第1章　MATLAB概述

MATLAB是一种功能十分强大、运算效率很高的专业计算机程序，用于工程科学的矩阵数学运算，全称是Matrix Laboratory。起初它是一种专门用于矩阵运算的软件，但经过多年的发展，MATLAB逐渐发展成为一种极其灵活的计算体系，可以解决科学计算中大多数的重要技术问题。MATLAB程序使用MATLAB语言，并提供了极其广泛的预定义函数库，拥有令人“难以置信”的各种丰富的函数，即使是基本版本的MATLAB语言拥有的函数也比其他的工程编程语言要丰富得多。基本的MATLAB语言已经拥有超过1000个函数，而它的工具箱含有更多的函数，由此扩展了它在许多专业领域的功能。

本章主要介绍MATLAB的一些基本情况，主要包括MATLAB的发展历史和MATLAB R2020a的新特点等。

1.1　MATLAB简介

MATLAB最初是由克利夫·莫勒（Cleve Moler）用Fortran语言设计的，有关矩阵的算法来自LINPACK和EISPACK课题的研究成果。现在的MATLAB是MathWorks公司用C语言开发的。本节主要介绍MATLAB的发展、优点及缺点。

1.1.1　MATLAB的发展

起初，MATLAB是专门用于矩阵运算的一种数学软件，伴随着MATLAB的市场化，其功能也越来越强大，从MATLAB 4.1开始，MATLAB开始拥有自己的符号运算功能，从而可以代替其他一些专用的符号运算软件。

在MATLAB环境下，用户可以进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入/输出、文件管理等多项操作，MATLAB还提供了数据分析、算法实现与应用开发的交互式开发环境。

20世纪70年代中期，美国新墨西哥州立大学计算机系主任Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金会的资助下，开发了调用LINPACK和EISPACK的Fortran子程序。20世纪70年代后期，Cleve Moler博士编写了相应的接口程序，并将其命名为MATLAB。

1983年，杰克·利特尔（Jack Little）、Cleve Moler、史蒂夫·班格特（Steve Bangert）等一起合作开发了第2代专业版MATLAB。1984年，Cleve Moler博士和一批数学专家、软件专家成立了MathWorks公司，继续MATLAB软件的研制与开发，并着力将软件推向市场。

1987年，MathWorks公司推出了MATLAB 4.1，1996年推出了MATLAB 5.0，2001年推出了MATLAB 6.x，2004年推出了MATLAB 7.0。

2020年3月，MathWorks公司推出了MATLAB R2020a，简化了安装流程并新增了大量功能。MATLAB R2020a是针对专业的研究人员打造的一款实用数学运算软件，提供了丰富的数学符号和公式，并且与主流的编程软件兼容。

1.1.2　MATLAB的优点

与其他的计算机高级语言相比，MATLAB有着许多非常明显的优点，介绍如下。

1．简单易学

MATLAB允许用户以数学形式的语言编写程序，用户在命令行窗口中输入命令即可直接得到结果，这比C、Fortran和Basic等高级语言都要方便得多。由于它是用C语言开发的，它的流程控制语句与C语言中的相应语句几乎一致，所以，初学者只要有C语言的基础，就会很容易掌握MATLAB语言。

2．简短、高效的源代码

由于MATLAB已经将数学问题的具体算法编成了现成的函数，用户只要熟悉算法的特点、使用场合、函数的调用格式和参数意义等，通过调用函数很快就可以解决问题，而不必花大量的时间“纠缠”于具体算法的实现。

3．强大的矩阵运算功能

MATLAB具有强大的矩阵运算功能，利用一般的符号和函数不仅可以对矩阵进行加、减、乘、除运算，以及转置、求逆运算，而且可以处理稀疏矩阵等特殊的矩阵，非常适合有限元等大型数值算法的编程。此外，该软件现有的工具箱，可以用于解决实际应用中的大多数数学问题。