《Matlab》教学大纲

《Matlab》教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：

中文名称：Matlab

英文名称：Matlab

课程类别：专业选修课

适用专业：电子信息科学与技术

预修课程（编号）：高等数学、C语言程序设计

课程简介：Matlab是一个可视化的计算程序，被广泛地应用在科学运算领域里。它具有功能强大、使用简单等特点，内容包括：数值计算、符号运算、数据拟合、图形图像处理、程序设计方法、系统模拟和仿真分析等功能。本课程的目的是使学生能够运用Matlab进行一般的工程计算，掌握Matlab的基本技术，为将来从事工程技术方面的产品开发、科学研究、工程计算和管理打下一定的基础。

二、课程性质和教学目的

1．本课程是电子专业的一门重要技术基础课，是一门面向应用的专业选修课程。

2．本课程的基本任务是使学生了解Matlab特点、熟悉Matlab环境、掌握Matlab的基本使用方法。

掌握Matlab中变量和函数的有关概念、以及矩阵和多项式的构造方法；掌握数组运算和矩阵运算，并能够使用常用的函数进行简单问题的求解；掌握符号变量和符号表达式的定义，并能用符号运算解决一般的微积分和方程求解问题；掌握Matlab程序设计的基本控制转移语句，学会使用简单M文件的编程；掌握二维平面图形和三维立体图形的绘制方法，进行数据可视化处理；

理解用户图形界面程序的构造，掌握编程方法。

3．通过本课程的学习，使学生能够运用Matlab进行一般的工程计算，掌握Matlab的基本技术（基本计算、矩阵处理、符号运算和图形显示技术等），为将来从事工程技术方面的产品开发、科学研究、工程计算和管理打下一定的基础。

三、推荐教材和参考书目

推荐教材：王沫然编，《Matlab与科学计算》（第2版），北京：电子工业出版社，2003

参考书目：

1．苏晓生编著，《掌握Matlab 6.0及其工程应用》，北京：北京科学出版社，2002

2．M a g r a b,E d w a r d B.著，高会生等译，《M a t l a b原理与工程应用》，北京：电子工业出版社，2002 3．精锐创作组编著，《M a t l a b6.0科学运算完整解决方案》，北京：人民邮电出版社，2001

四、教学内容与课时分配

1．学时与学分：学时52学时（讲授26学时，上机26学时），周学时4学时，2.5学分。

2．具体内容与课时分配：

第一章Matlab概述（4学时）

本章主要介绍MA TLAB 的主要功能、MA TLAB命令窗口、文件管理以及MA TLAB帮助系统。通过本章教学，使学生熟悉MA TLAB的工作环境和帮助系统。在本章中还应结合本课程的特点向学生介绍学习方法，说明教材的选用和相关参考资料，提出本课程的学习要求、考核要求和纪律要求。

教学内容：

1.Matlab简介

2.Matlab的工作环境

3.Matlab帮助系统

精讲内容：Matlab帮助系统

略讲内容：Matlab简介、Matlab的工作环境

上机内容：熟悉Matlab软件

本章主要介绍MATLAB的数据类型及MATLAB的程序设计功能。通过本章教学和上机实验，使学生熟练掌握MATLAB语言的基础概念、基本内容，掌握MATLAB中数据类型的表示、判断及其相关操作，使学生掌握 M文件的编写方法、编程技巧等。

教学内容：

1.了解Matlab的各种数据类型；

2.掌握Matlab的运算符与操作符的含义和用法；

3.掌握Matlab基本表达式并了解其常用函数分类；

4.熟练掌握Matlab 的程序结构（顺序结构、循环结构和分支结构）与流程控制语句；

5.了解并初步掌握Matlab 的数据文件的读写；

6.学会Matlab 的M文件的编写方法，包括命令文件和函数文件。了解M文件的调试命令和调

试方法。

精讲内容：Matlab的数据类型与运算符、表达式及常用函数、Matlab 的程序结构与流程控制语句。

略讲内容：Matlab 的数据文件的读写。

上机内容：变量类型及命令窗；函数、流程控制语句；M文件开发及程序调试。

第三章矩阵、数组和符号运算（14学时）

本章主要介绍MA TLAB基础的数学运算，介绍数值计算功能中的矩阵、数组和符号计算。包括：矩阵、多项式、傅里叶变换、函数、微分方程、稀疏矩阵等方面的表示和运算。

通过本章教学和上机实验，使学生掌握使用MA TLAB进行矩阵和数组的创建、存储、计算，掌握使用MA TLAB进行数学运算的基本方法，掌握MA TLAB的符号数学工具箱中的主要功能的实现，并为解决实际问题打好基础，以便很好地利用这些功能解决实际问题和开展科学研究工作。

教学内容：

1.熟练掌握矩阵的创建。

2.掌握矩阵运算和数组运算。

3.学会如何使用矩阵运算函数和数组运算函数。

4.注意区分矩阵和数组的差别，特别是运算符的差别。

5.了解多项式的创建方法和基本运算。

6.了解MA TLAB的符号变量，掌握MA TLAB 符号表达式、符号矩阵的两种创建方法。

7.掌握MA TLAB 符号数学函数的创建。

8.掌握符号矩阵的基本运算及MA TLAB 关于不同精度的控制方法。

9.掌握符号微积分内容，包括求函数的极限、对符号表达式求导数和微分、符号积分、符号求和、

傅立叶变换及其逆变换等。

10.掌握各种符号方程的求解方法和函数命令。

11.了解MA TLAB 可视化的符号函数分析界面及使用。

12.初步了解MAPLE 的符号资源。

精讲内容：矩阵的创建、矩阵运算和数组运算、符号微积分内容、各种符号方程的求解方法和函数命令。

略讲内容：矩阵运算函数和数组运算函数、MA TLAB 可视化的符号函数分析界面及使用、MAPLE 的符号资源。

上机内容：矩阵、数组的基本运算；基本的微积分函数。

本章主要介绍MATLAB的数据可视化方法。通过本章教学和上机实验，使学生掌握MATLAB常用的图形如二维或三维基本图形和特殊图形的绘制及处理方法。

教学内容：

1.掌握图形窗口的创建与控制，以及图形窗口的基本操作；

2.熟练掌握二维和三维绘图基本的命令、着色、线型控制；

3.初步掌握用特殊的图形来表现特殊数据的性质，如面积图、直方图、饼图等。

4.了解在极坐标、柱坐标和球坐标系下绘制图形。

5.掌握坐标轴的控制和图形标注命令及其用法。

6.了解句柄图形的概念和图形对象的结构层次、掌握图形对象属性的获取及利用图形对象属性编

辑器设置对象属性的方法。

7.掌握用GUI 设计用户界面菜单对象和用户界面控制对象的方法。

精讲内容：图形窗口的创建与控制及图形窗口的基本操作；二维和三维绘图基本的命令、着色、线型控制；坐标轴的控制和图形标注命令及其用法；用GUI 设计用户界面菜单对象和用户界面控制对象的方法。

略讲内容：用特殊的图形来表现特殊数据的性质；在极坐标、柱坐标和球坐标系下绘制图形。

上机内容：Matlab绘制图形、图形用户界面设计。

第五章综合实例（10学时）

本章主要介绍MA TLAB的动态系统建模和仿真方法；MA TLAB与图像处理及应用实例。通过本章教学和上机实验，使学生熟悉Simulink的工作环境和掌握MA TLAB中的Simulink的基本操作；通过综合实例学习，为解决实际问题打好基础。

精讲内容：MA TLAB与图像处理

略讲内容：Simulink仿真环境、MA TLAB的工具箱、MA TLAB在多领域的应用。

上机内容：应用实例

五、需要说明的问题

1.教学采用理论教学和实践教学相结合的方式，授课、上机练习和自学相结合。本课程在机

房上课，讲练结合。内容大体分为精讲、略讲和上机三部分。精讲的内容为课程中的重点

或难点；略讲部分的内容给出主要思想和思路，引导学生自学完成。全程使用电子教案和

多媒体教学设备，为学生提供电子教案和所有实例的源程序。

2.上机部分是本课程的重要组成部分，是培养学生解决问题能力的重要环节。必须保证学生

有足够的上机时间。通过这些实验的训练，使学生掌握Matlab软件的基本使用方法，进一

步加深学生对课程内容的理解，并能借助此工具分析和解决其它课程当中出现的实际问题。

3.期末考试占60％，平时成绩占40％。