书籍详情
MATLAB科学计算与可视化仿真宝典
作者：刘正君 编著
出版社：电子工业出版社
出版时间：2009-04-01
ISBN：9787121085796
定价：¥89.00
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内容简介
本书共27章，分为4个部分，详细讲解MATLAB的计算和数据表现功能，介绍利用MATLAB对科学问题进行计算与仿真，并针对部分专业问题，给出利用MATLAB进行模拟程序和仿真结果。 本书第1部分包括第1～6章，介绍MATLAB基本知识：数据类型、向量与矩阵的定义、表达式、程序结构与优化、文件处理。同时，还给出一些实用经验促进读者更好地利用该软件。第2部分包括第7～1 5章，详细介绍基本科学问题的求解方法，如线性方程组、超越方程、数据拟合与插值、最值问题、随机数、微分方程组、积分运算、数学变换、特殊函数等。第3部分包括第16～18章，具体介绍二维和三维图形的绘制、用户图形界面设计等。第4部分包括第19～27章，具体介绍混沌、分形、元胞自动机、光学现象、机械运动、常用算法等方面的编程知识。本书写作结构清晰，图形与程序结合，实例丰富，实用性强。通过实例详细地对实际问题进行了剖析享#讲解如何用程序实现。本书适合有一定数学基础和专业知识、对MATLAB不熟悉的人士，以及利用MATLAB进行数值模拟研究的人员参考使用，也可作为学校或研究机构及企业中利用MATLAB进行数值计算的教程，或自学MATl AB的读者的参考用书。
作者简介
刘正君，毕业于哈尔滨工业大学光学专业，理学博士。主要研究方向包括图像加密、光学变换、光束整形、混沌、分形、元胞自动机等。MATLAB论坛技术版的版主，有大量MATLAB程序编写经验，以及使用MATLAB技术近8年时间的积累，尤其对数值计算和可视化等方面有深入研究。从教40年，主持多项科学研究和教学研究课题，编著7种著作，在《计算机学报》等刊物发表论文30余篇，《数字逻辑》教材在全国第二届普通高等学校优秀教材评选中获国家教委一等奖。
目录
第1部分 基础篇
第1章 MATLAB科学计算基础
1.1 认识MATLAB
1.2 安装说明
1.3初学者如何开始使用MATLAB
1.4 如何获取帮助
1.4.1 本地帮助
1.4.2 网上求助
1.5 路径设定与转换
1.6 偏好设置
1.7 添加工具箱
1.8 小结
第2章 理解MATLAB的数据类型
2.1 double型数据
2.2 字符串
2.2.1 字符串的定义
2.2.2 字符串操作函数
2.3 cell结构
2.3.1 图形化表示cellI的内容
2.3.2 检查变量是否为cell结构
2.4 结构型
2.5.8 位整型数据
2.6 不同数据类型之间的转化
2.7 变量与常量
2.8 小结
第2章 向量与矩阵运算
3.1 向量的定义
3.2 向量运算函数
3.2.1 判断矩阵是否为向量
3.2.2 向量的长度
3.2.2 向量的外积
3.2.4 向量的内积
3.2.5 求解线性趋势项
3.2.6 反转向量顺序
3.3 集合的定义及相关运算
3.3.1 集合的交集
3.2.2 集合中元素的判断
3.3.3 两个集合的差集
2.3.4 集合异或运算
3.2.5 集合的并集
3.3.6 去除重复的元素
3.4 矩阵生成方法
3.5 特殊矩阵的生成
3.6 矩阵计算的基本函数
3.6.1 大小及索引问题
3.6.2 矩阵整形
3.6.3 对角矩阵
3.6.4 矩阵旋转与移动
3.6.5 矩阵大小的增减
3.6.6 矩阵的本征值
3.7 高维数组
3.7.1 计算数组维数
3.7.2 删除单独的维数
3.7.3 移动数组维的顺序
3.7.4 改变数组的维数
3.7.5 计算高维函数的离散形式
3.8 小结
第4章 表达式
4.1 算术表达式
4.2 关系表达式
4.3 逻辑运算
4.3.1 基本运算
4.3.2 腐蚀与膨胀运算
4.4 符号计算
4.4.1 变量的定义
4.4.2 赋值函数的使用
4.4.3 符号微积分
4.5 多项式运算
4.5.1 多项式的定义
4.5.2 特殊函数与特殊多项式
4.5.3 多项式的运算
4.6 卷积与相关
4.6.1 计算二维离散卷积
4.6.2 计算线相关系数
4.7 表达式的应用技巧
4.7.1 符号表达式转化为字符串
4.7.2 对变量的调用
4.7.3 含变化参数的符号计算
4.7.4 用函数实现赋值
4.7.5 调用maple函数来计算
4.7.6 符号表达式的转化
4.7.7 数值型矩阵转化为符号矩阵
4.7.8 复合函数的应用
4.7.9 建立抽象函数
4.8 小结
第5章 程序结构与优化
5.1 条件语句
5.2 switch语句
5.3 循环结构
5.4 递归结构
5.5 人机交互函数
5.6 程序加速
5.7 程序注释
5.8 常见错误的调试
5.8.1 语法错误
5.8.2 非语法错误
5.9 小结
第6章 文件处理
6.1 脚本文件
6.2 函数文件
6.2.1 函数的定义
6.2.2 输入输出参数的控制
6.2.3 使用内联函数
6.2.4 分段函数
6.2.5 子函数和私有函数
6.3 函数文件与脚本文件的比较
6.4 数据文件
6.4.1 常用的数据文件读入函数
6.4.2 常用数据的写入函数
6.5 图片文件
6.5.1 读入多种格式的图片文件
6.5.2 把数据写到一个图片文件
6.5.3 把矩阵保存为图片文件
6.5.4 打印当前图形文件
6.6 视频和音频文件
6.7 文件批处理结构
6.7.1 改变MATLAB的当前路径
6.7.2 复制文件
6.7.3 删除文件
6.7.4 保存命令窗中的会话内容
6.7.5 指定路径下的所有文件名
6.7.6 编辑一个文件
6.7.7 文件各个部分的信息
6.7.8 建立完整的文件名
6.7.9 列出内存中的函数名
6.7.1 建立新的文件夹
6.7.1 1记录当前路径信息
6.7.1 2删除一个路径
6.7.1 3显示M文件的全部内容
6.7.1 4列出当前路径下的内容
6.7.1 5基本结构
6.7.1 6无规则文件名的处理
6.8 小结
第2部分 科学计算
第7章 线性方程组
7.1 基础MATLAB函数
7.1.1 矩阵的cholesky分解
7.1.2 矩阵的不完全Cholesky分解
7.1.3 提取矩阵的对角元素
7.1.4 求本征值和本征向量
7.1.5 矩阵的基本运算
7.1.6 矩阵的LU分解
7.1.7 矩阵的不完全LU分解
7.1.8 矩阵范数的计算
7.1.9 计算伪逆矩阵
7.1.10矩阵的QR分解
7.1.11计算矩阵的秩与迹
7.2 矩阵求逆法
7.3 消元法
7.4 矩阵分解算法
7.5 迭代法
7.6 共轭梯度法解方程组
7.7 小结
第8章 超越方程的求解
8.1 函数解法
8.2 数值方法
8.3 小结
第9章 数据拟合与插值
9.1 拟合基础
9.2 最小二乘拟合
9.3 多项式拟合
9.4 非线性拟合
9.5 Lagrange插值
9.6 Hermite插值
9.7 样条插值
9.8 二维插值
9.9 小结
第10章 最值问题的求解
10.1 极值计算
10.2 最值
10.3 利用极值画包络线
10.4 小结
第11章 随机数的应用
11.1 随机数的产生
11.2 随机数的使用
11.3 统计量的计算
11.4 回归分析
11.5 小结
第12章 微分方程组的计算
12.1 极限
12.2 全导数
12.3 dsolve函数
12.4 ode系列函数
12.5 打靶法
12.6 时滞微分方程
12.7 偏微分方程
12.8 利用微分算积分
12.9 小结
第13章 积分运算
13.1 级数求和
13.2 离散积分的计算
13.3 奇异积分计算
13.4 小结
第14章 数学变换运算
14.1 分数傅里叶变换
14.2 菲涅尔变换
14.3 Harrier变换
14.4 离散正/余弦变换
14.5 分数随机变换
14.6 汉克尔(Hankel)变换
14.7 小波变换
14.8 小结
第15章 特殊函数
15.1 Bessel函数
15.2 Hermite函数
15.3 阶乘函数与Gamma函数
15.4 Beta函数
15.5 其他特殊数学函数
15.6 小结
第3部分数据可视化仿真
第16章 二维数据可视化
16.1 基本命令
16.2 图形编辑
16.3 自定义特殊图形样式
16.4 基本图形的绘制
16.5 多图布局
16.6 图像处理函数
16.7 动画的绘制
16.8 图形的保存
16.9 小结
第17章 三维数据可视化
17.1 基本函数
17.2 彩色图及颜色条
17.3 视角与光照
17.4 图形的注释
17.5 小结
第18章 用户图形界面设计
18.1 菜单设计
18.2 自定义工具条
18.3 控件设计
18.4 对话框
18.5 实例
18.6 小结
第4部分科学问题编程
19章 MATLAB建模基础
19.1 抽象模型
19.2 离散采样方法
19.3 算法结构设计
19.4 实例仿真
19.5 验证方法
19.6 算法优化
19.7 小结
第20章 混沌现象
20.1 离散混沌
20.2 微分方程中的分岔和混沌行为
20.3 混沌吸引子
20.4 Lyapunov指数
20.5 小结
第21章 分形图形
21.1 基本分形图
21.2 迭代函数系统
21.3 递归算法
21.4 分维的计算
21.5 小结
第22章 元胞自动机
22.1 奇偶规则
22.2 砂堆规则
22.3 细菌生长模型
22.4 气体扩散
22.5 蚂蚁规则
22.6 六边形格子的粒子运动
22.7 小结
第23章 晶体生长模拟
23.1 随机布朗运动
23.2 扩散限制凝聚(DLA)
23.3 随机吸附
23.4 随机向心吸附
23.5 小结
第24章 光学现象模拟
24.1 网格上的鱼眼
24.2 计算全息编码及再现程序
24.3 光的等厚干涉
24.4 杨氏双缝干涉
24.5 牛顿环
24.6 小结
第25章 机械运动模拟
25.1 凸轮机构绕中轴线旋转
25.2 阻尼运动
25.3 连杆机构的运动模拟
25.4 凸轮的转动
25.5 小结
第26章 经济和金融问题的求解
26.1 金融工具箱介绍
26.2 时间序列预测模型
26.3 经济学模型
26.4 规划问题求解
26.5 小结
第27章 常用算法及MATLAB实现
27.1 遗传算法
27.2 模拟退火算法
27.3 分步傅里叶算法
27.4 蚁群算法
27.5 分水岭算法
27.6 粒子群优化算法
27.7 BP算法
27.8 最短路径Dijkstra和floyd算法
27.9 3个圆的外切圆算法
27.10小结
附录A 网络程序下载地址
参考文献
第1章 MATLAB科学计算基础
1.1 认识MATLAB
1.2 安装说明
1.3初学者如何开始使用MATLAB
1.4 如何获取帮助
1.4.1 本地帮助
1.4.2 网上求助
1.5 路径设定与转换
1.6 偏好设置
1.7 添加工具箱
1.8 小结
第2章 理解MATLAB的数据类型
2.1 double型数据
2.2 字符串
2.2.1 字符串的定义
2.2.2 字符串操作函数
2.3 cell结构
2.3.1 图形化表示cellI的内容
2.3.2 检查变量是否为cell结构
2.4 结构型
2.5.8 位整型数据
2.6 不同数据类型之间的转化
2.7 变量与常量
2.8 小结
第2章 向量与矩阵运算
3.1 向量的定义
3.2 向量运算函数
3.2.1 判断矩阵是否为向量
3.2.2 向量的长度
3.2.2 向量的外积
3.2.4 向量的内积
3.2.5 求解线性趋势项
3.2.6 反转向量顺序
3.3 集合的定义及相关运算
3.3.1 集合的交集
3.2.2 集合中元素的判断
3.3.3 两个集合的差集
2.3.4 集合异或运算
3.2.5 集合的并集
3.3.6 去除重复的元素
3.4 矩阵生成方法
3.5 特殊矩阵的生成
3.6 矩阵计算的基本函数
3.6.1 大小及索引问题
3.6.2 矩阵整形
3.6.3 对角矩阵
3.6.4 矩阵旋转与移动
3.6.5 矩阵大小的增减
3.6.6 矩阵的本征值
3.7 高维数组
3.7.1 计算数组维数
3.7.2 删除单独的维数
3.7.3 移动数组维的顺序
3.7.4 改变数组的维数
3.7.5 计算高维函数的离散形式
3.8 小结
第4章 表达式
4.1 算术表达式
4.2 关系表达式
4.3 逻辑运算
4.3.1 基本运算
4.3.2 腐蚀与膨胀运算
4.4 符号计算
4.4.1 变量的定义
4.4.2 赋值函数的使用
4.4.3 符号微积分
4.5 多项式运算
4.5.1 多项式的定义
4.5.2 特殊函数与特殊多项式
4.5.3 多项式的运算
4.6 卷积与相关
4.6.1 计算二维离散卷积
4.6.2 计算线相关系数
4.7 表达式的应用技巧
4.7.1 符号表达式转化为字符串
4.7.2 对变量的调用
4.7.3 含变化参数的符号计算
4.7.4 用函数实现赋值
4.7.5 调用maple函数来计算
4.7.6 符号表达式的转化
4.7.7 数值型矩阵转化为符号矩阵
4.7.8 复合函数的应用
4.7.9 建立抽象函数
4.8 小结
第5章 程序结构与优化
5.1 条件语句
5.2 switch语句
5.3 循环结构
5.4 递归结构
5.5 人机交互函数
5.6 程序加速
5.7 程序注释
5.8 常见错误的调试
5.8.1 语法错误
5.8.2 非语法错误
5.9 小结
第6章 文件处理
6.1 脚本文件
6.2 函数文件
6.2.1 函数的定义
6.2.2 输入输出参数的控制
6.2.3 使用内联函数
6.2.4 分段函数
6.2.5 子函数和私有函数
6.3 函数文件与脚本文件的比较
6.4 数据文件
6.4.1 常用的数据文件读入函数
6.4.2 常用数据的写入函数
6.5 图片文件
6.5.1 读入多种格式的图片文件
6.5.2 把数据写到一个图片文件
6.5.3 把矩阵保存为图片文件
6.5.4 打印当前图形文件
6.6 视频和音频文件
6.7 文件批处理结构
6.7.1 改变MATLAB的当前路径
6.7.2 复制文件
6.7.3 删除文件
6.7.4 保存命令窗中的会话内容
6.7.5 指定路径下的所有文件名
6.7.6 编辑一个文件
6.7.7 文件各个部分的信息
6.7.8 建立完整的文件名
6.7.9 列出内存中的函数名
6.7.1 建立新的文件夹
6.7.1 1记录当前路径信息
6.7.1 2删除一个路径
6.7.1 3显示M文件的全部内容
6.7.1 4列出当前路径下的内容
6.7.1 5基本结构
6.7.1 6无规则文件名的处理
6.8 小结
第2部分 科学计算
第7章 线性方程组
7.1 基础MATLAB函数
7.1.1 矩阵的cholesky分解
7.1.2 矩阵的不完全Cholesky分解
7.1.3 提取矩阵的对角元素
7.1.4 求本征值和本征向量
7.1.5 矩阵的基本运算
7.1.6 矩阵的LU分解
7.1.7 矩阵的不完全LU分解
7.1.8 矩阵范数的计算
7.1.9 计算伪逆矩阵
7.1.10矩阵的QR分解
7.1.11计算矩阵的秩与迹
7.2 矩阵求逆法
7.3 消元法
7.4 矩阵分解算法
7.5 迭代法
7.6 共轭梯度法解方程组
7.7 小结
第8章 超越方程的求解
8.1 函数解法
8.2 数值方法
8.3 小结
第9章 数据拟合与插值
9.1 拟合基础
9.2 最小二乘拟合
9.3 多项式拟合
9.4 非线性拟合
9.5 Lagrange插值
9.6 Hermite插值
9.7 样条插值
9.8 二维插值
9.9 小结
第10章 最值问题的求解
10.1 极值计算
10.2 最值
10.3 利用极值画包络线
10.4 小结
第11章 随机数的应用
11.1 随机数的产生
11.2 随机数的使用
11.3 统计量的计算
11.4 回归分析
11.5 小结
第12章 微分方程组的计算
12.1 极限
12.2 全导数
12.3 dsolve函数
12.4 ode系列函数
12.5 打靶法
12.6 时滞微分方程
12.7 偏微分方程
12.8 利用微分算积分
12.9 小结
第13章 积分运算
13.1 级数求和
13.2 离散积分的计算
13.3 奇异积分计算
13.4 小结
第14章 数学变换运算
14.1 分数傅里叶变换
14.2 菲涅尔变换
14.3 Harrier变换
14.4 离散正/余弦变换
14.5 分数随机变换
14.6 汉克尔(Hankel)变换
14.7 小波变换
14.8 小结
第15章 特殊函数
15.1 Bessel函数
15.2 Hermite函数
15.3 阶乘函数与Gamma函数
15.4 Beta函数
15.5 其他特殊数学函数
15.6 小结
第3部分数据可视化仿真
第16章 二维数据可视化
16.1 基本命令
16.2 图形编辑
16.3 自定义特殊图形样式
16.4 基本图形的绘制
16.5 多图布局
16.6 图像处理函数
16.7 动画的绘制
16.8 图形的保存
16.9 小结
第17章 三维数据可视化
17.1 基本函数
17.2 彩色图及颜色条
17.3 视角与光照
17.4 图形的注释
17.5 小结
第18章 用户图形界面设计
18.1 菜单设计
18.2 自定义工具条
18.3 控件设计
18.4 对话框
18.5 实例
18.6 小结
第4部分科学问题编程
19章 MATLAB建模基础
19.1 抽象模型
19.2 离散采样方法
19.3 算法结构设计
19.4 实例仿真
19.5 验证方法
19.6 算法优化
19.7 小结
第20章 混沌现象
20.1 离散混沌
20.2 微分方程中的分岔和混沌行为
20.3 混沌吸引子
20.4 Lyapunov指数
20.5 小结
第21章 分形图形
21.1 基本分形图
21.2 迭代函数系统
21.3 递归算法
21.4 分维的计算
21.5 小结
第22章 元胞自动机
22.1 奇偶规则
22.2 砂堆规则
22.3 细菌生长模型
22.4 气体扩散
22.5 蚂蚁规则
22.6 六边形格子的粒子运动
22.7 小结
第23章 晶体生长模拟
23.1 随机布朗运动
23.2 扩散限制凝聚(DLA)
23.3 随机吸附
23.4 随机向心吸附
23.5 小结
第24章 光学现象模拟
24.1 网格上的鱼眼
24.2 计算全息编码及再现程序
24.3 光的等厚干涉
24.4 杨氏双缝干涉
24.5 牛顿环
24.6 小结
第25章 机械运动模拟
25.1 凸轮机构绕中轴线旋转
25.2 阻尼运动
25.3 连杆机构的运动模拟
25.4 凸轮的转动
25.5 小结
第26章 经济和金融问题的求解
26.1 金融工具箱介绍
26.2 时间序列预测模型
26.3 经济学模型
26.4 规划问题求解
26.5 小结
第27章 常用算法及MATLAB实现
27.1 遗传算法
27.2 模拟退火算法
27.3 分步傅里叶算法
27.4 蚁群算法
27.5 分水岭算法
27.6 粒子群优化算法
27.7 BP算法
27.8 最短路径Dijkstra和floyd算法
27.9 3个圆的外切圆算法
27.10小结
附录A 网络程序下载地址
参考文献
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