MATLAB科学计算与可视化仿真宝典

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出版者:
作者:刘正君
出品人:
页数:662
译者:
出版时间:2009-4
价格:89.00元
装帧:
isbn号码:9787121085796
丛书系列:
图书标签:
  • Matlab
  • 软件工具书
  • 编程
  • 数据处理
  • 可视化
  • MATLAB
  • 科学计算
  • 可视化
  • 仿真
  • 工程计算
  • 数值分析
  • 算法
  • 数学建模
  • 数据分析
  • 图像处理
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具体描述

《MATLAB科学计算与可视化仿真宝典》,是解决各种研究和应用中实际问题的最佳参考资料。作者多年从事MATLAB的应用研究工作,在图像加密、光学变换、光束整形、混沌、分形、元胞自动机等领域有丰富的经验。《MATLAB科学计算与可视化仿真宝典》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。《MATLAB科学计算与可视化仿真宝典》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7-15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。

MATLAB科学计算与可视化仿真宝典:内容揭秘 本书是一本深入探讨 MATLAB 在科学计算、数据分析、算法开发以及可视化仿真应用的权威指南。内容涵盖了从基础语法到高级建模的广泛领域,旨在帮助读者掌握运用 MATLAB 解决复杂科学和工程问题的强大能力。 第一部分:MATLAB 基础与核心计算 本部分将带领读者全面了解 MATLAB 的基本环境与核心功能。 MATLAB 基础入门: 详细介绍 MATLAB 的工作环境,包括命令窗口、编辑器、工作区、路径浏览器等。学习如何进行变量赋值、数据类型(如数值型、字符型、逻辑型、结构体、元胞数组)的使用,以及 MATLAB 的向量化运算思想,这是提升计算效率的关键。 数据管理与操作: 深入讲解 MATLAB 如何处理各种数据格式,包括文件的读写(如 `.mat` 文件、文本文件、Excel 文件、图像文件)。学习数据的导入、导出、清洗、重塑和预处理技术,为后续的分析和建模打下坚实基础。 矩阵运算与线性代数: 重点阐述 MATLAB 强大的矩阵运算能力。涵盖矩阵的创建、索引、算术运算、乘法、求逆、转置、特征值分解、奇异值分解等。通过丰富的示例,展示如何利用 MATLAB 高效解决线性方程组、特征值问题等经典数学问题。 数值计算与优化: 学习 MATLAB 在数值计算方面的强大功能,包括函数插值(线性、样条、多项式)、数值积分(定积分、不定积分)、微分方程求解(常微分方程、偏微分方程的数值方法)、傅里叶变换(FFT)、滤波器设计等。还将介绍 MATLAB 的优化工具箱,包括无约束和约束优化问题,以及最小二乘法等。 符号计算: 探索 MATLAB 的符号数学工具箱,学习如何进行符号变量的定义、符号表达式的化简、求导、积分、极限计算,以及符号方程的求解。这将为分析和推导提供精确的数学工具。 第二部分:数据分析与信号处理 本部分聚焦于如何利用 MATLAB 进行深入的数据分析和信号处理。 统计分析: 掌握 MATLAB 在统计学方面的应用,包括描述性统计(均值、方差、标准差、中位数)、概率分布(正态分布、泊松分布等)、假设检验(t检验、卡方检验)、回归分析(线性回归、多项式回归)、方差分析(ANOVA)等。 信号处理基础: 介绍信号处理的基本概念,包括离散时间信号、连续时间信号、采样、量化、频谱分析。学习 MATLAB 在信号生成、滤波(低通、高通、带通、带阻)、卷积、相关性分析、功率谱密度估计等方面的应用。 高级信号处理技术: 进一步探讨更复杂的信号处理技术,如滤波器设计(FIR、IIR)、自适应滤波、小波分析、短时傅里叶变换(STFT)、希尔伯特变换等,并展示其在噪声抑制、特征提取、信号去模糊等方面的实际应用。 第三部分:可视化仿真与模型构建 本部分将引领读者进入 MATLAB 的可视化仿真世界,学习如何构建和分析动态系统。 二维与三维绘图: 详细介绍 MATLAB 强大的绘图功能,包括 `plot`、`scatter`、`bar`、`hist` 等基础绘图函数,以及 `surf`、`mesh`、`contour` 等三维绘图函数。学习如何定制图形的坐标轴、图例、标题、颜色、线型,以及创建子图、动画等。 可视化进阶: 探索更高级的可视化技巧,包括交互式绘图、数据可视化的高级选项(如 `scatter3`、`slice`、`isosurface`),以及如何利用 `annotation`、`patch` 等命令创建更具表现力的图形。 Simulink 建模入门: 介绍 Simulink 环境,这是一个强大的图形化建模和仿真平台。学习如何使用 Simulink 库中的模块搭建基本框图模型,如信号发生器、滤波器、控制器等。 Simulink 仿真与分析: 深入讲解 Simulink 的仿真机制,包括仿真步长、仿真模式、求解器选择。学习如何对仿真模型进行参数调优、性能分析,以及使用 Scope 模块实时查看信号。 动态系统仿真: 运用 Simulink 对各种动态系统进行建模与仿真,例如控制系统(PID 控制器、状态空间控制器)、机械系统、电路系统、通信系统等。展示如何通过仿真来理解系统行为、验证设计方案。 模型构建与验证: 介绍如何将算法转化为 Simulink 模型,以及如何进行模型验证和代码生成。学习如何利用 MATLAB 算法进行 Simulink 模型的初始化和参数配置。 第四部分:应用案例与进阶主题 本部分将通过一系列实际应用案例,展示 MATLAB 在不同领域的强大威力,并介绍一些进阶主题。 控制系统设计与仿真: 涵盖 PID 控制器设计、状态空间法、根轨迹法、频率响应分析等经典控制理论,并展示如何利用 MATLAB 和 Simulink 进行实际的控制系统设计与仿真。 图像处理与计算机视觉: 学习 MATLAB 在图像处理方面的应用,包括图像的读写、增强、滤波、边缘检测、特征提取、图像分割等。还将介绍一些基础的计算机视觉概念和 MATLAB 实现。 机器学习与数据挖掘: 介绍 MATLAB 的机器学习工具箱,学习如何构建、训练和评估各种机器学习模型,如线性回归、逻辑回归、支持向量机(SVM)、决策树、神经网络等。 信号与系统建模: 结合信号处理和系统建模,展示如何对通信系统、生物医学信号、经济数据等进行建模和分析。 算法开发与部署: 探讨如何将 MATLAB 算法进行封装、优化,并为生成可执行文件或部署到其他平台做准备。 本书通过详细的理论阐述、丰富的代码示例和贴近实际的应用案例,旨在帮助读者全面掌握 MATLAB 的科学计算与可视化仿真能力,为解决复杂的科学和工程问题提供有力的支持。无论您是初学者还是有一定基础的工程师、研究人员,本书都将是您学习和实践 MATLAB 的理想伙伴。

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读后感

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用户评价

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这本书给我带来的不仅仅是知识的增长,更是一种思维方式的转变。在此之前,我对于“科学计算”和“可视化仿真”这些概念,总觉得离我比较遥远,只存在于理论书籍或专业软件中。然而,《MATLAB科学计算与可视化仿真宝典》以一种极其贴近实际应用的方式,让我看到了 MATLAB 在解决实际科学问题中的强大力量。书中的案例涉及了物理、工程、生物、经济等多个学科领域,每一个案例都围绕着一个具体的科学问题,然后展示如何运用 MATLAB 的各种工具来分析、建模和仿真。我尤其被书中关于“图像处理与识别”以及“模式识别”的内容所吸引,它让我明白了如何利用 MATLAB 的强大算法库来处理图像、提取特征,并进行分类和识别,这对于我正在进行的一些机器学习研究非常有启发。书中对各种算法的原理讲解,以及在 MATLAB 中的具体实现,都做到了深入浅出。而且,那些精美的可视化效果,更是让我深刻体会到“眼见为实”的道理,通过直观的图形,能够比枯燥的数字更能揭示事物的本质。这本书的价值,远不止于一本技术手册,它更像是一本引人入胜的科学探索指南。

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对于我这样一个在统计学领域摸索多年的学习者来说,数据处理和可视化一直是我的痛点。传统的统计软件虽然功能强大,但在灵活性和自定义性方面总感觉有所欠缺。而《MATLAB科学计算与可视化仿真宝典》的出现,简直就是为我量身定做的。书中关于数据分析和处理的章节,详尽地介绍了 MATLAB 在数据导入、清洗、转换、降维等方面的各种实用技巧,让我能够更高效地处理海量数据。而让我真正惊喜的是其强大的可视化能力,从基础的散点图、折线图,到复杂的网络图、热力图,再到令人惊叹的交互式三维可视化,书中都提供了清晰的代码示例和详细的解释。我尝试着将我的一些研究数据用书中的方法进行可视化,结果令人非常满意,不仅能够清晰地展现数据规律,还能发现之前被忽略的隐藏信息。此外,书中关于“时间序列分析”和“回归模型”的应用案例,也为我的统计建模工作提供了宝贵的参考。这本书不仅提升了我的数据处理和分析技能,更重要的是,它让我看到了用一种更直观、更强大的方式来理解和呈现科学数据。

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这本书真是让我大开眼界,简直是我在 MATLAB 学习道路上的“定海神针”。我之前一直觉得 MATLAB 只是用来做一些基础的数学计算,对它的可视化和仿真能力知之甚少。然而,这本书就像一位循循善诱的老师,用清晰易懂的语言,配合丰富的案例,一步步地将我引入 MATLAB 强大的科学计算和可视化仿真世界。书中的每一个章节都紧密相连,从基础的矩阵运算、数据处理,到复杂的信号分析、图像处理,再到令人惊叹的三维可视化和系统仿真,作者都进行了深入浅出的讲解。尤其令我印象深刻的是,书中不仅提供了代码示例,还详细解释了每一个函数的作用、参数的含义以及背后的数学原理,让我知其然更知其所以然。我尝试着跟着书中的案例进行实践,每一步都充满了惊喜。原本以为很难实现的仿真效果,在书的指导下竟然变得触手可及。我特别喜欢其中关于物理仿真和工程应用的部分,感觉自己仿佛置身于一个真实的实验环境,通过 MATLAB 就能模拟出各种复杂的物理现象,这对于我日后的科研工作有着极大的启发和帮助。这本书绝对是 MATLAB 爱好者、学生以及科研人员的必备宝典,它不仅能提升你的编程技能,更能拓展你的科学思维和解决问题的能力。

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刚拿到这本书,我就被它厚重的质感和满满的干货所吸引。作为一个在科研一线摸爬滚打多年的老兵,我深知掌握高效的计算和可视化工具对于提升工作效率和研究深度有多么重要。而《MATLAB科学计算与可视化仿真宝典》恰恰满足了我的这一需求。书中对 MATLAB 在各个科学领域应用的深度和广度都让我感到惊叹。它不仅仅是简单的函数堆砌,而是将 MATLAB 的强大功能与实际的科学问题紧密结合,从理论到实践,提供了一套完整的解决方案。我特别关注了书中关于“数值方法”和“优化算法”的章节,作者通过生动的例子,将抽象的数学概念转化为可执行的 MATLAB 代码,让我对这些常用但往往难以深入理解的算法有了全新的认识。更不用说那些令人眼花缭乱的可视化技术了,无论是动态的仿真过程展示,还是精美的科学图表绘制,书中都提供了详细的实现方法和技巧,让我的研究成果能够以最直观、最有力的方式呈现出来。这本书不仅教会了我如何使用 MATLAB,更重要的是,它激发了我利用 MATLAB 探索更深层次科学问题的热情。

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说实话,我之前对 MATLAB 的印象一直停留在“会用一些基本命令”的层面,对它的强大之处并没有太深的体会。直到我翻开这本书,才真正领略到 MATLAB 的魅力。这本书的结构安排非常合理,从入门到精通,循序渐进,一点点地揭示 MATLAB 在科学计算和可视化仿真方面的无限可能。我最喜欢的部分是关于“模型构建与仿真”的章节,它详尽地介绍了如何利用 MATLAB 的 Simulink 工具箱来搭建复杂的系统模型,并对其进行仿真分析。这对于我从事的工程控制领域来说,简直是雪中送炭。书中的案例贴近实际工程问题,让我能够快速上手,并将所学知识应用到我的项目中。此外,书中对各种高级可视化技术的介绍也让我受益匪浅,比如如何创建交互式的三维场景,如何利用图表来揭示数据之间的复杂关系。这些不仅让我的报告更加生动,也帮助我更深刻地理解数据背后的含义。这本书的语言风格也很吸引人,既有学术的严谨性,又不失通俗易懂的趣味性,读起来一点也不会觉得枯燥。

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