《Matlab程序设计》实验教学大纲
课程名称：
| Matlab程序设计
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课程编号：
| 436401
| 420402
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适用专业：
| 软件工程
| 网络工程
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总 学 分：
| 2
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总 学 时：
| 36
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其中实验学时
| 12
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一、实验性质、目的与任务
MATLAB是一种以数值计算和数据图示为主的计算机软件，并包含适应多个学科的专业软件包，以及完善程序开发功能。本课程主要介绍MATLAB语言的应用环境、调试命令，各种基本命令和高级操作命令，绘图功能函数，循环和条件分支等控制流语句。课程最后简介MATLAB Simulink，为后续的专业课程提供有力的仿真工具。
通过本实验课程，应达到以下几个教学目的:
(1) 掌握MATLAB的数据类型、矩阵输入和操作方法;
(2) 掌握MATLAB的语法结构、函数的使用以及二维、三维绘图功能;
(3) 能够熟练地将MATLAB应用于学习中，解决相关课程中的复杂的数学计算问题。
二、教学基本要求：
本课程以讲课为主，结合上机实验，使学生通过编程实例掌握MATLAB语言的编程基础与技巧。
上机实验要求：
(1)上机前，准备好上机所需的程序；
(2)上机时,输入和调试自己所编写的程序；
(3)上机结束后，应整理出实验报告，实验报告应包括以下内容：实验项目名称；程序清单；运行结果；对运行情况所作的分析以及本次调试程序所取得的经验，如果程序未能通过，应分析其原因。
三、实验项目与类型：
序号
| 实验项目
| 学时
| 实验性质
| 备注
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验证
| 综合
| 设计
| 研究
探索
| 必做
| 选做
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1
| MATLAB矩阵分析与处理
| 2
| √
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| √
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2
| 选择结构程序设计
| 2
| √
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| √
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3
| 循环结构程序设计
| 2
| √
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|
| √
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4
| 函数文件与设计
| 2
| √
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|
| √
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5
| 高层绘图操作
| 2
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| √
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| √
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6
| 底层绘图操作
| 2
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| √
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| √
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7
| 线性代线中的计算问题
| 2
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| √
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|
| √
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8
| 数值处理和多项式计算
| 2
|
| √
|
|
| √
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四、实验教学内容及学时分配：
实验1 MATLAB矩阵分析与处理
1、实验目的
熟悉启动和退出MATLAB的方法、MATLAB命令窗口的组成，掌握建立矩阵的方法和MATLAB各种表达式的书写规则及常用函数的使用。
2、方法原理
MATLAB运算和矩阵分析与处理。
3、主要实验仪器及材料
1) pc一台,windows xp操作系统；
2) matlab应用软件
4、实验内容
已知：
1234 -4 1 3 -1
A= 347 87 , B= 2 0 3
3 65 7 3 -2 7
求下列表达式的值：
（1） A+6*B和A-B+1(其中1为单位矩阵)。
（2） A*B和A.*B。
（3） A^3和A.^3。
（4） A/B及B\A。
（5） [A，B]和[A([1，3],：)；B^2]。
实验2 选择结构程序设计
1、实验目的
掌握建立和M文件的方法、选用if语句实现选择结构的方法、利用switch语句实现多分支选择结构的方法和try语句的使用。
2、方法原理
MATLAB选择结构语句。
3、主要实验仪器及材料
1) pc一台,windows xp操作系统；
2) matlab应用软件
4、实验内容
输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A，B，C，D，E。其中90~100分为A，80~89分为B，70~79分为C，60~69分为D，60分以下为E。
要求：
（1） 分别用if语句和switch语句实现象。
（2） 输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性,对不合理的成绩应输出错语信息。
实验3循环结构程序设计
1、实验目的
掌握利用for语句、while语句实现循环结构的方法，熟悉利用向量运算代替循环操作的方法。
2、方法原理
MATLAB循环结构语句和设计方法。
3、主要实验仪器及材料
1) pc一台,windows xp操作系统；
2) matlab应用软件
4、实验内容
一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身称该数为水仙花数，输出全部水仙花数。
要求：
（1） 用循环结构实现。
（2） 用向量运算实现。
提示：全部3位数整数组成向量M:分别求M各元素的个位、十位、百位数字，组成向量M1、M2、M3；向量N=M1.*M1.*M1+M2.*M2.*M2.*M2+M3.*M3.M3；向量K=M-N；显然K中0元素的序号即为M中水仙花数的序号。
实验4 函数文件与设计
1、实验目的
掌握定义和调用MATLAB函数的方法和掌握MATLAB文件的基本操作。
2、方法原理
MATLAB函数的调用及文件的操作。
3、主要实验仪器及材料
1) pc一台,windows xp操作系统；
2) matlab应用软件
4、实验内容
统计一个文本文件中每个英文字母出现的次数，不区发字母的大小写：
实验5高层绘图操作
1、实验目的
掌握绘制二维图形的常用函数、绘制三维图形的常用函数和绘制图形的辅助操作。
2、方法原理
MATLAB的高层绘图。
3、主要实验仪器及材料
1) pc一台,windows xp操作系统；
2) matlab应用软件
4、实验内容
已知y1=x2,y2=cos(2x),y3=y1*y2,完成下列操作：
(1) 在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制3条曲线。
(2) 以子图形式绘制3条曲线。
(3) 分别用条形图、阶梯图、杆图和填充图绘制3条曲线。
实验6 底层绘图操作
1、实验目的
掌握图形对象属性的基本操作，掌握利用图形对象进行绘图操作的方法。
2、方法原理
MATLAB的底层绘图。
3、主要实验仪器及材料
1) pc一台,windows xp操作系统；
2) matlab应用软件
4、实验内容
以任意位置子形来绘制出正弦、余弦、正切和余切函数曲线。
提示：利用坐标轴对象对图形窗口做任意分割。
实验7 线性代线中的计算问题
1、实验目的
掌握生成特殊矩阵的方法，掌握矩阵分析的方法和掌握线性方程组求解方法。
2、方法原理
MATLAB的线性代线中的计算。
3、主要实验仪器及材料
1) pc一台,windows xp操作系统；
2) matlab应用软件
4、实验内容
1、产生5阶希伯特矩阵H和5阶帕斯卡矩阵P,且求其行列式的值Hh和Hp以及它们的条件Th和Tp，判断哪个性能更好，为什么?
2、分别用3种不同的数值方法解线性方程组。
6x+5y-2z+5u=-4
9x-y+4z-u=13
3x+4y+2z-2u=1
3x-9y+2u=11
实验8 数值处理和多项式计算
1、实验目的
掌握数据统计和分析的方法，掌握数值插值与曲线拟合的方法及其应用。
2、方法原理
MATLAB的数据处理与多项式计算。
3、主要实验仪器及材料
1) pc一台,windows xp操作系统；
2) matlab应用软件
4、实验内容
已知lg(x)在[1,101]区间11个整数采样点的函数值如表所示:
x
| 1
| 11
| 21
| 31
| 41
| 51
| 61
| 71
| 81
| 91
| 101
|
lo(x)
| 0
| 1.0414
| 1.3222
| 1.4914
| 1.6128
| 1.7076
| 1.7853
| 1.8513
| 1.9085
| 1.9590
| 2.0043
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五、考核方法
1．教师对学生实验过程完成情况进行详细登记，记入实验成绩中。
2．学生完成实验后按要求撰写实验报告，根据实验报告确定每次实验的等级。
3．实验成绩按20%比例计入课程期评总成绩中。
六、实验教学指导书和参考书
1、实验指导书
[1]自编《Matlab程序设计》
2、主要参考书：
[1]王立宁等.《Matlab与通信仿真》,人民邮电出版社,2000年1月
[2]张志涌等.《精通和掌握Matlab》,北京航空航天大学出版社
[3]张延华等.《Matlab使用指南》,科学技术文献出版社
[4]施阳.《Matlab语言工具箱》,西安工业大学出版社
[5]刘卫国主.《Matlab程序设计与应用》(第二版)..高等教育出版社,2006
大纲撰写人：刘泽平
大纲审阅人：罗如为
教学副主任：易叶青
2012.6
