1.1　MATLAB软件介绍

MATLAB主要由MATLAB主程序、Simulink动态系统仿真和MATLAB工具箱三大部分组成。其中：

（1）MATLAB主程序包括MATLAB语言、工作环境、句柄图形、数学函数库和应用程序接口五个部分；

（2）Simulink是用于动态系统仿真的交互式系统，允许用户在屏幕上绘制框图来模拟一个系统，并能动态地控制该系统，目前的Simulink可以处理线性、非线性、连续、离散、多变量及多系统；

（3）工具箱实际就是用MATLAB的基本语句编写的各种子程序集和函数库，用于解决某一方面的特定问题或实现某一类的新算法，它是开放性的，可以应用，也可以根据自己的需要进行扩展。

MATLAB工具箱大体可分为功能性的工具箱和学科性的工具箱两类。

（1）功能性的工具箱主要用于扩展MATLAB的符号计算功能、图形建模功能、文字处理功能和与硬件的实时交互过程，例如符号计算工具箱等；

（2）学科性的工具箱则有较强的专业性，用于解决特定的问题，例如信号处理工具箱和通信工具箱。

1.1.1　MATLAB语言

MATLAB编程语言是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许按照数学习惯的方式编写程序。由于它符合人们思维方式的编写模式，使得该语言比Basic、Fortran、C、Pascal等高级语言更容易学习和应用。

MATLAB语言以矢量和矩阵为基本的数据单元，包含流程控制语句（顺序、选择、循环、条件转移和暂停等）、大量的运算符、丰富的函数，多种数据结构输入输出以及面向对象编程。这些既可以满足简单问题的求解，也适合于开发复杂的大型程序。

MATLAB不仅仅是一套打包好的函数库，同时也是一种高级的面向对象的编程语言。使用MATLAB能够卓有成效地开发自己的程序，MATLAB自身的许多函数包括所有的工具箱函数都是用M文件实现的。

1.1.2　MATLAB绘图功能

MATLAB句柄图形控制系统是MATLAB数据可视化的核心部分。它既包含对二维和三维数据的可视化、图形处理、动画制作等高层次的绘图命令，也包含可以修改图形局部及编制完整图形界面的低层次绘图命令。

这些功能可使用户创建富有表现力的彩色图形，可视化工具包括曲面渲染、线框图、伪彩图、光源、三维等位线图、图像显示、动画、体积可视化等。同时MATLAB还提供了句柄图形机制，使用该机制可对图形进行灵活的控制。使用GUIDE工具可以方便地使用句柄图形创建自己的GUI界面。

1.1.3　MATLAB数学函数库

MATLAB拥有500多种数学、统计及工程函数，可使用户立刻实现所需的强大的数学计算功能。这些函数是由各领域的专家学者开发的数值计算程序，使用了安全、成熟、可靠的算法，从而保证了最大的运算速度和可靠的结果。

MATLAB内置的强大数学函数库既包含了最基本的数学运算函数，例如求和、正弦、余弦等函数，也包含了丰富的复杂函数，例如矩阵特征值、矩阵求逆、傅里叶变换等函数。

1.1.4　MATLAB应用程序接口

MATLAB应用程序接口是通过MATLAB的API库完成的，MATLAB通过对API库函数的调用可以实现与其他应用程序交换数据。同样，用户也可在其他语言中通过该接口函数库调用MATLAB的程序。

MATLAB应用程序接口中的内容包括实时动态连接外部C或Fortran应用函数，独立C或Fortran程序中调用MATLAB函数输入输出各种MATLAB及其他标准格式的数据文件，创建图文并茂的技术文档，包括MATLAB图形、命令，并可通过Word输出。