2　編譯器的配置　292 16.3　編譯命令mcc　293 16.4　編譯生成獨立運行程序　293 16.4.1　編譯M文件　294 16.4.2　編譯圖形繪制M文件　294 16.4.3　由含feval 指令的M 文件生成EXE文件　296 16.5　綜合應(yīng)用　297 16.6　疑難解答　298 第　17 章 外部接口應(yīng)用 17.1　接口概述　300 17.1.1　MEX 文件介紹　300 17.1.2　MAT 文件介紹　300 17.1.3　MATLAB 計算引擎介紹　300 17.2　基于C/C++語言的MEX 文件應(yīng)用　301 17.2.1　MEX 文件結(jié)構(gòu)　301 17.2.2　創(chuàng)建C/C++ MEX 文件　302 17.2.3　調(diào)試C/C++語言MEX 程序文件　303 17.3　基于C/C++語言的MAT 文件應(yīng)用　303 17.3.1　使用C/C++語言讀取和創(chuàng)建MAT文件的過程　303 17.3.2　使用C/C++語言讀取MAT 文件示例　304 17.3.3　使用C/C++語言創(chuàng)建MAT 文件示例　306 17.4　基于C/C++語言的計算引擎應(yīng)用　310 17.4.1　MATLAB引擎庫函數(shù)　310 17.4.2　創(chuàng)建MATLAB引擎調(diào)用源程序　311 17.5　MATLAB中Java語言的調(diào)用　315 17.5.1　Java接口使用　315 17.5.2　Java接口編程應(yīng)用示例　316 17.6　綜合應(yīng)用　317 17.7　疑難解答　320 第�、� 篇綜合實戰(zhàn) 第　18 章 MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用 18.1　典型連續(xù)時間信號描述及運算　323 18.1.1　典型連續(xù)信號波形的繪制　323 18.1.2　連續(xù)時間信號的運算　325 18.2　線性系統(tǒng)時域分析　326 18.2.1　連續(xù)時間信號卷積　326 18.2.2　線性系統(tǒng)時域分析　328 18.3　連續(xù)系統(tǒng)頻域分析　330 18.4　連續(xù)時間系統(tǒng)S域零極點分析　332 18.4.1　零極點分布與系統(tǒng)穩(wěn)定性　332 18.4.2　零極點分布與系統(tǒng)沖激響應(yīng)時域特性　333 18.4.3　由連續(xù)系統(tǒng)零極點分布分析系統(tǒng)的頻率特性　335 18.5　綜合應(yīng)用　337 18.6　疑難解答　338 第　19 章 MATLAB在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用 19.1　離散時間信號的MATLAB實現(xiàn)　342 19.1.1　正弦序列　342 19.1.2　指數(shù)序列　342 19.1.3　單位抽樣序列　344 19.1.4　單位階躍序列　345 19.2　基于MATLAB的快速Fourier變換　346 19.2.1　快速Fourier變換的用法　346 19.2.2　運用FFT進(jìn)行簡單濾波　348 19.3　IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計　349 19.3.1　模擬原型濾波器　349 19.3.2　頻率變換　350 19.3.3　濾波器最小階數(shù)選擇　351 19.3.4　模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換　352 19.3.5　完全工具函數(shù)設(shè)計IIR濾波器　354 19.4　IIR濾波器直接設(shè)計　356 19.5　FIR濾波器設(shè)計　357 19.5.1　運用窗函數(shù)設(shè)計數(shù)字濾波器　357 19.5.2　標(biāo)準(zhǔn)型FIR濾波器　359 19.5.3　多頻帶FIR濾波器　360 19.6　綜合應(yīng)用　361 19.7　疑難解答　362 第　20 章 MATLAB在通信原理中的應(yīng)用 20.1　幅度調(diào)制　364 20.1.1　BASK調(diào)制　364 20.1.2　MASK調(diào)制　365 20.1.3　QAM調(diào)制　366 20.2　相位調(diào)制　367 20.2.1　PSK調(diào)制　367 20.2.2　OQPSK調(diào)制　368 20.3　頻率調(diào)制　369 20.3.1　BFSK調(diào)制　370 20.3.2　MFSK調(diào)制　371 20.3.3　CPM調(diào)制　372 20.4　數(shù)字信號的解調(diào)　376 20.4.1　BASK解調(diào)　376 20.4.2　QAM解調(diào)　377 20.4.3　BPSK解調(diào)　378 20.4.4　BFSK解調(diào)　380 20.5　綜合應(yīng)用　381 20.6　疑難解答　383 第　21 章 MATLAB在圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用 21.1　圖像表達(dá)與顯示　386 21.1.1　圖像類型及存儲方式　386 21.1.2　圖像轉(zhuǎn)換　386 21.1.3　讀/寫圖像文件　386 21.1.4　圖像顯示　387 21.1.5　彩色圖像表示模式　387 21.1.6　常用的彩色圖像處理函數(shù)　387 21.2　圖像運算　389 21.2.1　直方圖　389 21.2.2　直方圖均衡　389 21.2.3　灰度線性變換　390 21.2.4　灰度非線性變換　391 21.3　圖像變換　392 21.3.1　圖像縮放　392 21.3.2　圖像旋轉(zhuǎn)　393 21.4　圖像分析與增強(qiáng)　393 21.4.1　線性空域濾波　394 21.4.2　非線性空域濾波　394 21.5　圖像區(qū)域處理　395 21.5.1　最大類間方差法　396 21.5.2　常用的彩色圖像處理函數(shù)　396 21.6　綜合應(yīng)用　398 21.7　疑難解答　400 第　22 章 MATLAB在金融領(lǐng)域的應(yīng)用 22.1　數(shù)據(jù)讀取　402 22.2　繪制線型圖　402 22.3　繪制K線圖　403 22.4　繪制移動平均線　404 22.5　繪制布林帶　406 22.6　綜合應(yīng)用　408 22.7　疑難解答　409