MATLAB程序設計與工程應用 向軍 李萬春 9787302635567 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
本書主題
MATLAB程序設計基礎
MATLAB與程序設計
基本數據類型及運算
MATLAB基本結構程序設計
函數及其應用
排序、索引和搜索
MTALAB高級程序設計
MATLAB中的高級數據類型
文件及文件操作
數據的可視化
MATLAB工程應用
線性代數與矩陣
數值微積分與符號運算
複變函數與積分變換
隨機變數與雜訊
教學資源
微課視頻
程序代碼
教學課件
教學大綱
習題解答
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作者簡介
向軍：西南交通大學電氣工程學院教授。長期從事通信與信號理論、系統建模與模擬、微機和單片機應用系統開發等領域的教學和研究工作。先後為本科生和研究生開設「信號與系統」「MATLAB編程及工程應用""系統建模與模擬""數字信號處理」「通信原理」「隨機信號理論」等多門課程，發表學術論文20餘篇，出版教材4部。

目錄
第一篇MATLAB程序設計基礎
第1章MATLAB與程序設計
微課視頻33分鐘
1 1演算法和程序
1 1 1演算法
1 1 2程序設計語言
1 1 3程序的編譯和解釋
1 2MATLAB入門
1 2 1MATLAB的工作環境
1 2 2腳本和程序
1 3MATLAB的內置函數
1 4MATLAB的幫助系統
第2章基本數據類型及運算
微課視頻115分鐘
2 1基本數據類型
2 1 1整數
2 1 2浮點數
2 1 3常量
2 2變數及其屬性
2 2 1變數及其賦值
2 2 2變數的屬性
2 3數組
2 3 1數組的基本概念
2 3 2數組的創建
2 3 3數組元素的訪問
2 3 4數組大小的獲取
2 4數據的基本運算
2 4 1標量運算
2 4 2數組運算
2 5字元與字元串
2 5 1字元及其編碼
2 5 2字元串與字元串數組
2 5 3文本與數值型數據之間的轉換
2 5 4字元向量和字元串的基本操作
2 6數據的輸入和輸出
2 6 1數據的輸入
2 6 2數據的輸出顯示
第3章MATLAB基本結構程序設計
微課視頻105分鐘
3 1面向過程程序設計簡介
3 2邏輯數據類型及其運算
3 2 1邏輯數據類型
3 2 2關係運算和邏輯運算
3 3分支結構程序設計
3 3 1if語句
3 3 2switch語句
3 4循環結構程序設計
3 4 1基本的循環語句
3 4 2循環語句的嵌套
3 4 3break和continue語句
3 4 4循環語句的向量化
第4章函數
微課視頻80分鐘
4 1函數的基本概念
4 1 1函數文件
4 1 2函數的基本結構
4 2函數的創建與調用
4 3局部函數、嵌套函數和匿名函數
4 3 1局部函數
4 3 2嵌套函數
4 3 3匿名函數
4 4函數之間的數據共享
4 4 1函數的工作區與局部變數
4 4 2工作區之間的數據共享
4 5函數的參數驗證
4 5 1參數的有效性聲明
4 5 2驗證函數
4 5 3參數的種類
第5章排序、索引與搜索
5 1排序
5 1 1排序的基本方法
5 1 2排序內置函數
5 2索引
5 3搜索
5 3 1搜索的基本方法
5 3 2搜索內置函數
第二篇MATLAB高級程序設計
第6章MATLAB中的高級數據類型
微課視頻46分鐘
6 1元胞數組
6 1 1元胞數組的創建
6 1 2元胞數組中數據的訪問
6 1 3字元向量元胞數組
6 1 4元胞數組與函數的可變個數參數
6 2結構體數組
6 2 1結構體數組的創建
6 2 2結構體數組的訪問和操作
6 2 3嵌套結構體
6 2 4函數的結構體參數
6 3表
6 3 1表的創建和查看
6 3 2表中數據的訪問
6 3 3表數據的統計和排序
第7章文件及文件操作
微課視頻44分鐘
7 1MATLAB中常用的文件格式
7 2MAT文件
7 2 1工作區變數的保存和載入
7 2 2MAT文件內容的查看
7 3文本文件和電子錶格文件
7 3 1數據的導出
7 3 2數據的導入
7 4低級文件操作
7 4 1文件的打開和關閉
7 4 2文本格式文件的訪問
7 4 3二進位格式文件的訪問
第8章數據的可視化
微課視頻98分鐘
8 1圖形窗口
8 1 1圖形窗口的創建和關閉
8 1 2圖形窗口屬性設置
8 1 3圖形區的劃分
8 2二維線圖及屬性設置
8 2 1二維線圖的繪製
8 2 2圖形屬性設置
8 2 3坐標區屬性設置
8 3圖形的交互
8 3 1圖形的縮放和平移
8 3 2數據提示和數據點的刷亮
8 4圖形的導出和保存
8 4 1FIG文件的導入和導出
8 4 2圖形保存為圖像文件
第三篇MATLAB程序設計的工程應用
第9章線性代數與矩陣
9 1矩陣的概念與創建
9 1 1矩陣的創建
9 1 2特殊矩陣的創建
9 2矩陣的基本運算
9 2 1矩陣的基本算術運算
9 2 2矩陣的轉置與旋轉
9 2 3方陣的行列式
9 2 4逆矩陣
9 3矩陣的變換與分解
9 3 1初等行變換
9 3 2矩陣的分解
9 4線性代數方程組的求解
9 4 1線性代數方程組的矩陣表示
9 4 2線性代數方程組的求解介紹
9 4 3欠定方程組和超定方程組
9 5線性代數的應用
9 5 1電阻電路的分析
9 5 2數字圖像的處理和變換
第10章數值微積分與符號運算
10 1數值微積分
10 1 1歐拉法
10 1 2龍格庫塔法
10 1 3數值微積分的專用函數
10 2微分方程的數值求解
10 2 1一階微分方程
10 2 2高階微分方程
10 2 3常微分方程求解的專用函數
10 3符號運算及符號方程的求解
10 3 1符號對象
10 3 2符號運算
10 3 3符號方程的求解
10 4動態系統分析
10 4 1動態系統及其時域方程
10 4 2動態系統響應的求解
10 4 3動態系統的狀態空間方程
第11章複變函數與積分變換
11 1複數與複變函數
11 1 1複數的表示
11 1 2複數的基本運算
11 1 3複變函數
11 2傅里葉變換
11 2 1周期信號的頻譜分析
11 2 2連續信號的傅里葉變換
11 2 3快速傅里葉變換
11 3拉普拉斯變換
11 3 1拉普拉斯變換和拉普拉斯反變換
11 3 2連續系統的復頻域分析
第12章隨機變數與雜訊
12 1隨機事件及其概率
12 1 1隨機事件
12 1 2概率
12 1 3MATLAB中隨機數的產生與概率計算
12 2隨機變數及其分佈
12 2 1隨機變數及其分佈函數
12 2 2離散型隨機變數的概率分佈
12 2 3連續型隨機變數的概率密度
12 2 4常用分佈的MATLAB實現
12 3隨機變數的數字特徵
12 3 1數學期望
12 3 2方差
12 3 3數字特徵的MATLAB求解
12 4隨機過程與雜訊
12 4 1隨機過程
12 4 2雜訊
參考文獻

前言/序言
前言
MATLAB是一個功能十分強大的開發平台，具有極其豐富的功能，在計算機程序設計、科學計算和數據分析、系統建模模擬與輔助設計和絕大多數行業（通信、自動控制、大數據、人工智慧和機器學習、金融等）的工程實踐中都得到了廣泛的應用。
與傳統的計算機編程語言相比，MATLAB在解決技術問題方面具有許多優勢。其中主要包括如下幾方面。
（1） 使用方便。
MATLAB是一種解釋型程序設計語言，可以用腳本命令的形式實現程序演算法中的各種操作，也可以執行大型的程序。使用內置的MATLAB集成開發環境，用戶可以輕鬆地編寫、修改和調試程序。
（2） 平台獨立性。
MATLAB支持許多不同的計算機系統，如Windows、Linux和macOS。在任何平台上編寫的程序和數據都可以在其他平台上運行和訪問。因此，用MATLAB編寫的程序可以在用戶需要時遷移到新的平台。
（3） 單獨的MATLAB編譯器。
MATLAB的靈活性和獨立性是通過將MATLAB程序編譯成獨立於設備的中間代碼，並在運行時解釋該中間代碼實現的。MATLAB提供了一個單獨的編譯器，可以將MATLAB程序編譯成真正的可執行文件，其運行速度超過以解釋方式運行的中間代碼。
（4） 豐富的預定義函數庫。
MATLAB提供了大量的預定義函數庫，為許多基本技術任務提供了經過測試和預打包的諸多解決方案。除了內置的大型函數庫外，還有許多特殊用途的工具箱可用於幫助解決特定工程領域的複雜問題。例如，利用附加工具箱可以解決信號處理、控制系統、通信、圖像處理、人工智慧、深度學習和神經網路等方面的工程問題。
（5） 設備獨立的繪圖功能。
與大多數其他計算機語言不同，MATLAB有許多完整的繪圖命令，以實現科學計算數據的可視化和圖形、圖像的處理，圖像和圖形可以顯示在計算機所支持的任何圖形輸出設備上。這些功能使MATLAB成為一個用於計算數據可視化的優秀工具，在各種工程領域得到大量應用。
（6） 圖形化的用戶界面。
MATLAB系統包括允許程序員為其程序互動式構建圖形用戶界面的工具。有了這種功能，程序員可以設計出複雜的數據分析程序，由相對沒有經驗的用戶操作。
本書主要面向具有計算機基礎，但還沒有編程基礎的工程技術人員、高等院校學生，從基礎的程序設計開始，緊扣理工科專業的人才培養方案和必備專業知識結構，涵蓋了高等數學和線性代數、複變函數、概率論與數理統計等工程數學理論，逐步引導讀者進入專業基礎課和專業課的學習。
本書分為三篇，第一篇為MATLAB程序設計基礎，主要內容包括MATLAB與程序設計，基本數據類型及運算，MATLAB基本結構程序設計，函數，排序、索引與搜索； 第二篇為MATLAB高級程序設計，主要內容包括MATLAB中的高級數據類型(元胞數組、結構體數組和表)、文件及文件操作、數據的可視化； 第三篇為MATLAB程序設計的工程應用，主要內容包括線性代數與矩陣、數值微積分與符號運算、複變函數與積分變換、隨機變數與雜訊。
本書的主要特色如下：
（1） 內容淺顯易懂。
本書主要面向還沒有任何計算機編程基礎的讀者，充分利用MATLAB在編程方面的高效便捷性，引導讀者打開程序設計的大門，快速掌握計算機程序設計的基本概念和方法。本書內容循序漸進、淺顯易懂，語言表述嚴謹、邏輯性強。
（2） 講練同步融合。
在各章節相關內容講授之後，立即安排適量的實例和同步練習。所有實例代碼都在MATLAB R2022b版本上調試通過，同步練習可以幫助讀者自我檢查內容的掌握情況，以便及時跟進。
（3） 面向工程應用。
MATLAB本身並不是純粹為計算機程序設計提出來的，而是主要面向工程應用，是各行各業在計算機輔助設計、信號和系統性能分析等工程應用中的一個重要工具。本書專門用了一篇的篇幅，介紹MATLAB程序設計在工程中的實際應用，特別針對理工科專業學生必備的工程數學知識（微積分、線性代數、複變函數與積分變換、概率論與隨機信號），介紹如何利用MATLAB實現問題求解和輔助分析，引導讀者逐步過渡到相關專業知識的學習，為MATLAB在實際工程中的應用夯實基礎。
由於時間倉促，書中可能會有疏漏，懇請讀者批評指正。
編者2023年6月