1.1Matlab简介

Matlab是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，是美国MathWorks公司于1984年推出的一款科学计算和工程仿真软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言。Matlab提供了一种交互式计算环境，用于高效率地解决数学问题和工程计算问题。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

随着高等院校的推广和应用，Matlab已经成为线性代数、数理统计、数学建模、电路基础、信号与系统、自动控制、数字信号处理、通信原理等课程的基本教学工具。

1.1.1 Matlab的特点

Matlab其功能和特点主要体现在以下几个方面：

1. 便于操作的用户界面和开发环境。

2. Matlab是一种超高级语言，Matlab主要是由C语言编写而成，汇集了当前最新的数学算法库，使编程效率及程序的可读性、可靠性和可移植性远远超过常规的高级语言。

3. 语法简单，Matlab接近数学语言描述，是数学算法开发和验证的最佳工具。

4. 强大的数据处理能力，计算精度高。

5. 具有强大的绘图功能，使数据可视化，直观地表现抽象的数值结果。

6. 功能丰富，可扩展性强。

1.1.2 Matlab组成

Matlab由基本部分和功能各异的工具箱组成。基本部分是Matlab的核心，工具箱是扩展部分。工具箱实际上是由Matlab的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的专门问题实现某一类的新算法。不同的工具箱给不同领域的用户提供了丰富强大的功能。其中信号处理与通信领域的常用的工具箱包括：

  SignalProcessing Toolbox：信号处理工具箱

  DSP SystemToolbox：DSP系统工具箱

  CommunicationsSystem Toolbox：通信系统工具箱

  WaveletToolbox：小波工具箱

  RF Toolbox：射频工具箱

  AntennaToolbox：天线工具箱

  Phased ArraySystem Toolbox：相控阵系统工具箱

  LTE SystemToolbox：LTE系统工具箱

  WLAN SystemToolbox：WLAN系统工具箱

1.1.3工作环境

    当Matlab启动后，首先会弹出如图1-1所示工作界面，较新版本中，工具条取代了菜单栏和工具栏，工具条包括四部分，包括“主页”、“绘图”、“应用程序”、“快捷方式”。单击“主页”选项卡显示如图1-1的工作界面，包括命令窗口（命令行窗口）、工作空间窗口（工作区窗口）、当前文件夹窗口。其中最主要交互窗口是命令窗口。点击“布局”，可以调整窗口布局。

图1-1Matlab工作界面

1. 命令窗口

    在命令窗口中的“>>”，称为运算提示符。在提示符后，可以输入Matlab命令或表达式，回车将会立即执行，并显示除图形以外的所有执行结果，这就是交互式操作。例如图1-2命令窗口显示了执行“a=magic(3)”的结果。

图1-2在Matlab命令窗口执行命令

在命令窗口中：

（1）命令行允许在同一物理行输入多条命令，命令之间用逗号或分号分隔。

（2）命令和表达式后加“;”，执行后结果将保存于工作空间中，不在窗口中显示。

（3）命令和表达式除字符串与注释，其余内容全部在“半角”、“英文”状态下输入。

（4）最常用窗口命令有，clc：清除命令窗口中的所示显示内容；clf：清除当前图形窗口中图形对象。

（5）最常用的快捷键包括“←”、“↑”、“→”、“↓”、“home”、“end”、“del”等，方便对输入内容进行编辑，如“↑”表示复制上一行已执行过的命令或表达式。

2. 工作空间窗口

工作空间窗口，用于显示当前内存中所有变量的变量名、值、数据结构、字节数、类型等信息。例如图1-2右侧工作空间窗口显示了当前内存中所有变量的信息，在此窗口选中变量后，双击或右键可以修改变量的内容。最常用的工作空间命令clear，用于清除内存变量。

3. 当前文件夹窗口

当前文件夹窗口指当前Matlab运行的工作文件夹，只有在当前工作文件夹或搜索路径下的文件、函数才可以运行或调用。一般情况下，Matlab系统函数（包括工具箱函数）都在系统默认的搜索路径之中，但用户自己编写的函数有可能不在搜索路径下，应用菜单条中的“设置路径”可以更改或扩展Matlab用于查找文件的搜索路径。如图1-3所示。

图1-3设置路径对话框

4. 历史命令窗口

历史命令窗口主要记录所有执行过的命令，可为生成M文件、新命令与表达式提供编辑内容。

图1-4Matlab命令历史记录窗口

如图1-4所示是将工作界面改成两列形式，并调出了命令历史记录窗口，在命令历史记录窗口中显示了已执行过的命令或表达式。