什么是MATLAB？

本文概述

• MATLAB的历史
• MATLAB的主要特性和功能
• MATLAB系统

MATLAB是用于高性能数学计算, 可视化和编程环境的软件包。它提供了具有数百种内置功能的交互式环境, 用于技术计算, 图形和动画。

MATLAB代表矩阵实验室。最初编写MATLAB是为了实现由LINPACK(线性系统软件包)和EISPACK(Eigen系统软件包)项目开发的矩阵软件的简单方法。

MATLAB是一种现代的编程语言环境, 它具有完善的数据结构, 包括内置的编辑和调试工具, 并支持面向对象的编程。

MATLAB是多范式。因此, 它可以与多种类型的编程方法一起使用, 例如Functional, 面向对象和Visual。

除了环境之外, MATLAB还是一种编程语言。

由于其名称包含Matrix一词, 因此MATLAB会基于数学矩阵和数组进行所有计算。 MATLAB的所有类型的变量都仅以数组形式保存数据, 使其为整数类型, 字符类型或String类型变量。

MATLAB被用于工程, 科学和经济学的各个学科。

MATLAB允许执行多种类型的任务, 例如使用矩阵进行操作, 算法实现, 数据和函数绘图, 并且可以与以其他编程语言编写的程序进行交互。

MATLAB是一种动态的弱类型编程语言。

MATLAB环境处理变量数据类型声明的任务, 并为变量提供适当的存储量。

MATLAB的历史

新墨西哥大学计算机科学系主任克莱夫·莫勒(Cleve Moler)于1970年代后期开始开发MATLAB。 Cleve希望让他的学生能够使用LINPACK＆EISPACK(用于FORTRAN编写的用于数值计算的软件库), 而无需学习FORTRAN。 1984年, Cleve Moler和Jack Little＆Steve Bangert一起用C语言重写了MATLAB, 并创立了MathWorks。这些库在当时被称为JACKPAC, 后来在2000年针对矩阵操作进行了修改, 并被命名为LAPACK。

MATLAB的主要特性和功能

图中的图显示了MATLAB的主要功能。

MATLAB的内置函数为线性代数计算, 数据分析, 信号处理, 优化, 常微分方程(ODE)的数值解, 平方和许多其他类型的科学计算提供了出色的工具。

这些功能大多数都使用最先进的算法。这些功能可用于2D和3D图形以及动画。

MATLAB支持外部接口, 以从MATLAB内部运行这些程序。用户不限于内置功能；他可以用MATLAB语言编写函数。

MATLAB开发人员还提供了各种可选的”工具箱”。这些工具箱是为主要应用编写的功能的集合, 例如符号计算, 图像处理, 统计, 控制系统设计和神经网络。

MATLAB的必要构建组件是矩阵。基本数据类型是数组。向量, 标量, 实矩阵和复矩阵都将自动作为主要数据类型的特殊情况处理。 MATLAB喜欢矩阵和矩阵函数。内置功能针对矢量功能进行了优化。因此, 矢量化命令或代码在MATLAB中的运行速度要快得多。

MATLAB系统

MATLAB系统包含五个主要元素：

开发环境

这是一组工具和工具, 可帮助你使用MATLAB操作和文件。其中许多工具都是图形用户界面。它涉及MATLAB桌面和命令窗口, 命令历史记录, 编辑器和调试器, 以及用于考虑帮助, 工作区, 报告和搜索路径的浏览器。

MATLAB数学函数库

这是大量计算设计的汇编, 从基本功能(如求和, 正弦, 余弦和复杂的数学运算)到更复杂的功能(如矩阵求逆, 矩阵特征值, 贝塞尔函数和快速傅立叶变换)。

MATLAB语言

这是一种高级矩阵/数组语言, 具有控制流语句, 函数, 数据结构, 输入/输出和面向对象的编程特性。它既允许”以小规模编程”来快速创建快速又脏的一次性程序, 也可以以”大范围编程”来创建大型而复杂的应用程序功能。

图形

MATLAB具有广泛的功能, 可以将矢量和矩阵显示为图形, 以及注释和打印这些图形。它包含用于二维和三维数据可视化, 图像处理, 动画和演示图形的高级结构。它还涉及低级结构, 使我们可以完全自定义图形的显示以及在MATLAB应用程序上构建完整的图形用户界面。

MATLAB外部接口/ API

这是一个库, 允许我们编写与MATLAB交互的C和FORTRAN程序。它包含用于从MATLAB调用例程(动态链接), 将MATLAB称为计算引擎以及读取和写入MAT文件的工具。