Engineering and Scientific Computations Using MATLAB

出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Lyshevski, Sergey Edward

页数:240

出版时间:2003-6

价格:752.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471462002

具体描述

This book helps readers to master MATLAB[registered] step-by-step. The MATLAB - "MATrix LABoratory" - computational environment offers a rich set of capabilities to efficiently solve a variety of complex analysis, simulation, and optimization problems. Flexible, powerful, and relatively easy to use, the MATLAB environment has become a standard cost-effective tool within the engineering, science, and technology communities. Excellent as a self-teaching guide for professionals as well as a textbook for students, "Engineering and Scientific Computations Using MATLAB" helps you fully understand the MATLAB environment, build your skills, and apply its features to a wide range of applications.Going beyond traditional MATLAB user manuals and college texts, "Engineering and Scientific Computations Using MATLAB" guides you through the most important aspects and basics of MATLAB programming and problem-solving from fundamentals to practice. Augmenting its discussion with a wealth of practical worked-out examples and qualitative illustrations, this book demonstrates MATLAB's capabilities and offers step-by-step instructions on how to apply the theory to a practical real-world problem.In particular, the book features coverage of a variety of complex physical and engineering systems described by nonlinear differential equations; and detailed application of MATLAB to electromechanical systems MATLAB files, scripts, and statements, as well as SIMULINK models, which can be easily modified for application-specific problems encountered in practice. Readable, user-friendly, and comprehensive in scope this is a welcome introduction to MATLAB for those new to the program and an ideal companion for engineers seeking in-depth mastery of the high-performance MATLAB environment.

用户评价

我最近一直在寻找一本能真正帮助我提升数值模拟能力的参考书，翻阅了市面上不少同类书籍后，最终还是选择了这本。它的深度和广度达到了一个非常微妙的平衡点。对于那些习惯于使用其他编程语言（比如Python或C++）进行科学计算的读者来说，这本书的MATLAB特有语法和内置函数讲解部分尤为珍贵。例如，它对稀疏矩阵处理的介绍，比我之前看过的任何资料都要透彻，特别是讲解了如何利用MATLAB底层优化的数据结构来应对有限元网格剖分带来的海量数据存储问题。再者，书中对于误差分析的讨论也相当到位，作者没有回避数值方法的固有缺陷，而是坦诚地指出了在不同精度要求下，算法选择的重要性，并提供了相应的诊断工具和可视化方法。这种严谨的科学态度，让人感到十分信服和安心。

说实话，我本来对这类“工程计算”的书籍抱有很高的期望，但很多时候都沦为公式的堆砌，读起来索然无味。然而，这本书的表现却大大超出了我的预期。它最吸引我的地方在于其对“应用”的极致追求。书中关于鲁棒性控制理论的MATLAB实现章节，简直是教科书级别的演示。作者没有停留在理论推导，而是直接展示了如何利用MATLAB的控制系统工具箱（Control System Toolbox）来设计PID控制器，并进行时域和频域的稳定性分析。我记得其中一个关于机械臂运动规划的例子，代码简洁高效，结果可视化做得极其出色，那些三维的轨迹图，清晰地展示了算法的每一步迭代过程。这使得我能够立即将书中的知识应用到我目前正在进行的一个机器人项目上，极大地加速了我的开发进度。这本书不像是作者的“个人笔记”，更像是一个资深工程师的“实战手册”，处处充满了实用的“黑科技”和经验之谈。

这本专注于MATLAB工程与科学计算的书籍，我一口气读完了，感觉收获颇丰。作者在讲解基础概念时，总是能找到一个非常直观的切入点，比如在介绍数值积分时，他并没有直接抛出复杂的公式，而是先用一个实际的物理问题来引出需求，然后再一步步构建出辛普森法则或梯形法则的MATLAB实现。这种“问题驱动”的教学方式，让那些原本枯燥的数学理论瞬间变得“活”了起来。特别是关于偏微分方程的求解部分，作者深入浅出地对比了有限差分法和有限元法的优劣，代码示例清晰到令人惊叹，即使是对数值分析不太熟悉的初学者也能快速上手。我个人特别欣赏的是书中对大型矩阵运算的优化技巧的讲解，它不仅仅是告诉你`for`循环要尽量避免，而是用实例展示了向量化操作在速度上带来的巨大飞跃，这对于处理大规模工程数据至关重要。这本书的结构设计也很合理，从基础的线性代数运算到高级的优化算法和信号处理，层层递进，像一个精心铺设的阶梯，引导读者稳步攀登。

从一个纯粹的数学角度来看，这本书对矩阵理论在计算科学中的实际应用进行了非常深刻的阐释。它不仅仅停留于“如何调用函数”，而是深入探讨了背后的数学原理，这一点让我这个偏向理论研究的读者非常满意。对于迭代求解器，比如共轭梯度法（CG）和GMRES，作者不仅给出了算法流程，还结合了Krylov子空间理论进行了深入剖析，这对于理解算法的收敛速度和稳定性至关重要。更值得称赞的是，书中对“矩阵病态性”的讨论，通过精心构造的例子，直观地展示了Hilbert矩阵等病态矩阵如何导致数值解的灾难性误差，并提供了重构和预处理技术的MATLAB实现方案。这本书的视野非常开阔，它将理论的严谨性与工程的实用性完美地融合在了一起，是任何想在计算科学领域深耕的专业人士案头不可或缺的工具书。

这本书的排版和逻辑组织简直是为自学者量身定做的。我个人学习效率不高，很容易被复杂或晦涩的叙述打乱节奏。但这本书的章节安排却有着一种奇特的魔力，它仿佛能预判读者在哪个知识点会感到困惑。举个例子，在介绍傅里叶变换（FFT）的应用时，作者先用了两页篇幅讲解了离散时间信号处理的基本概念，然后才引入FFT的快速算法，最后才展示如何用MATLAB内置函数进行频谱分析。每一步都衔接得天衣无缝，知识的“钩子”挂得很稳，让人忍不住想继续往下看。特别是代码块的注释风格，非常人性化，不像有些教材那样只有冷冰冰的函数名，而是详细解释了为什么选择这个参数、这个函数在这里的作用是什么，读起来感觉像是在跟一位经验丰富的导师进行一对一的辅导。