1.1 工作环境

本小节介绍MATLAB的系统组成、工作窗口和应用初步知识。

1.1.1 系统组成

MATLAB系统由开发环境、数学函数库、编程语言、图形处理系统和应用程序接口（API）5大部分构成。

1．开发环境

MATLAB开发环境是一套方便用户使用MATLAB函数和文件的工具集，其中包括许多图形化用户接口工具；其支持输入输出数据，提供M文件的编译和调试环境。它是一个集成化的工作区，组件包括MATLAB桌面、命令行窗口、M文件编辑调试器、MATLAB工作区和帮助文档等。

2．数学函数库

MATLAB数学函数库包括了数学计算函数，这些函数既可以实现基本运算（如四则运算），也可以实现复杂算法（如矩阵求逆、贝塞尔函数、快速傅里叶变换等）。

3．编程语言

MALAB编程语言是基于矩阵的解释性编程语言，其形式包括函数和脚本，可以实现程序流控制、数据结构、输入输出、工具箱和面向对象编程等功能。

4．图形处理系统

图形处理系统让MATLAB能方便地显示向量和矩阵，而且能对图形添加标注并且打印。其包括强大的二维及三维图形绘制函数、图像处理函数和动画显示函数等。

5．应用程序接口

MATLAB应用程序接口可以让MATLAB方便地调用C和Fortran程序，以及在MATLAB与其他应用程序间建立客户/服务器关系。

1.1.2 工作窗口

双击位于MATLAB R2016a的安装目录内的bin文件夹下的MATLAB.exe图标，启动MATLAB，出现启动界面；启动结束后，桌面弹出MATLAB R2016a的用户界面，如图1.1所示。

MATLAB主界面包括标签栏、菜单栏、工具栏和各个不同用途的窗口。下面介绍MATLAB各交互界面的功能及操作方法。

1．应用程序标签

应用程序标签位于主界面标签栏，其提供按钮的快捷功能。如图1.2所示，应用程序标签将各种应用（工具箱）快捷方式收入其中，在使用时只需要单击相应的应用程序图标就能够快捷地打开应用。

2．绘图标签

绘图标签位于主界面标签栏，其提供绘制图形的快捷功能。如图1.3所示，绘图标签将各种绘图快捷方式收入其中，在使用时只需要单击相应的绘图图标就能够快捷地绘制各种需要的图形。

3．主页标签

主页标签位于主界面标签栏，其提供程序运行的基本功能。如图1.1所示，主页标签主要包括文件菜单、变量菜单、代码菜单、SIMULINK按钮、环境菜单和资源菜单。

（1）文件菜单：文件菜单包括新建脚本、新建、打开、保存、查找文件和对比等功能选项。简单介绍如下：

● 新建脚本选项可以用于建立新脚本文件。

● 新建选项可以用于建立新脚本文件、函数、示例、类、绘图、图形用户界面（GUI）、命令快捷方式、Simulink模型、状态流程图和Simulink项目。

● 打开选项可以用于打开需要的文件。

● 查找文件选项支持各类文件的查找。

● 比较选项可以将文件内容进行对比。

（2）变量菜单：变量菜单包括导入数据、保存工作区、新建变量、打开变量和删除变量等选项。简单介绍如下：

● 导入数据选项用于从其他文件导入数据到工作区中，单击后弹出对话框选择导入文件的路径和位置即可。

● 保存工作区选项可用于将工作区的数据存放到相应的路径文件中。

● 新建变量选项可用于向工作区添加新的变量。

● 打开变量选项可用于打开工作区中的变量。

● 删除变量用于删除工作区中的变量。

（3）代码菜单：代码菜单包括分析代码、运行并计时和清除命令等选项。简单介绍如下：

● 分析代码选项可用于分析M文件代码。

● 运行并计时选项可用于估计代码运行效率。

● 清除命令选项可用于删除命令。

（4）SIMULINK菜单：SIMULINK菜单包括打开Simulink Start Page窗口。

（5）环境菜单：环境菜单包括布局、预设、设置路径和Parallel等选项。简单介绍如下：

● 布局选项可用于设置窗口布置。

● 预设选项可用于设置命令窗的属性，单击该选项弹出如图1.4所示的属性设置窗口。

● 设置路径选项可用于设置工作路径。

● Parallel选项可用于设置并行计算的运行环境。

程序运行参数的设置可以通过单击预设选项打开，得到的窗口如图1.4所示。在进行交互式编程时常需要用到这个窗口中的有关内容，例如设置字体、关键字颜色、工具栏图标内容等。

（6）资源菜单：资源菜单包括帮助、社区和请求支持等选项。简单介绍如下：

● 帮助选项可用于打开帮助相关内容。

● 社区选项可用于打开MathWorks公司MATLAB讨论社区。

● 请求支持选项可用于向客服发送帮助请求。

4．常用操作栏

常用操作栏位于主界面右上角，提供常用操作如保存、剪切、复制、粘贴、撤销、重做等操作的快捷方式。

5．文件夹管理栏

文件夹管理栏位于工具栏下方，并包含主界面左方的当前文件夹目录窗口，提供文件夹管理操作的快捷方式。

6．命令行窗口

命令行窗口位于主界面中央（默认布置条件下），是MATLAB主界面中最重要的窗口。通过命令行窗口，用户可以输入各种指令、函数、表达式等。如图1.5（a）所示。

（1）“>>”是运算提示符，表示MATLAB处于准备状态，等待用户输入指令进行计算。当在提示符后输入命令，并按Enter键确认后，MATLAB会给出计算结果，并再次进入准备状态。

（2）位于“>>”左侧的“fx”图标可用于快速查找需要的函数。使用时单击该图标，弹出功能菜单如图1.5（b）所示，在该菜单中可以通过直接搜索和浏览两种方式查找需要的函数。

（3）位于命令行窗口左上方的三角形按钮提供窗口属性的有关操作的菜单。使用时，单击该图标，弹出菜单如图1.5（c）所示。在该菜单中，可以实现清空窗口、查找、选取、打印及窗口浮动、最大最小化等操作。

7．工作区

位于主界面的右中位置的工作区窗口显示当前内存中所有的MATLAB变量的变量名、数据结构、字节数以及数据类型等信息。在使用中，工作区中的信息非常有用，可以选中已有变量，单击鼠标右键对其进行变量操作。

1.1.3 应用简介

应用（APP，与工具箱的含义基本相同）是MATLAB的重要部分，它使MATLAB的强大功能得以实现，是对MATLAB基本功能的重要扩充。

单击主界面标签栏的应用程序标签可以快捷地打开应用列表，典型的MATLAB R2016a包含的应用包括：

● 数学、统计和优化应用集

● 控制系统设计和分析应用集

● 信号处理与通信应用集

● 图像处理与计算机图形应用集

● 测试应用集

● 计算经济学应用集

● 计算生物学应用集

● 应用开发应用集

● 数据库应用集

● 图形仿真应用集