课程大纲

第 1 部分

MATLAB简介

目标:概述 MATLAB 是什么,它包含什么,以及它能为您做些什么

  • 示例:C 与 MATLAB 的对比
  • MATLAB 产品概述
  • MATLAB 的应用领域
  • MATLAB 能为您做什么?
  • 课程大纲

使用 MATLAB 用户界面

目标:介绍 MATLAB 集成设计环境的主要功能及其用户界面,并概述课程主题。

  • MATLAB 界面
  • 从文件读取数据
  • 保存和加载变量
  • 绘制数据图
  • 自定义图表
  • 计算统计数据和最佳拟合线
  • 导出图形以用于其他应用程序

变量与表达式

目标:输入 MATLAB 命令,重点是创建和访问变量中的数据。

  • 输入命令
  • 创建变量
  • 获取帮助
  • 访问和修改变量中的值
  • 创建字符变量

使用矢量进行分析和可视化

目标:使用向量执行数学和统计计算,并创建基本的可视化效果。了解 MATLAB 语法如何使用单个命令对整个数据集进行计算。

  • 使用向量进行计算
  • 绘制向量
  • 基本绘图选项
  • 注释绘图

使用矩阵进行分析与可视化

目标:将矩阵用作数学对象或(向量)数据集合。理解适当使用 MATLAB 语法以区分这些应用。

  • 大小与维数
  • 矩阵计算
  • 矩阵数据统计
  • 绘制多列图
  • 矩阵重塑与线性索引
  • 多维数组

第 2 部分

使用脚本自动执行命令

目标:将 MATLAB 命令收集到脚本中,以便于重现和实验。随着任务复杂度的增加,在命令窗口中输入长命令序列变得不切实际。

  • 建模示例
  • 命令历史
  • 创建脚本文件
  • 运行脚本
  • 注释和代码单元
  • 发布脚本

使用数据文件

目标:将数据从格式化文件导入 MATLAB。由于导入的数据可以具有多种类型和格式,因此重点放在使用元胞数组和日期格式上。

  • 导入数据
  • 混合数据类型
  • 元胞数组
  • 数字、字符串和单元格之间的转换
  • 导出数据

多个矢量图

目标:制作更复杂的矢量图,例如多个图,并使用颜色和字符串操作技术来生成引人注目的数据视觉表示。

  • 图形结构
  • 多个图形、轴和绘图
  • 绘制方程式
  • 使用颜色
  • 自定义绘图

逻辑和流量控制

目标:使用逻辑操作、变量和索引技术创建灵活代码,使其能够做出决策并适应不同情况。探索其他编程结构以重复代码段,以及允许用户交互的结构。

  • 逻辑操作和变量
  • 逻辑索引
  • 编程结构
  • 流程控制
  • 循环

矩阵与图像可视化

目标:以二维或三维方式可视化图像和矩阵数据。探索图像显示与使用图像可视化矩阵数据之间的区别。

  • 使用向量和矩阵数据的散点插值
  • 三维矩阵可视化
  • 二维矩阵可视化
  • 索引图像与颜色图
  • 真彩图像

第 3 部分

数据分析

目标:在 MATLAB 中执行典型的数据分析任务,包括开发和拟合理论模型以处理现实数据。这自然引出了 MATLAB 的一个强大功能:通过一条命令解决线性方程组。

  • 处理缺失数据
  • 相关性分析
  • 数据平滑
  • 频谱分析和 FFT
  • 解线性方程组

编写函数

目标:通过将模块化任务封装为用户定义的函数提高自动化。了解 MATLAB 如何解析文件和变量的引用。

  • 为什么使用函数?
  • 创建函数
  • 添加注释
  • 调用子函数
  • 工作区
  • 子函数
  • 路径和优先级

数据类型

目标:探索数据类型,重点讨论创建变量和访问数组元素的语法,并讨论不同数据类型之间转换的方法。数据类型在其内容和数据组织方式上存在差异。

  • MATLAB 数据类型
  • 整数类型
  • 结构体
  • 类型转换

文件输入/输出

目标:探索 MATLAB 中的低级数据导入和导出功能,这些功能允许精确控制文本和二进制文件的输入/输出。包括提供文本文件精确读取控制的 textscan。

  • 打开和关闭文件
  • 读取和写入文本文件
  • 读取和写入二进制文件

注意:实际交付的内容可能与上述大纲略有出入,恕不另行通知。

结论

注意:实际交付的内容可能与上述大纲略有出入,恕不另行通知。

目标:总结所学内容

  • 课程总结
  • 其他即将推出的 MATLAB 课程

注意:课程交付时可能会有一些小的差异,恕不另行通知。

要求

  • 本科生水平的数学基础,例如线性代数,概率论和统计,以及矩阵分析
  • 基本计算机操作
  • 最好基本掌握一门高级语言编程的基础,例如C, PASCAL, FORTRAN或BASIC,但非必须
 21 小时

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