前言

MATLAB R2012a是 2012 年最新发行的MATLAB版本，它为数据分析与处理提供了强大的工具。目前，MATLAB已经在很多领域取得了成功应用。在这些领域内的成功应用表明，MATLAB所代表的数据分析处理手段在科学、工程等方面将发挥重要的作用。本书针对MATLAB R2012a在部分与数学高度相关领域内的应用，以引导读者掌握MATLAB的应用。

本书分为 20 章，各章内容简单介绍如下。

第1 章：MATLAB R2012a概述，主要内容包括MATLAB的发展历程，MATLAB R2012a的安装、运行和卸载，MATLAB R2012a的工作环境和帮助系统等。

第 2 章：MATLAB基础知识，主要介绍MATLAB的基础知识，以及一些基本编程的句法形式和函数的使用方法，并对MATLAB中的数据类型、矩阵的基本操作、运算符和字符串操作函数分别举例说明。

第 3 章：数组与矩阵，主要介绍MATLAB数组与矩阵的相关知识，包括数组运算、矩阵操作、矩阵元素运算、矩阵通用运算和稀疏矩阵等相关内容。

第 4 章：MATLAB编程基础，主要介绍一些MATLAB编程中的基本概念，包括控制流、脚本、函数和P码文件等。

第 5 章：数据可视化，主要介绍将离散数据表示成可视化图形的基本过程，曲线、曲面绘制的基本技法和指令，以及特殊图形的生成和使用示例。

第 6 章：数据分析，主要介绍MATLAB强大的数据分析和处理功能，主要包括多项式函数、插值函数、数组和函数极限的求解过程和函数的数值积分操作。

第 7 章：符号数学计算，主要介绍MATLAB中的符号计算功能，主要内容包括符号对象及符号表达式通用操作、符号表达式运算、符号表达式替换、符号函数的复合函数和反函数操作、符号表达式展开、符号函数变换和符号分析可视化过程等。

第 8 章：概率统计，主要介绍使用MATLAB实现概率统计基本数据处理方法相关的基础内容，包括产生随机变量、计算概率密度、计算累积概率分布、挖掘统计特征与统计作图等。

第 9 章：偏微分方程工具箱，主要通过具体简单的实例来概括偏微分方程的数值结果，介绍四类常见的偏微分方程在交互式界面上的操作方法。

第 10 章：优化工具箱，主要介绍MATLAB中的优化工具箱，包括优化工具箱中的函数、最小化问题、线性规划问题、无约束非线性规划问题、二次规划问题、有约束最小化问题、目标规划问题及最大最小化问题等。

第 11 章：图像处理工具箱，主要内容包括图像表达、图像类型及其转换方式、图像文件格式及其读/写方式等；在基础知识的基础上，对MATLAB图像处理工具箱在图像处理中的应用进行了说明，这些应用包括：图像显示、图像运算、图像数据变换、图像分析与增强、图像区域处理、形态学操作和颜色处理等内容。

第 12 章：信号处理工具箱，主要内容包括统计信号处理方法、IIR滤波器设计的MATLAB实现、FIR滤波器的MATLAB实现、信号参数建模的MATLAB实现、波形发生函数和方便操作的GUI工具等内容。

第 13 章：小波分析工具箱，主要结合小波分析的基本概念和基本原理，讨论小波工具箱中的一维连续（离散）小波分析工具的应用及小波在图像处理领域的应用。

第 14 章：Simulink仿真基础，主要介绍使用Simulink进行仿真的基础知识，包括Simulink仿真相关的基本概念、工作环境、模型创建和过零检测及代数环等内容。

第 15 章：Simulink仿真应用，主要介绍Simulink模型创建的步骤和建模技巧、子系统的创建与封装、模型创建后的调试过程与S函数的概念与应用。

第 16 章：句柄图形，主要介绍MATLAB中句柄图形对象方面的基本知识，包括句柄图形对象体系、句柄图形独享操作、句柄图形对象属性设置等；进一步对句柄图形对象中的六大类型对象，包括Figure对象、Axes对象、Core对象、Plot对象、Group对象和Annotation对象的基本知识进行说明。

第 17 章：图形用户界面，主要对使用函数方式创建图形用户界面的方法进行介绍，包括图形用户界面控件的创建、鼠标动作执行、事件队列的执行顺序、回调函数的编写及对话框对象、界面菜单等。

第 18 章：文件I/O，主要介绍MATLAB中文件夹管理、二进制文件、文本文件、音频文件等的I/O操作。

第 19 章：MATLAB编译器，主要对MATLAB的编译器的安装、配置进行了讲解，并详细介绍如何将M文件编译成脱离MATLAB环境的可执行文件，包括编译图形绘制M文件、编译GUI文件等。

第 20 章：外部接口应用介绍，主要介绍MATLAB外部接口应用方面的基本知识，包括MEX文件应用、MAT文件应用、MATLAB计算引擎应用和MATLAB中Java的调用等方面的知识。

本书由刘浩、韩晶编著，其中第 1~8、17~20 章由刘浩编写，第 9~16 章由韩晶编写，另外丁金滨、王俊峰、陈丹、王淑明、程国华、张卫东、何嘉扬、王军、李岩、白明辉、吕小军、吴永福、石良臣为本书的编写提供了大量的素材及技术支持，在此一并表示感谢。由于作者水平和编写时间有限，书中欠妥错误之处在所难免。作者真诚希望广大读者朋友和各位同仁能够及时指出书中任何需要修改的地方，共同促进本书质量的提高。最后，在此与大家共勉！

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2012 年 8 月
作者