Matlab数据处理与分析18学时-公选课-电子教案huxiaojian-2007-7-12

仲恺农业技术学院教案2006～2007学年第二学期学院(系、部)计算科学系教研室(实验室)软件工程课程名称Matlab数据处理与分析授课班级公选课主讲教师胡小健职称讲师教案（首页）课程名称Matlab数据处理与分析课程编号总计：18学时学分1课程性质必修课公共课□；基础课□；专业基础课□；专业课□讲课：18学时实验：学时上机：18学时选修课限选课□；任选课□考核方式考试（）；考查（√）任课教师胡小健职称：讲教授课对象专业班级：公选课班共2个班教材和主要考参资料1、李丽，王振领,Matlab工程计算及应用,人民邮电出版社，20012、StephenJ.Chapman,MatlabProgrammingforEngineers,2ndedition,ThomsonLearning,20023、D.Hanselman,B.Littlefield,MasteringMatlab6,清华大学出版社，2002教学目的和要求目的：重点掌握下列几方面的知识，数值数组及其运算，字符串和构架数组，数值计算，符号计算，数据和函数的可视化，图像用户界面GUI制作。要求：自行上机运行教案中的例题程序，加以熟练巩固，本期期未完成一个作业（从三个中选择其中一个），作为考查内容。教学重点及难点重点：数值数组及其运算，数值计算，符号计算，数据和函数的可视化，图像用户界面GUI制作，构建独立应用程序。难点：图像用户界面GUI制作。Matlab数据处理与分析课程教案授课时间：第周周第节课时安排1课次______授课方式（请打√）：理论课□讨论课□实验课□习题课□综合课□其他□授课题目：第一章Matlab环境概述教学目的、要求：了解：Matlab操作环境。熟练：Matlab的使用界面与相关操作。教学重点及难点：重点：Matlab的使用界面与相关操作。难点：Matlab的使用界面与相关操作教学基本内容1、Matlab的发展简史和特点2、Matlab安装和内容选择。3．Matlab的界面介绍（课件中以图形说明，并运行软件加以演示）：CommandWindow运行入门CommandWindow操作要点。CommandHistory和实录指令diary。CurrendDirectory、路径设置器和文件管理。WorkspaceBrowser和ArrayEditor。掌握帮助系统的查询。作业和思考题：上机熟练Matlab环境，要求自行掌握Matlab界面的各种操作。课后小结：Matlab的安装与界面操作。Matlab数据处理与分析课程教案授课时间：第周周第节课时安排课次______授课方式（请打√）：理论课□讨论课□实验课□习题课□综合课□其他□授课题目：第二章数值数组及其运算教学目的、要求：了解：数组的概念掌握：一维数组的创建和寻访，二维数组的创建，二维数组的下标标识，子数组的寻访与赋值，数组运算与矩阵运算。教学重点及难点：重点：一维数组的创建和寻访，二维数组的创建，二维数组的下标标识，子数组的寻访与赋值，数组运算与矩阵运算。难点：二维数组的下标标识，子数组的寻访与赋值，数组运算与矩阵运算。教学基本内容（以例题说明为主，运行并演示例题程序）：1、一维数组的创建和寻访一维数组的创建(1)逐个元素输入法：x=[2pi/2sqrt(2)3+5i]x=2.00001.57081.73213.0000+5.0000i(2)冒号生成法：这是通过“步长”设定，生成一维“行”数组的方法。格式如下：x=a:inc:b(3)定数线性采样法：该法在设定的“总点数”下，均匀采样生成一维“行”数组。格式如下：x=linspace(a,b,n)(4)定数对数采样法：该法在设定的“总点数”下，经常用对数采样生成一维“行”数组。格式如下：x=logspace(a,b,n)一维数组的子数组寻访和赋值例：子数组的寻访（Address）。rand('state',0)x=rand(1,5)x=0.95010.23110.60680.48600.8913x(3)ans=0.6068x([125])ans=0.95010.23110.8913x(1:3)ans=0.95010.23110.6068x(3:end)%ans=0.60680.48600.8913x(3:-1:1)%ans=0.60680.23110.9501x(find(x0.5))ans=0.95010.60680.8913x([12344321])ans=Columns1through70.95010.23110.60680.48600.48600.60680.2311Column80.9501注：此为重复寻访例：子数组的赋值（Assign）。x(3)=0x=0.95010.231100.48600.8913x([14])=[11]x=1.00000.231101.00000.89132、二维数组的创建直接输入法对于较小数组，从键盘上直接输入最简便。二维数组必须有以下３个要素：►整个输入数组必须以方括号“[]”为其首尾；►数组的行与行之间必须用“；”或回车键隔离；►每一行内的元素之间必须用逗号“，”或空格隔开；例：在MATLAB环境下，用下面三条指令创建二维数组C。a=2.7358;b=33/79;C=[1,2*a+i*b,b*sqrt(a);sin(pi/4),a+5*b,3.5+i]C=1.00005.4716+0.4177i0.69090.70714.82443.5000+1.0000i例：复数数组的另一种输入方式。M_r=[1,2,3;4,5,6],M_i=[11,12,13;14,15,16]CN=M_r+i*M_iM_r=123456M_i=111213141516CN=1.0000+11.0000i2.0000+12.0000i3.0000+13.0000i4.0000+14.0000i5.0000+15.0000i6.0000+16.0000i利用M文件创建和保存数组对于今后经常需要调用的数组，尤其是比较大而复杂的数组，为它专门建立一个M文件是值得的。如下举例：例：创建和保存数组AM的MyMatrix.m文件。（1）%MyMatrix.mCreationandpreservationofmatrixAMAM=[101,102,103,104,105,106,107,108,109;...201,202,203,204,205,206,207,208,209;...301,302,303,304,305,306,307,308,309];（2）保存此文件，并且文件名为：MyMatrix.m（3）以后只要在MATLAB指令窗中，运行MyMatrix.m文件。数组AM就会自动生成于MATLAB内存中。二维数组元素的标识“全下标”标识即指出是“第几行，第几列”，列出所有的下标。“单下标”标识对二维数组进行“一维编号”，按先左后右的次序、首尾相排成“一维长列”，再编号。有两个指令可以实现以上标识方法间的转换：sub2ind据全下标换算出单下标ind2sub据单下标换算出全下标“逻辑1”标识例：找出数组5311342024A中所有绝对值大于3的元素。A=zeros(2,5);A(:)=-4:5L=abs(A)3islogical(L)X=A(L)A=-4-2024-3-1135L=1000100001ans=1X=-445例：演示逻辑数组与一般双精度数值数组的关系和区别。（本例在例2.4.3-1基础上进行）。（1）Num=[1,0,0,0,1;0,0,0,0,1];N_L=Num==Lc_N=class(Num)c_L=class(L)N_L=1111111111c_N=doublec_L=double（2）islogical(Num)Y=A(Num)ans=0???Indexintomatrixisnegativeorzero.Seereleasenotesonchangestologicalindices.二维数组的子数组寻访和赋值A(r,c)由A的r指定的行和c指定的列上的元素组成。A(r,:)由A的r指定的行和全部列上的元素组成。A(:,c)由A的全部行和c指定的列上的元素组成。A(:)“单下标全元素寻访”。A(s)“单下标寻访”,单下标的索引的第s个元素。A(L)其中L为逻辑数组，生成“一维”列数组：由与Ａ同样大小的“逻辑数组”L中的“１”元素选出A的对应元素：按单下标次序排成长列组成。例：不同赋值方式示例。A=zeros(2,4)A=00000000A(:)=1:8A=13572468s=[235];A(s)Sa=[102030]'A(s)=Sa注：此为单下标赋值方式ans=235Sa=102030A=12030710468A(:,[23])=ones(2)A=111710118注：此为双下标赋值方式数组运算和矩阵运算数组运算和矩阵运算指令对照汇总数组运算矩阵运算A.’非共轭转置（conj(A’)A’共轭转置A=s标量s赋给A的每个元素s+B标量s分别与B的元素之和s-B,B-s标量s分别与B的元素之差s.*A标量s分别与A的元素之积s*A标量s与A的每个元素相乘s./Bs分别被B的元素除s*inv(B)B的逆乘sA.^nA的每个元素自乘n次（整数）A^n方阵A自乘n次A.^p对A的各元素分别求p次幂A^p方阵A的非整数幂p.^A以p为底，分别以A的元素为指数求幂A+B对应元素相加A+B矩阵相加A-B对应元素相减A-B矩阵相减A.*B对应元素相乘A*B矩阵相乘A./BA的对应元素被B的相除A/BA右除Bexp(A)以e为底，分别以A的元素为指数求幂log(A)对A的各元素求对数sqrt(A)对A的各元素求平方根f(A)求A各元素的函数值A#BA、B阵对应元素间的关系运算，#表示关系运算符A＠BA、B阵对应元素间的逻辑运算，#表示逻辑运算符例：两种不同转置的比较clear;A=zeros(2,3);A(:)=1:6;A=A*(1+i)A_A=A.'A_M=A'A=1.0000+1.0000i3.0000+3.0000i5.0000+5.0000i2.0000+2.0000i4.0000+4.0000i6.0000+6.0000iA_A=1.0000+1.0000i2.0000+2.0000i3.0000+3.0000i4.0000+4.0000i5.0000+5.0000i6.0000+6.0000iA_M=1.0000-1.0000i2.0000-2.0000i3.0000-3.0000i4.0000-4.0000i5.0000-5.0000i6.0000-6.0000i作业和思考题：思考题：1、创建数组，？2、单下标和双下标有何区别？课后小结：数组的创建和元素的访问，单下标和双下标。Matlab数据处理与分析课程教案授课时间：第周周第节课时安排4课次______授课方式（请打√）：理论课□讨论课□实验课□习题课□综合课□其他□授课题目：第三章字符串教学目的、要求：掌握：Matlab中的字符串使用。教学重点及难点：重点：字符串的使用，声明，与处理函数。难点：符串的使用，声明，与处理函数。教学基本内容（以例题为主，运行并演示例题程序）：一、字符串数组字符串入门举例例：先请读者实际操作本例，以体会数值量与字符串的区别。cleara=12345.6789class(a)a_s=size(a)a=1.2346e+004ans=doublea_s=11b='S'class(b)b_s=size(b)b=Sans=charb_s=11whosNameSizeBytesClassa1x18doublearraya_s1x216doublearrayans1x48chararrayb1x12chararrayb_s1x216doublearrayGrandtotalis10elementsusing50bytes串数组的属性和标识例：本例演示：串的基本属性、标识和简单操作。（1）a='Thisisanex