matlab概述

摘   要：MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

关键词：matlab;数值计算

• matlab概述
  • 一 功能篇
  • 二 版本篇
    • Matlab 7
    • Matlab 7.01
    • Matlab 7.04
    • Matlab 7.1
    • Matlab 7.2
    • Matlab 7.3
    • Matlab 7.4
    • Matlab 7.5
    • Matlab 7.6
    • Matlab 7.7
  • 三 Matlab的优缺点
    • 3.1 优点
    • 3.2 缺点

一 功能篇    1970年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。
    MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。目前有一系列开源软件(octave,freemat,sage,scilab,maxima)可以部分代替MATLAB，但是MATLAB仍是专业数据分析不可或缺的软件之一。
    Matlab常被应用于下列领域：
     ● 数值分析
　　● 数值和符号计算
　　● 工程与科学绘图
　　● 控制系统的设计与仿真
　　● 数字图像处理
　　● 数字信号处理
　　● 通讯系统设计与仿真
　　● 财务与金融工程
    在组织形成上，Matlab形成了以M文件扩充功能和通过其他语言(C++,Java,Fortan)扩充两种形式，配合几十年发展起来的多种工具箱，使得Matlab成了数学领域的"瑞士军刀"，使用Matlab几乎可以处理所有的数学相关问题，但前提是使用者需要对Matlab具有足够多的了解。

二 版本篇    Matlab自发布以来 经过了多次的版本更迭，具体可以参考下表。目前在国内各大高校以及科研人员当中，Matlab 6.5,7.0以及之后的版本得到了广泛应用，这既与国内计算科学的发展历史有关，也和Matlab的不断发展完善具有一定关系。

               表1 Matlab版本表

版本	建造编号	发布时间
MATLAB 1.0		1984
MATALB 2		1986
MATLAB 3		1987
MATLAB 3.5		1990
MATLAB 4		1992
MATLAB 4.2c	R7	1994
MATLAB 5.0	R8	1996
MATLAB 5.1	R9	1997
MATLAB 5.1.1	R9.1	1997
MATLAB 5.2	R10	1998
MATLAB 5.2.1	R10.1	1998
MATLAB 5.3	R11	1999
MATLAB 5.3.1	R11.1	1999
MATLAB 6.0	R12	2000
MATLAB 6.1	R12.1	2001
MATLAB 6.5	R13	2002
MATLAB 6.5.1	R13SP1	2003
MATLAB 6.5.2	R13SP2	2003
MATLAB 7	R14	2004
MATLAB 7.0.1	R14SP1	2004
MATLAB 7.0.4	R14SP2	2005
MATLAB 7.1	R14SP3	2005
MATLAB 7.2	R2006a	2006
MATLAB 7.3	R2006b	2006
MATLAB 7.4	R2007a	2007
MATLAB 7.5	R2007b	2007
MATLAB 7.6	R2008a	2008
MATLAB 7.7	R2008b	2008
MATLAB 7.8	R2009a	2009.3.6
MATLAB 7.9	R2009b	2009.9.4

Matlab 7
    该版本主要升级了如下功能模块(未列出仿真相关)：

• 通讯模块库
• 通讯工具箱
• 控制系统工具箱(添加了动态闭环系统分析工具)
• 数据库工具箱(添加了对ODBC/JDBC的支持)
• 滤波设计器(对数字滤波模块添加了更先进的技术,例如对复杂实时DSP系统的处理)
• 金融衍生产品工具箱(添加了对固定收益证券、金融衍生产品)
• 图像处理工具箱
• 空间图像处理工具箱(提供地图处理和空间数据处理工具)
• 优化工具箱(更新了普通规模和大规模优化模块，提供(非)线性、二次规模等工具)
• 统计工具箱(拟合工具的GUI版本、更强大的MLE工具、多元密度支持)
• 小波分析工具箱(连续小波变换、图像噪声处理)

Matlab 7.01     该版本主要升级了如下功能模块(未列出仿真相关):

• 分布式计算工具箱
• 视频与图像处理工具箱
• 图像处理工具箱(图像探索与操纵、文字分析、Hough变换、ICC导出)

Matlab 7.04
    该版本主要升级了如下功能模块(未列出仿真相关):

• 分布式计算工具箱与Matlab分布计算引擎

Matlab 7.1    该版本主要升级了如下功能模块(未列出仿真相关):

• 分布式计算工具箱与Matlab分布计算引擎(升级计算引擎，更新API)
• 视频与图像处理模块
• 金融衍生产品工具箱(添加BK,HM模型以及二叉树模型)
• 遗传算法工具箱

Matlab 7.2    该版本主要升级了如下功能模块(未列出仿真相关):

• 金融工具箱(Var模型、多元正态回归_支持缺失数据)
• 神经网络工具箱
• 统计工具箱(bootstrap,方差分析,dw检验,多元正态分布与多元t分布支持,MCMC模拟,稳健回归)
• 小波分析工具箱
• 偏微分方程计算
• 遗传算法工具箱(添加了两个函数)

    还更新了曲线拟合、数据库模块、分布式计算引擎、金融衍生产品工具箱、固定收益证券工具、模糊工具箱、GARCH工具箱、图像处理、视频与图像工具箱、地图工具箱等。

Matlab 7.3     该版本主要更新了曲线拟合、数据库工具、符号计算工具箱、金融衍生产品工具箱、固定收益证券工具、模糊工具箱、GARCH工具箱、遗传算法工具箱、统计工具箱。

Matlab 7.4      该版本主要更新了曲线拟合、数据库工具、符号计算工具箱、金融衍生产品工具箱、固定收益证券工具、模糊工具箱、GARCH工具箱、遗传算法工具箱、统计工具箱(聚类分析、pareto分布、缺失数据的多元回归分析)、小波分析工具箱。


Matlab 7.5
     该版本主要更新了金融工具箱、金融衍生产品工具箱(日期支持和节假日支持)、遗传算法(多目标优化)、神经网络工具箱、稳健估计工具箱、偏微分工具、优化工具箱、统计工具箱(多元回归分析等)、小波分析工具箱(三维小波变换)。

Matlab 7.6    该版本主要更新了优化工具箱(支持内点算法求解器和并行计算)、金融工具箱(均值方差组合优化的线性互补程序)、统计工具箱(交叉验证、特征选择、准随机号码和偏最小二乘)等。

Matlab 7.7
    该版本主要更新了随机数生产算法、符号数学工具箱(添加记事本接口)、统计工具箱(非线性混合效果)、计量经济学工具箱等。

三 Matlab的优缺点
3.1 优点Matlab的优点主要在于：
1. Matlab是基于C语言实现的，具有较高的执行效率和优良的可移植性。
2. Matlab历史悠久，拥有完善的类库和工具箱，因此功能强大，可以快速实现几乎所有的数学处理任务。
3. Matlab具有强大的再编程能力，可以根据使用者要求开发新的功能部件，并且可以与C++,VB,Java等交互。

3.2 缺点
Matlab的缺点主要在于：
1. 学习难度大，Matlab是基于语言的数学工具，在使用上类似于编程工具，这就要求使用者不仅具有较好的数学基础，还需要学会编程。
2. Matlab开发包太大，软件昂贵。