MATLAB与科学计算

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出版者:电子工业出版社
作者:王沫然
出品人:
页数:441
译者:
出版时间:2004-1-1
价格:39.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787505391208
丛书系列:
图书标签:
  • Matlab
  • 计算机
  • 计算物理
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  • 仿真
  • 算法
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具体描述

《MATLAB与科学计算》从高校数学课程的教学出发,结合了科学研究和工程计算的实际,系统详细地介绍了MATLAB语言的强大功能及其在科学计算各领域中的应用。《MATLAB与科学计算》第1版出版之后受到了广大读者的一致好评,应热心读者的要求,第2版增加了动画处理、创建独立应用程序以及建模仿真等新内容,同时增加了一些例题,以适应读者的不同需求。

《MATLAB与科学计算》是一本旨在为读者提供扎实MATLAB编程基础,并引导其将MATLAB应用于各类科学计算领域的综合性指南。本书内容涵盖了从MATLAB入门到高级应用的广泛主题,力求让读者不仅掌握软件本身的操作,更能理解其背后蕴含的科学计算思想和方法。 本书特色与内容梗概: 一、MATLAB基础语法与核心功能 本书伊始,我们将深入浅出地介绍MATLAB的核心概念,包括但不限于: 变量与数据类型: 详细阐述MATLAB中常用的数据类型,如数值型(整型、浮点型)、逻辑型、字符型以及复数型,并讲解变量的声明、赋值和管理。 运算符与表达式: 全面介绍算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、赋值运算符等,以及如何构建复杂的数学表达式。 控制流语句: 重点讲解条件判断(if-else-end, switch-case-end)和循环结构(for, while),这些是实现算法和程序逻辑的基础。 函数与脚本: 教授如何编写和调用用户自定义函数,理解函数的作用域和参数传递机制。同时,详细介绍脚本文件(.m文件)的编写、执行与调试技巧。 矩阵与数组运算: MATLAB强大的矩阵运算能力是其核心优势之一。本书将深入讲解矩阵和向量的创建、索引、切片、转置、求逆、行列式计算等基本操作,以及各种矩阵函数(如eye, zeros, ones, diag, tril, triu等)的应用。还将介绍元素级运算,区分点运算符(., ./, .^)与矩阵运算符的区别。 二、数据可视化与图形绘制 科学研究往往离不开数据的可视化。本书将引导读者掌握MATLAB强大的绘图功能: 二维绘图: 涵盖plot、scatter、bar、hist、pie、semilogx、semilogy、loglog等常用二维图形的绘制。重点讲解图形的定制,如添加标题、坐标轴标签、图例,设置线型、颜色、标记,以及坐标轴的刻度、范围和比例。 三维绘图: 介绍meshgrid、surf、mesh、contour、plot3、surf_patch等三维图形的绘制方法,并讲解三维图形的视角调整、颜色映射和等值线绘制。 图形的导出与编辑: 学习如何将绘制的图形导出为各种格式(如PNG, JPG, EPS, PDF),以及如何使用MATLAB的图形编辑器对图形进行精细调整。 子图与多图绘制: 讲解subplot和figure的使用,实现同一窗口内绘制多个图形,方便对比分析。 三、常用科学计算工具箱应用 MATLAB丰富的工具箱是其解决复杂科学问题的关键。本书将精选并重点介绍几个应用广泛的工具箱: 符号数学工具箱(Symbolic Math Toolbox): 教授如何进行符号计算,包括符号变量的定义、代数方程的求解、极限、导数、积分、级数展开、方程组求解等。这将帮助读者摆脱数值近似,进行精确的数学推导。 优化工具箱(Optimization Toolbox): 介绍如何利用MATLAB求解各种优化问题,包括线性规划、二次规划、无约束优化(如梯度下降、牛顿法)、约束优化(如序列二次规划SQP)等。将通过实际算例展示如何定义目标函数和约束条件。 统计与机器学习工具箱(Statistics and Machine Learning Toolbox): 涵盖描述性统计(均值、方差、标准差、相关系数等)、概率分布(正态分布、泊松分布等)、假设检验、方差分析(ANOVA)等统计方法。同时,会初步介绍一些常用的机器学习算法,如线性回归、逻辑回归、决策树、聚类等,以及模型评估方法。 信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox): 介绍数字信号处理的基本概念,如采样、量化、滤波器设计(Butterworth, Chebyshev, FIR滤波器)、傅里叶变换(FFT)及其应用,以及谱分析方法。 图像处理工具箱(Image Processing Toolbox): 讲解图像的读取、显示、预处理(滤波、增强)、分割、特征提取等基本操作。 四、数值分析与算法实现 本书将深入探讨MATLAB在数值分析领域的应用,指导读者如何高效实现各种数值算法: 插值与拟合: 介绍线性插值、多项式插值(Lagrange, Newton)、样条插值,以及多项式拟合、最小二乘法拟合等方法。 方程求根: 学习求解非线性方程组的数值方法,如二分法、牛顿法、割线法等,并介绍MATLAB内置函数(如fzero, fsolve)的使用。 数值积分与微分: 讲解定积分的数值计算方法(如梯形法则、辛普森法则)和MATLAB的quad, dblquad等函数,以及数值微分的近似计算。 常微分方程(ODE)求解: 介绍求解常微分方程的数值方法,如欧拉法、改进欧拉法、龙格-库塔法,并重点讲解MATLAB的ode45, ode23等求解器以及如何处理初始值问题。 线性代数高级运算: 除了基础矩阵运算,还将涉及特征值与特征向量的计算、奇异值分解(SVD)、LU分解、QR分解等,并阐述这些分解在科学计算中的重要作用。 五、工程应用与案例分析 理论结合实际是学习的根本。本书将通过一系列贴近实际的工程计算案例,展示MATLAB强大的解决问题能力: 数据处理与分析: 演示如何导入、清洗、转换和分析来自文件(Excel, CSV)或传感器的数据,并进行统计分析和趋势预测。 系统建模与仿真: 以简单的物理系统(如弹簧-质量-阻尼系统)或电子电路为例,讲解如何建立数学模型,并利用MATLAB进行仿真分析。 算法开发与实现: 引导读者将学到的数学算法,如滤波算法、优化算法,在MATLAB中实现并应用于具体问题。 与硬件交互(选讲): 根据实际需求,可以简要介绍MATLAB与Arduino、Raspberry Pi等硬件交互的基础方法,实现数据采集与控制。 本书的目标读者: 本书适合所有希望利用MATLAB进行科学研究、工程计算、数据分析和算法开发的初学者和有一定基础的用户。无论您是来自物理、化学、生物、工程、数学、统计还是其他相关领域的学生、研究人员或工程师,本书都将是您学习和掌握MATLAB的得力助手。 通过阅读本书,读者将能够熟练运用MATLAB进行高效的数值计算、数据分析、信号处理、图像处理以及系统仿真,为解决现实世界中的科学和工程问题打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

第一章 安装及使用前的准备
第二章 数值计算功能
第三章 符号运算功能
第四章 图形处理功能
第五章 程序设计
第六章 应用程序接口
第七章 MATLAB在计算方法中的应用
第八章 MATLAB在复变函数中的应用
第九章 MATLAB在概率统计中的应用
第十章 MATLAB在最优化问题中的应用
第十一章 MATLAB在偏微分方程解法中的应用
第十二章 MATLAB在建模仿真中的应用
附录A MATLAB 6.x的设置
附录B 主要函数命令注释
附录C Simulink主要库和库函数介绍
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我是一名对机器人技术和控制系统充满热情的工程师,我一直在寻找能够帮助我进行系统建模、仿真和控制优化的工具。《MATLAB与科学计算》这本书,是我在与同行交流时,得知其在机器人领域有着广泛的应用,因此引起了我的浓厚兴趣。我深知,在机器人研发中,精确的系统建模和高效的控制策略是至关重要的。我特别期待这本书能在机器人动力学建模、运动规划以及PID控制器设计等方面,提供详实的 MATLAB 应用指南。我希望书中能够包含一些关于如何利用 MATLAB 的Simulink工具箱来搭建和仿真复杂的机器人系统,以及如何进行参数整定和性能评估的详细步骤。我期待通过这本书,能够掌握更先进的机器人控制方法,能够更有效地设计和优化机器人的运动和行为,为我未来的机器人项目提供强大的技术支持。

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作为一名刚刚步入科研殿堂的博士生,我对科学计算工具的学习充满了渴望,也带着一丝忐忑。 《MATLAB与科学计算》这本书,我是在与几位高年级师兄师姐的交流中听说的,他们都强烈推荐。我希望能在这本书中找到一条清晰的学习路径,掌握 MATLAB 的核心技能,能够独立地完成数据处理、模型构建和结果分析等一系列科研任务。书的封面给我的第一印象是专业且平易近人,那抹深蓝的色调,仿佛代表着知识的海洋,又似乎蕴藏着无限的可能性。我对书中关于数据可视化、统计分析以及如何利用 MATLAB 的各种工具箱来解决具体科学问题的案例非常感兴趣。我期待书中能有详细的步骤和代码示例,能够帮助我理解每一个概念背后的原理,并能快速上手进行实践。我希望通过这本书,能够建立起对 MATLAB 的全面认知,掌握扎实的编程基础,为我未来的学术研究打下坚实的基础,让我能够更自信地面对科研中的各种挑战。

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我是一名对天文学和宇宙学领域充满好奇的业余爱好者,虽然我没有接受过专业的科学计算训练,但我一直对如何通过编程来探索宇宙的奥秘抱有极大的热情。《MATLAB与科学计算》这本书,是我在一家书店偶然发现的,它的封面设计——深邃的夜空背景,点缀着明亮的星辰,让我瞬间被吸引。我希望能在这本书中找到一些关于如何利用 MATLAB 来分析天文数据、模拟天体运动以及可视化宇宙现象的入门方法。我期待书中能有详细的步骤讲解,即使是像我这样的初学者,也能轻松理解和操作。我特别关注书中关于信号处理和图像处理的部分,因为我知道这些技术在天文数据分析中非常重要。我希望通过这本书,能够掌握一些基础的编程技能,并能够亲手进行一些有趣的科学探索,比如模拟行星轨道、分析星光光谱等。这本书的出现,为我这个“追星族”提供了一个绝佳的学习平台。

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作为一名对经济学模型和计量经济学分析充满热情的学生,我一直在寻找能够帮助我进行复杂数据建模和预测的工具。《MATLAB与科学计算》这本书,是我在图书馆的书架上偶然看到的,它的封面设计简洁大气,给人一种信赖感。我深知,在现代经济学研究中,熟练掌握科学计算工具是必不可少的。我特别期待这本书能在时间序列分析、回归模型以及金融衍生品定价等方面,提供详实的 MATLAB 应用案例。我希望书中能够包含一些关于如何处理和清洗经济数据,如何进行参数估计和假设检验的详细指导。我期待通过这本书,能够提升我在经济学研究中的计算能力,能够更精准地进行经济预测和政策评估。这本书的出现,正是我在学习道路上寻求提升和突破的关键。

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我是一位对物理建模和仿真充满热情的工程师,一直以来,MATLAB 都是我进行理论推导和数值验证的得力助手。 《MATLAB与科学计算》这个书名,恰好契合了我当下对提升仿真精度的迫切需求。在我的工作中,我经常需要处理复杂的微分方程组,并对系统进行长时间的动态仿真,这其中涉及到大量的数值积分和迭代计算。我期望这本书能提供更系统、更深入的关于如何运用 MATLAB 的数值方法库来解决这些工程问题的指导。书的封面上那种简洁而富有力量的设计,让我感受到了它所蕴含的强大计算能力。我尤其关注书中关于优化算法、误差分析以及如何有效处理边界条件和初始条件的章节,我相信这些内容能够帮助我构建更稳定、更准确的物理模型。我希望通过这本书,能够掌握更精湛的 MATLAB 编程技巧,能够更有效地进行参数扫描和敏感性分析,从而能够更深刻地理解物理系统的行为,并为工程设计提供更可靠的依据。这本书的出现,正是我在职业发展道路上寻求突破的关键。

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作为一名在生物信息学领域工作的研究人员,数据处理和模式识别是我工作的重中之重。《MATLAB与科学计算》这本书,我是在参加学术会议时,看到一位教授在介绍他的研究时,提到了这本书,让我印象深刻。我深知,高效的数据处理和精密的统计分析是生物信息学研究成功的关键。我特别期待这本书能在基因序列比对、蛋白质结构预测以及生物标记物发现等方面,提供更深入的 MATLAB 应用指南。书的封面设计给我一种严谨、科学的印象,恰好符合我对一本专业书籍的期望。我希望书中能有关于大规模基因组数据分析的案例,以及如何利用 MATLAB 的机器学习工具箱进行疾病预测和药物研发的介绍。我期待通过这本书,能够掌握更先进的生物信息学计算方法,能够更高效地从海量生物数据中提取有价值的信息,为疾病的诊断和治疗提供新的思路。这本书的出版,无疑为我打开了新的研究视野。

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我是一名热爱数学和算法的计算机科学专业学生,我一直在寻找能够深化我对算法理解和提升编程实践能力的资源。《MATLAB与科学计算》这本书,是我在一次技术交流会上听一位教授推荐的,他强调了 MATLAB 在算法实现和性能分析中的重要性。我希望在这本书中,能够找到更多关于经典算法在 MATLAB 中的高效实现方法,以及如何通过数值方法来解决实际的计算问题。书的封面设计给我一种智慧和逻辑的美感,让我对其内容充满了好奇。我特别关注书中关于数值积分、优化算法以及图论算法的章节,我希望能够通过这些内容,加深对这些数学概念的理解,并能将其应用于更广泛的计算机科学问题中。我期待通过这本书,能够掌握更高级的编程技巧,能够更深入地理解算法的精髓,并为我未来的程序设计和问题解决能力打下坚实的基础。

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我是一名软件工程师,虽然我的本职工作并非科学计算,但我对数据分析和算法实现有着浓厚的兴趣。《MATLAB与科学计算》这本书,在我看来,是一本能够拓展我技术视野的宝贵读物。我常常在思考,如何将 MATLAB 这样强大的计算工具应用到更广泛的工程领域,解决更复杂的问题。书的封面设计简洁而富有张力,传递出一种严谨而又创新的气息。我特别关注书中关于算法设计、性能优化以及如何构建可复用代码模块的部分。我希望通过这本书,能够学习到 MATLAB 在数值计算、信号处理、图像处理等方面的先进技术,并了解如何将这些技术融入到我的软件开发流程中。我期待书中能有丰富的实战项目,能够让我将所学知识融会贯通,并能为我提供一些解决实际工程问题的思路和方法。这本书的出现,正是我渴望提升技术能力、探索更多可能性的一份契机。

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作为一名机器学习研究者,我经常需要处理海量数据,并对算法进行大量的模拟和优化。我在寻找一本能够系统性地介绍 MATLAB 在科学计算领域应用的图书,而《MATLAB与科学计算》这个书名立刻吸引了我。我之前也接触过一些 MATLAB 的入门书籍,但总觉得它们在深度和广度上有所欠缺,无法满足我更专业的需求。这本书的书封设计给我一种严谨、专业的印象,传递出一种值得信赖的感觉。我最感兴趣的是书中关于数据分析、特征提取以及模型训练和评估的部分,我相信 MATLAB 强大的矩阵运算能力和丰富的工具箱,能够为我的机器学习工作带来极大的便利。我特别期待书中能够提供一些关于如何进行大规模并行计算的指导,以及如何利用 MATLAB 的可视化工具来清晰地展示复杂的算法和实验结果。我希望通过这本书,能够更深入地理解 MATLAB 的底层机制,掌握更高级的算法实现方法,从而在我的研究中取得更显著的进展。这本书的出版,对于像我一样需要在学术界和工业界之间架起桥梁的研究者来说,无疑是雪中送炭。我非常看重学习新工具的过程,也期待这本书能激发我更多的创新灵感。

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我一直对如何更高效地利用 MATLAB 进行科学研究感到好奇,尤其是在处理大型数据集和复杂数值模拟方面。这本书《MATLAB与科学计算》的封面设计就给我留下了深刻印象,简约而不失专业感,封面上那个充满科技感的 MATLAB 标志,仿佛在预示着即将开启一段充满挑战与乐趣的计算之旅。拿到书的第一时间,我就被它厚实的纸张和清晰的排版吸引了,一股浓郁的书香扑鼻而来,让我对接下来的阅读充满了期待。我一直相信,一本好的技术书籍,不仅要有扎实的理论基础,更要有清晰的脉络和丰富的实战案例,这样才能真正帮助读者理解并掌握所讲授的知识。在我的学术生涯中,我曾遇到过许多难以攻克的计算难题,我相信这本书中的内容,或许能为我打开新的思路,提供更强大的工具。我特别关注那些能够优化代码性能、提高计算效率的章节,以及如何利用 MATLAB 强大的工具箱来解决实际科学问题的方法。我希望通过这本书,能够深化我对 MATLAB 编程语言的理解,掌握更多高级的科学计算技巧,从而在我的研究领域取得更大的突破。这本书的出版,无疑为我这样渴望提升计算能力的科研人员提供了一个宝贵的资源,我迫不及待地想要翻开它,探索其中的奥秘。

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