學(xué)習(xí)如何用一種具有很強(qiáng)圖形能力的現(xiàn)代語言編程計算機(jī)，就是要掌握一種具有顯著靈活性的工具，它具有深刻的洞察力。本文的主要目的是成為編程的第一門課程，面向與科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程的集成。對于那些希望快速獲得能力，能夠輕松構(gòu)建用于探索計算模型的有用圖形工具的更高級的學(xué)生和研究人員來說，它也很有用。MATLAB編程語言提供了一種優(yōu)秀的入門語言，具有內(nèi)置的圖形、數(shù)學(xué)和用戶界面功能。目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)會用圖形用戶界面（gui）來構(gòu)建計算模型，從而探索模型行為。這種GUI工具構(gòu)建方法已在多個教育級別上使用：研究生課程、中級本科課程、面向一年級大學(xué)生的工程入門課程以及高中初級和高級課程。由FORTRAN語言發(fā)展而來的MATLAB編程語言已經(jīng)包含了許多功能強(qiáng)大、方便的圖形和分析工具。它已成為工科教育和科研的重要平臺。MATLAB是一種非常有價值的第一編程語言，對于許多人來說，它將是他們所做的大部分（如果不是全部）計算工作的首選語言。當(dāng)然，C++、Java、Python和許多其他語言在其他領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用。MATLAB語言的幾個語言特性使初學(xué)者比許多其他語言更容易使用：它是解釋的而不是編譯的；變量類型和數(shù)組大小不需要事先聲明；它不是強(qiáng)類型；向量、矩陣、多維數(shù)組和復(fù)數(shù)是基本的數(shù)據(jù)類型；有一個復(fù)雜的集成開發(fā)和調(diào)試環(huán)境，并提供了一套豐富的數(shù)學(xué)和圖形功能。雖然計算機(jī)程序可以在許多方面使用，但這里的重點是建立計算模型，主要是物理現(xiàn)象（盡管這些技術(shù)可以很容易地擴(kuò)展到其他系統(tǒng)）。物理系統(tǒng)首先在概念上建模，使用諸如動量、力、能、反應(yīng)、場等概念概念以數(shù)學(xué)的方式表達(dá)，并應(yīng)用于一類特殊的問題。例如，這一類可能是拋射運動、流體流動、量子演化、電磁場、電路方程或牛頓定律。通常，模型包含一組描述物理系統(tǒng)的參數(shù)和一組數(shù)學(xué)關(guān)系（方程組、積分、微分方程組、特征系統(tǒng)等）。數(shù)學(xué)求解過程必須通過計算算法來實現(xiàn)，即計算輸入?yún)?shù)中的所需數(shù)量。然后，模型的行為通常以圖形方式可視化，例如，一個或多個繪圖、條形圖或動畫。

?