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MATLAB

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维基百科ひゃっか自由じゆうてき百科ひゃっかぜん
重定しげさだこうMatlab
MATLAB
L-shaped membraneしょう[1]
MATLABへいまく截图
開發かいはつしゃ邁斯沃克
くび发布1984ねん,​40ねんまえ​(1984
とうぜん版本はんぽんR2023a(2023ねん2がつ22にち,​19個月かげつまえ​(2023-02-22
编程语言C语言C++Java
操作そうさけいWindowsmacOSLinux[2]
平台ひらだいIA-32x86-64
类型かず值计さん
许可协议专有软件しょう业软けん
网站mathworks.com
MATLAB
编程范型范式函數かんすう指令しれいしき过程しきめんこう阵列编程
設計せっけいしゃかつさとおっと·莫勒尔
じつ作者さくしゃ迈斯沃克
发行时间20せい纪70年代ねんだいまつ
とうぜん版本はんぽん
  • R2024b(2024ねん9がつ12にち;穩定版本はんぽん[3]
編輯維基數據鏈接
かたたい系統けいとう动态じゃく
ぶんけん扩展めい.m
あみmathworks.com
啟發けいはつげん
影響えいきょうげん

MATLAB(Matrix Laboratory,のり阵实验室ゆかり美国びくにThe MathWorks公司こうし出品しゅっぴんてきしょう数学すうがく软件。MATLABいち种用于算法さんぽう开发、かずすえ视化かずすえ分析ぶんせき以及かず值计さんまとだか级技术计さん语言交互こうごしき环境。じょのり阵运さん、绘制函数かんすう/かずすえ图像とう常用じょうようこうのうがい,MATLAB还可ようらい创建よう户界めん,以及调用其它语言(包括ほうかつCC++JavaPythonFORTRAN)编写てきほどじょ

MATLAB主要しゅようよう于数值运さんただし利用りよう为数众多てき附加ふか工具こうぐばこ,它也适合不同ふどう领域てき应用,れい如控せいけい统设计与分析ぶんせき影像えいぞう處理しょり深度しんど學習がくしゅう信号しんごう处理あずかどおり讯、金融きんゆうけん分析ぶんせきとう。另外还有配ゆうはい套软けんつつみSimulink提供ていきょう视化开发环境,常用じょうよう于系统模拟、动态/嵌入かんにゅうしきけい开发とう方面ほうめん

ざいR2017bてきMATLAB版本はんぽん更新こうしんしゃくいずるりょう深度しんど學習がくしゅうてき工具こうぐ使つかい其能夠視覺しかくてき快速かいそく建立こんりゅうAI模型もけいなみ透過とうか各種かくしゅてん碼器,ぞく嵌入かんにゅうしきかたたいなか

截至2020ねん,MATLABざいぜんたまようゆう超過ちょうか400まんよう。MATLABよう戶來へらい工程こうてい科學かがく經濟けいざいがく領域りょういき

历史

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1970年代ねんだいまついた80年代ねんだいはつ,时任美国びくにしんすみ西にし哥大がく教授きょうじゅてきかつさとおっと·莫勒尔为了让学せいさら方便ほうべん使用しようLINPACKEISPACKえいEISPACK需要じゅようどおり过FORTRAN编程らい实现,ただしとう时学せい们并无相关知识),独立どくりつ编写りょうだいいち版本はんぽんてきMATLAB。这个版本はんぽんてきMATLABただのう进行简单てきのり阵运さんれい如矩阵转おけ、计算行列ぎょうれつしき和本わほんせい值,此版ほん软件ぶん发出だい约两さんひゃく[8][9]

1984ねん杰克·とくかつさとおっと·莫勒尔斯蒂おっと·はんかく尔特えいSteve Bangert合作がっさく成立せいりつりょうMathWorks公司こうし正式せいしきMATLAB推向[9][10]。MATLAB最初さいしょよし莫勒尔用FORTRAN编写てきとくはんかく尔特はなりょういちねんはんてき时间ようCじゅうしん编写りょうMATLAB并增加ぞうかりょういち些新こうのうどう时,とく还开发了だい一个系统控制工具箱,其中一些代码到现在仍然在使用[9]。C语言ばんてきめんむこうMS-DOSけい统的MATLAB 1.0ざいひしげ斯维举行てきIEEEけつさくあずかひかえせいかい议(IEEE Conference on Decision and Control)正式せいしき推出[9][11][a],它的だい一份订单只售出了10份拷贝[9],而到りょう现在,すえMathWorks自己じこてきすうすえ[12]目前もくぜん世界せかいじょう180国家こっかてきちょうさんひゃく万工程师和科学家在使用MATLABSimulink。

1992ねん学生がくせいばんMATLAB推出;1993ねんMicrosoft WindowsはんMATLABめん;1995ねん,推出Linuxはん[9]

主要しゅようこうのう

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MATLABてき主要しゅよう提供ていきょう以下いかこうのう[13]

  • 可用かよう于技术计さんてきだか级语げん
  • 对代码、ぶんけんすうすえ进行管理かんりてき开发环境
  • 以按迭代てき方式ほうしきさがせ查、设计及求かい问题てき交互こうごしき工具こうぐ
  • 可用かよう于线せい代数だいすう、统计、でんたてかのう分析ぶんせき、筛选、优化以及すう值积ぶんとうてき数学すうがく函数かんすう
  • 可用かよう于可视化すうすえてき二维和三维图形函数
  • 可用かよう于构けんてい义的图形よう户界めんてきかく种工
  • しょうもと于MATLABてき算法さんぽうあずか外部がいぶ应用ほどじょ语言(如C、C++、Fortran、Java、COM以及Microsoft Excel)集成しゅうせいてきかく种函すう

工具こうぐばこ

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MATLABてき一个重要特点是可扩展性。さく为Simulink其它所有しょゆうMathWorks产品てきもと础,MATLAB以通过附加ふかてき工具こうぐばこ(Toolbox)进行こうのう扩展,まい一个工具箱就是实现特定功能的函数的集合[b]。MathWorks提供ていきょうてき工具こうぐばこぶん以下いか几大类[14]

  • 数学すうがく优化
  • 统计すうすえ分析ぶんせき
  • 影像えいぞう處理しょり電腦でんのう視覺しかく
  • 深度しんど學習がくしゅうあずか機器きき學習がくしゅう
  • ひかえせいけい统设计和分析ぶんせき
  • 信号しんごう处理どおり
  • 测试测量
  • 金融きんゆうけん分析ぶんせき
  • 应用ほどじょ部署ぶしょ
  • かずすえ库连せっ报表
  • 分布ぶんぷしき计算

这些工具こうぐばこだいよう开放しきてきMATLAB语言うつしなりよう户不ただし以查げんだい码,还可以可すえ自己じこてき需要じゅよう进行おさむあらため以及创建てい义函すう。此外,つね有用ゆうよう户在MATLAB Central: File Exchange页面そん档备份そん互联网档あん)发布自己じこ编写てきMATLABほどじょある工具こうぐばこきょう他人たにん自由じゆう使用しよう

MATLAB语言

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MATLAB语言一种交互性的数学脚本语言,其语ほうあずかC/C++类似。它支持しじ包括ほうかつ逻辑(boolean)、かず值(numeric)、ぶんほん(text)、函数かんすうがら(function handle)かず异质すうすえ容器ようき(heterogeneous container)ざい内的ないてき15种数すえ类型,まい一种类型都定义为矩阵或阵列的形式(0维至任意にんいだか维)[15]

执行MATLABだい码的さい简单方式ほうしきざいMATLABほどじょてき命令めいれいまどこう(Command Window)てき提示ていじ处(>> )输入だい码,MATLABかいそく时返かい操作そうさ结果(如果ゆうてき话)。此时, MATLAB以看さく一个交互式的数学终端,简单らい说,いち个功のう强大きょうだいてき“计算”。MATLABだい码同样可以保存在そんざいいち个以.m为后缀名てきぶん本文ほんぶんけんちゅうしかきさきざい命令めいれいまどこうある其它函数かんすうちゅう直接ちょくせつ调用。

变量あずか赋值

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MATLABてき变量名字みょうじ跟许ほどじょ语言いち样,严格区分くぶん大小だいしょううつしれい如,varVARVar三个不同的变量。另外,MATLABちゅう变量名字みょうじ必须以字はは为首字母じぼ3var_varとう是非ぜひ法的ほうてき变量めい。变量よし赋值运算=てい义. MATLAB动态检查てき,这意味いみ变量以在未定みてい义其类型てきじょう况下赋值并且变量てき类型也可以改变,じょしょう变量做是符号ふごう对象[16]。变量值可以取つねりょう,计算ちゅうてき其他变量てき值,あるぼういち函数かんすうてき输出。れい如:

>> x = 17
x =
 17

>> x = 'hat'
x =
hat

>> x = [3*4, pi/2]
x =
 12.0000 1.5708

>> y = 3*sin (x)
y =
   -1.6097 3.0000

むかいりょうのり

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MATLABてき意思いし"のり阵实验室",いん此它提供ていきょうりょう许多创建むこうりょうのり阵和维数组的便びんとしてき方式ほうしきざいMATLAB自己じこてき语言ちゅういちむかいりょう(vector)ゆびてきいち维(1×NあるN×1)のり阵,ざい其他语言ちゅう通常つうじょうさけべ做数组(array)。のり(matrix)通常つうじょうゆびてき2-维数组,れいm×nかず组其ちゅうmnだい于或とう于1。维数组通常つうじょうゆびてき维数だい于2てきすう组。

需要じゅよう注意ちゅういてき,虽然MATLABようC语言じゅううつしただしざいのり阵存储方しきじょう却和FORTRAN保持ほじ一致いっち,两者使用しようてきひとし为列优先そん储,而非ぎょう优先そん[c]ざい进行较大てきのり阵运さん时,这一差别对性能的影响是不应忽略的。[需要じゅようかい]

MATLAB提供ていきょうりょうてい义简单数组的简单方式ほうしき使用しよう语法:はつ:增量ぞうりょう:终值れい如:

>> array = 1:2:9
array =
 1 3 5 7 9

てい义了いち个名为arrayてき变量(あるこうやめ存在そんざいてき变量array赋予いち个新值),其值为包含ほうがん1, 3, 5, 7, 9てきいち个向りょうそくすう组由1开始(はつ),每次まいじ增量ぞうりょう2(增量ぞうりょう)递增,とう达到9(终值)时停止ていし

>> array = 1:3:9
array =
 1 4 7

ざい该语ほうちゅう增量ぞうりょう省略しょうりゃく(这样仅剩いち个冒ごう),这时增量ぞうりょうさいようだま认值1。

>> ari = 1:5
ari =
 1 2 3 4 5

よし于默认增量ぞうりょう为1,上面うわつらてき语句对变りょうariもちい1, 2, 3, 4, 5てきむこうりょう赋值。
ざいMATLAB内定ないてい义矩阵同样很简单,れい如:

>> M = [1,2,3;4,5,6;7,8,9]
M =
     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9


ざいMATLABないそんのり元素げんそどう非常ひじょう简单,れい如:

>> M = [1,2,3;4,5,6;7,8,9]
M =
     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9
>> M(2,2) ans =
     5
>> M(2,:) ans =
     4     5     6
>> M(:,1) ans =
     1
     4
     7
>> M(2,2) = 10
M =
     1     2     3
     4    10     6
     7     8     9


わかようたいのり阵內所有しょゆう元素げんそ同樣どうようてき運算うんざん,如次かたばいのり需要じゅようざい運算うんざんもと前面ぜんめんじょう".",れい如:

>> M = [1,2,3;4,5,6;7,8,9]

>> M .^2 
ans =
     1     4     9
    16    25    36
    49    64    81


わか不在ふざい運算うんざんもと前面ぜんめんじょう"."そく代表だいひょうのりじん運算うんざん

>> M = [1,2,3;4,5,6;7,8,9]
M ^2 = M * M =
    30    36    42
    66    81    96
   102   126   150

代数だいすう/符号ふごう运算

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利用りようMATLABてき符号ふごう数学すうがく工具こうぐばこ(Symbolic Math Toolbox)[d]以进ぎょう代数だいすうある符号ふごう运算,如分解ぶんかい项式因子いんし和解わかいだいすうぽうほど

>> syms x y

>> A=x^3-3*x^2*y+3*x*y^2-y^3;

>> factor (A)
ans =x - y)^3

项式化成かせいりょう

>> solve'x^2 - 2*x - 4 = 0'ans =
 1 - 5^(1/2 5^(1/2 + 1

もとめかたほどてき两个かい

图形图形よう户界めん编程

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MATLABちゅう常用じょうようてき绘图命令めいれいplotれい如描绘一个在[-4,4]间内てき正弦せいげん函数かんすう

>> x = -4:0.05:4;
>> y = sin (x);
>> plot(x,y)

利用りようplot命令めいれい也可以在どう一幅图中描绘多个函数图形:

>> x = 0:.01:2*pi;
>> y1 = sin (x);
>> y2 = sin(2*x);
>> y3 = sin(4*x);
>> plot(x, [y1; y2; y3])
>> legend('y=sin(x)', 'y=sin((2x)','y=sin(4x)')

ようMATLABてき命令めいれい生成せいせい复杂てきさん维图がた[e]

>> t = linspace(0, 2*pi, 512);
>> [u,v] = meshgrid(t);
>> a = -0.4; b = .5; c = .1;
>> n = 3;
>> x =(a*(1 - v/(2*pi)) .*(1+cos(u)) + c) .* cos(n*v);
>> y =(a*(1 - v/(2*pi)) .*(1+cos(u)) + c) .* sin(n*v);
>> z = b*v/(2*pi) + a*(1 - v/(2*pi)) .* sin(u);
>> surf(x,y,z,y)
>> axis off
>> axis equal
>> colormap(hsv(1024))
>> shading interp
>> material shiny
>> lighting phong
>> camlight('left', 'infinite')
>> view([-160 25])

版本はんぽん歷史れきし

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いた7.1はん为止,MATLABてき释放编号ひとし数字すうじらい命名めいめいれい如R7,R12.1,R14 SP1とう;从7.2はん开始,释放编号以年份来命名めいめい每年まいとし3がつ份推てきようa表示ひょうじ,9月份推てき则以b表示ひょうじれい如R2006a代表だいひょう2006ねん3がつ推出てき版本はんぽん,R2009bゆび2009ねん半年はんとし推出てき版本はんぽん[17]

版本はんぽん 发行编号 とし
MATLAB 1.0 暂时不明ふめい 1984ねん
MATLAB 2 1986ねん
MATLAB 3 1987ねん
MATLAB 3.5 1990ねん
MATLAB 4 1992ねん
MATLAB 4.2c R7 1994ねん
MATLAB 5.0 R8 1996ねん
MATLAB 5.1 R9 1997ねん
MATLAB 5.1.1 R9.1
MATLAB 5.2 R10 1998ねん
MATLAB 5.2.1 R10.1
MATLAB 5.3 R11 1999ねん
MATLAB 5.3.1 R11.1
MATLAB 6.0 R12 2000ねん
MATLAB 6.1 R12.1 2001ねん
MATLAB 6.5 R13 2002ねん
MATLAB 6.5.1 R13SP1 2003ねん
MATLAB 6.5.2 R13SP2
MATLAB 7 R14 2004ねん
MATLAB 7.0.1 R14SP1
MATLAB 7.0.4 R14SP2 2005ねん
MATLAB 7.1 R14SP3
MATLAB 7.2 R2006a 2006ねん
MATLAB 7.3 R2006b
MATLAB 7.4 R2007a 2007ねん
MATLAB 7.5 R2007b
MATLAB 7.6 R2008a 2008ねん
MATLAB 7.7 R2008b
MATLAB 7.8 R2009a 2009ねん
MATLAB 7.9 R2009b
MATLAB 7.10 R2010a 2010ねん
MATLAB 7.11 R2010b
MATLAB 7.12 R2011a 2011ねん
MATLAB 7.13 R2011b
MATLAB 7.14 R2012a 2012ねん
MATLAB 8.0 R2012b
MATLAB 8.1 R2013a 2013ねん
MATLAB 8.2 R2013b
MATLAB 8.3 R2014a 2014ねん
MATLAB 8.4 R2014b
MATLAB 8.5 R2015a 2015ねん
MATLAB 8.6 R2015b
MATLAB 9.0 R2016a 2016ねん
MATLAB 9.1 R2016b
MATLAB 9.2 R2017a 2017ねん
MATLAB 9.3 R2017b
MATLAB 9.4 R2018a 2018ねん
MATLAB 9.5 R2018b
MATLAB 9.6 R2019a 2019ねん
MATLAB 9.7 R2019b
MATLAB 9.8 R2020a 2020ねん
MATLAB 9.9 R2020b
MATLAB 9.10 R2021a 2021ねん
MATLAB 9.11 R2021b
MATLAB 9.12 R2022a 2022ねん
MATLAB 9.13 R2022b
MATLAB 9.14 R2023a 2023ねん

从2014aばんおこり,Matlab界面かいめん支持しじちゅうぶん[18]

其它科学かがく计算软件

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しょう业软けん

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Maple

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MapleWaterloo Maple Inc.(简称Maplesoft)开发てきしょう业计さんつくえ代数だいすうけい统,よう于快そく计算、开发设计ひょう单、教学きょうがく基本きほん概念がいねんある建立こんりゅうだか拟模がたとう最新さいしん版本はんぽん2018ねん3がつ发布てきMaple 2018.0,ふんPersonal(个人ばん),Professional(专业ばん),Academic(がく术版),Government(政府せいふばんかずStudent(学生がくせいばん)。

Mathematica

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Mathematica斯蒂芬·沃爾おっと勒姆开发てき科学かがく计算软件,开发工作こうさく现由Wolfram Research公司こうし负责。最新さいしん版本はんぽん2019ねん4がつ16にち发布てきMathematica 12.0。[19]

LabVIEW

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LabVIEW美国びくに国家こっか仪器公司こうし开发てき视化编程平台ひらだい主要しゅようようかずすえさいしゅう仪器ひかえせいこう业自动化最新さいしん版本はんぽん2021ねん8がつ发布てきLabVIEW 2021。

开源软件

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FreeMat

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FreeMatいち个与MATLABIDL很类てきすう值计ざん平台ひらだい及程じょ语言。最新さいしん版本はんぽん2009ねん10がつ发布てきFreeMat 4.0

GNU Octave

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GNU Octave一種主要用於數值計算的高級語言。它除りょう提供ていきょうすう值方ほう解決かいけつせんせいせんせい問題もんだいてき命令めいれいかいめんかえ提供ていきょうりょういちしゅあずかMATLAB大抵たいていけんようてきげん最新さいしん版本はんぽん2024ねん3がつ14にち发布てき9.1.0。

Scilab

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Scilab一个交互性的数值运算平台,主要しゅようよう于工ほど科学かがく应用方面ほうめんれい航空こうくうこうてん、汽车、のうげん金融きんゆう化学かがく生物せいぶつ医学いがく国防こくぼうとう最新さいしん版本はんぽん5.4.0。

ScicosLab

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ScicosLabえいScicosLabよしいち些曾ざいINRIAENPC参与さんよScilab开发てき研究けんきゅうじん员,ざいScilab BUILD4版本はんぽんてきもと础上开发出來できてきGTK+版本はんぽん,它集成しゅうせいりょうけん/かたぎ拟工Scicos[f]及其它数量すうりょう众多てき工具こうぐばこ认为おもんみ一一款可以与商业软件MATLAB/Simulink及MATRIXx/SysstemBuild媲美てき开源软件”。最新さいしん稳定版本はんぽん4.4.1。

JAMA

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JAMAえいJAMA (JAMA : A Java Matrix PackageえいJAMA : A Java Matrix Package),いちJava语言编程工具こうぐつつみ目前もくぜん最新さいしん1.0.3版本はんぽん2012ねん11月9にち发布てき

NumPyあずかSciPy

[编辑]

NumPyPythonかたりげんてきいち擴充かくじゅうほどしき支援しえんだかかい大量たいりょうてき維度陣列じんれつあずかのりじん運算うんざん,此外也針たい陣列じんれつ運算うんざん提供ていきょう大量たいりょうてき數學すうがくはこしきはこしき

SciPyいち開源かいげんもと於NumPyてきPython演算えんざんほう數學すうがく工具こうぐつつめ包含ほうがんてきぐみゆうさいけいせんせい代數だいすう積分せきぶん插值特殊とくしゅはこしき快速かいそくでん立葉たてば變換へんかん訊號處理しょり圖像ずぞう處理しょり常微分じょうびぶんかたほどもとめかい其他科學かがくあずか工程こうていちゅう常用じょうようてき計算けいさん

Julia

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Juliaいちこう通用つうようかたりごと

中國ちゅうごく大陸たいりく受限

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2020ねん6がつ12にち美国びくに对位れつ实体きよし单中てき哈爾はま工業こうぎょう大學だいがく哈爾はま工程こうてい大學だいがくひとし高等こうとういんこう实施制裁せいさい禁止きんし使用しようMATLAB。[20]

ちゅう

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  1. ^ ざい創始そうしじんMolerてき回顧かいこ文獻ぶんけんちゅうあやまはた會議かいぎ名稱めいしょうてき"Decision"誤植ごしょくなり"Design"[9],而在IEEE該社ぐんかんかたてき歷史れきしろくぶんけんちゅう有明ありあけかくひっさげいたMATLABだいいち公開こうかい展示てんじてき正確せいかく會議かいぎ名稱めいしょう[11].
  2. ^ MathWorksかんかた提供ていきょうてき工具こうぐばこ需通过支づけしょう对应てき费用单独获取。
  3. ^ 以一个定义为为Mてき3x3のり阵为れいれつ优先そんゆびてきMATLABさき保存ほぞんだいいちれつてき3个元素げんそしかきさき保存ほぞんだいれつてきさいきさき保存ほぞんだいさんれつてき元素げんそ,从而这9个矩阵元素げんそざいMATLABちゅうてきはいじょ从1いた9,所以ゆえんざい调用のり元素げんそ时,M(2)ゆびてきだい一列的第二个元素,M(6)ゆびてきだいれつだいさん元素げんそ当然とうぜん这两个元素げんそ也可以用维的方式ほうしき调用,M(2)对应M(1,2),M(6)对应M(2,3));くだり优先そん则刚こう相反あいはんさき保存ほぞんだいいちぎょうてき3个元素げんそさい保存ほぞんだいぎょうだいさんぎょうてき元素げんそ
  4. ^ 从4.9はん(对应于MATLAB R2007b+)开始,しんてきMuPAD运算引擎代替だいたいりょうぜん版本はんぽん使用しようてきMaple引擎,详情见Version 4.9(R2007b+)Symbolic Math Toolbox Software
  5. ^ ほんれいもとDavis, Timothy A.; Kermit Sigmon. MATLAB Primer 7th. Chapman & Hall/CRC. 2005. ISBN 1-58488-523-8 えい语). いち书中てき范例,形状けいじょう、颜色、角度かくどとうさんすうゆうおさむあらため
  6. ^ だいいち版本はんぽんてきScicos完全かんぜんようScilab语言うつしなりてきただしきさき续版ほん逐步あらためようC语言进行开发。よし于在Scilab 5版本はんぽん中出なかいで现稳定性ていせい性能せいのう问题,开发じん员决てい此后Scicos仅在ScicosLabちゅう进行きさき续开发。详情见Scilab/Scicos history

参考さんこう文献ぶんけん

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引用いんよう

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  2. ^ System Requirements and Platform Availability. MathWorks. [August 14, 2013]. (原始げんし内容ないようそん于2016-10-13). 
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