FreeMat 程式设计：工程与应用(附软体及范例光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书使用FreeMat4.1数值计算软体来学习程式设计、解决工程与应用上的问题；且FreeMat可以免费使用，能提供读者更加方便、快捷的学习环境。本书介绍数据图形化的曲线处理、微积分与工程数学的模拟计算、自定函数化的数值分析以及数位影像处理等课题，都是学习FreeMat来解决工程应用问题的最佳展现与验证，其内容涵盖广泛，不论是初学或延伸学习，皆能从中得益。

《FreeMat 程式设计：工程与应用》内容概述（不含光碟内容） 本书旨在为读者提供一套全面且深入的 FreeMat 编程环境的理论基础与实际应用指南。我们聚焦于 FreeMat 这一强大的开源科学计算语言，探讨其在工程、科学计算以及数据分析等领域中的核心功能与高级技巧。全书结构严谨，内容详实，力求让读者从零开始，逐步掌握利用 FreeMat 解决复杂问题的能力。 第一部分：FreeMat 环境与基础语法入门 本部分为初学者搭建坚实的知识地基，详细介绍了 FreeMat 软件的安装、界面布局以及其作为科学计算工具的核心优势。 1. FreeMat 概述与环境配置： 我们首先阐述 FreeMat 的设计哲学，它与传统商业软件包（如 MATLAB）的兼容性与差异性，重点介绍其开源特性带来的灵活性和可扩展性。详细指导读者完成从操作系统到 FreeMat IDE 的完整安装过程，并配置必要的外部库和路径设置，确保环境的稳定运行。 2. 核心数据结构与变量管理： 深入剖析 FreeMat 中最基础但至关重要的数据类型。内容涵盖标量、向量、矩阵（二维数组）的创建、索引、切片（Subscripting）和操作。特别强调矩阵运算在工程问题中的基础地位，包括矩阵的加减乘、点积（Dot Product）、叉积（Cross Product）以及转置、共轭转置等基本线性代数操作的实现方法。此外，还讲解了复杂数（Complex Numbers）的处理，这在信号处理和电路分析中极为关键。 3. 控制流与程序结构： 程序设计离不开逻辑控制。本章详细讲解 `if-else-elseif` 语句用于条件判断，`for` 循环、`while` 循环用于重复执行任务。我们提供大量工程实例来展示如何使用这些结构来迭代计算、求解数值方程或进行参数扫描。同时，介绍如何使用 `break` 和 `continue` 来精确控制循环流程。 4. 函数的定义与调用： 函数是模块化编程的核心。本书详述了 FreeMat 函数的编写规范，包括函数定义关键字、输入参数（必需与可选参数）和输出参数的处理。重点讨论了局部变量与全局变量的作用域，以及如何编写递归函数和匿名函数（Lambda Functions），以提高代码的复用性和简洁性。 第二部分：高级数值计算与线性代数应用 FreeMat 的强大之处在于其高效的数值计算能力。本部分侧重于如何利用内置的算法库，快速解决复杂的数学问题。 5. 线性代数的高级主题： 线性代数是工程科学的基石。本章深入探讨矩阵分解技术，如 LU 分解、Cholesky 分解、QR 分解以及特征值分解（Eigenvalue Decomposition）。我们不仅展示如何调用相应的内置函数（如 `lu()`, `eig()`），更重要的是解释这些分解在求解线性方程组、优化问题和稳定性分析中的实际意义和计算效率考量。 6. 矩阵运算的优化与稀疏矩阵： 针对大型工程问题，内存效率和计算速度至关重要。本节介绍如何有效地管理矩阵数据，避免不必要的内存拷贝。核心内容是稀疏矩阵（Sparse Matrices）的表示、存储和操作。通过实例演示，读者将学会如何利用稀疏矩阵技术处理有限元分析（FEM）或大规模网络问题。 7. 微分方程的数值求解： 常微分方程（ODEs）在物理建模中无处不在。本书详细介绍常微分方程组的数值积分方法，主要集中于龙格-库塔（Runge-Kutta）方法系列（如 `ode45` 的原理与实现）。内容包括设置初始条件、定义方程函数、处理刚性方程组（Stiff Equations）的特殊考量，以及结果的后处理与误差分析。 8. 优化方法与非线性方程求解： 本章涵盖了寻找函数最小值（或最大值）的数值技术。讨论了无约束优化方法，如梯度下降法、牛顿法及其变种，以及约束优化问题的基础处理。同时，讲解如何使用迭代法（如牛顿法、割线法）求解单变量或多变量的非线性方程组。 第三部分：信号处理、数据可视化与工程应用 本部分将理论与实践紧密结合，展示 FreeMat 在数据处理和可视化方面的能力，这是工程分析中不可或缺的环节。 9. 信号与系统分析： 系统地介绍数字信号处理（DSP）的基础工具。内容包括序列的生成与操作、离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）的应用。讲解滤波器设计的基础概念，如 FIR 和 IIR 滤波器的原理，并展示如何在 FreeMat 中实现频谱分析、卷积（Convolution）和滤波操作。 10. 数据可视化与图形绘制： 有效的可视化能够极大地提升分析的洞察力。本章详述 FreeMat 的绘图功能，从基础的二维绘图（`plot`）到复杂的三维曲面图（`surf`, `mesh`）。细致讲解坐标轴标注、图例添加、多图窗口管理以及色彩映射（Colormaps）的定制，确保输出的图形专业且信息丰富。 11. 统计分析与数据拟合： 在实验数据处理中，统计描述和模型拟合是关键步骤。本节介绍描述性统计（均值、方差、直方图）的计算。重点阐述线性回归和非线性最小二乘法（Least Squares Fitting）在模型参数估计中的应用，并展示如何评估拟合优度。 12. 外部数据接口与互操作性： 现代工程项目很少孤立存在。本章指导读者如何高效地读写标准数据文件格式，如 CSV、文本文件。更重要的是，详细介绍 FreeMat 与 C/C++ 程序的接口（MEX 文件或外部库调用）的构建方法，使读者能够将高性能的 C 代码集成到 FreeMat 的脚本环境中，实现性能上的飞跃。 通过对以上十二个主题的深入剖析，本书致力于培养读者独立利用 FreeMat 平台进行复杂工程问题建模、求解、分析和可视化的综合能力。全书的讲解风格侧重于“为什么这样做”以及“如何高效地这样做”，而非仅仅停留在函数调用的表面介绍。

第1章 简介FreeMat
1-1　下载与安装
1-2　启动与退出
1-3　使用环境
1-4　功能表与工具列
1-5　.m档案
1-6　资料型态

第2章 基本函数
2-1　简单运算
2-2　变数
2-3　复数函数
2-4　三角函数
2-5　指数函数
2-6　整数化与余数函数

第3章 阵列与运算
3-1　简易阵列
3-2　点积与叉积
3-3　简易运算
3-4　标准阵列
3-5　阵列控制
3-6 阵列排序
3-7 阵列搜寻
3-8 阵列控制函数

第4章 多维与隔间阵列
4-1　阵列结构
4-2　阵列运算
4-3　产生
4-4　控制
4-5　取回
4-6　隔间函数
4-7 结构

第5章 关系与逻辑运算
5-1　关系运算
5-2　逻辑运算
5-3 其余函数

第6章 控制流程
6-1　for回圈
6-2　while回圈
6-3　continue与break
6-4　if
6-5　switch~case

第7章 自定函数
7-1　函数计算值
7-2　自定函数
7-3　多重回传自定函数
7-4　递回

第8章 二维图形
8-1　plot
8-2　图形视窗之控制语法
8-3　axis与zoom
8-4　多重绘图
8-5　特殊绘图

第9章 三维图形
9-1　线条图
9-2　网格图
9-3　表面图
9-4　等高线图

第10章 曲线拟合与插值
10-1　求根
10-2　运算
10-3　数值计算
10-4　曲线拟合
10-5　插值

第11章 微积分之应用
11-1　预备知识
11-2　导函数
11-3　定积分
11-4　多变数函数
11-5　向量场

第12章 工程数学之应用
12-1　一阶微分方程式
12-2　二阶微分方程式
12-3　拉氏转换
12-4　定性法与非线性微分方程组
12-5　傅立叶转换

第13章 数值分析
13-1　线性联立方程式
13-2　积分与微分
13-3　微分方程式

第14章 数位影像处理
14-1　影像
14-2　数位影像显示
14-3　数位影像点处理
14-4　数位影像之傅立叶转换

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拿到这本《FreeMat 程式设计：工程与应用》，我真的感觉像是捡到宝了！作为一名正在摸索工程应用程式设计的初学者，我常常会被各种软体的许可费用挡在门外，而 FreeMat 的出现，给了我一个绝佳的学习平台。我非常期待这本书能够带我走进 FreeMat 的世界，从最基本的语法到更复杂的工程算法，一步步地把我武装起来。我最希望的是，这本书能够有大量的实战演练，用具体的工程案例来展示 FreeMat 的强大功能，这样我才能真正理解“学以致用”的意义。光碟里的软体和范例，对我来说就是最直接的学习资源，我迫不及待地想跟着书中的例子，自己动手去敲代码，去感受 FreeMat 带来的编程乐趣和解决问题的成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直就像在我的程式设计学习之路上点亮了一盏明灯！我之前一直被 MATLAB 的高昂费用压得喘不过气，虽然知道它很强大，但每次想到要付那笔钱，就觉得心有点痛。FreeMat 的出现，解决了这个大问题，而且还主chargez "工程与应用" 的方向，这正是我学习程式设计的初衷。我希望这本书能带我从零开始，一步步建立起扎实的 FreeMat 程式设计基础，并且能够真正地应用到解决实际的工程问题上。我特别期待书中能够有一些实际的案例分析，能够让我看到 FreeMat 在不同工程领域是如何发挥作用的，例如像是信号处理、控制系统、甚至是机械设计相关的模拟等等。如果能有附赠光碟，里面包含软体和范例程式，那就太棒了！这样我就可以跟着书一起动手操作，加深理解，而不是光看不练。

评分☆☆☆☆☆

哇，收到这本《FreeMat 程式设计：工程与应用》的当下，我简直太兴奋了！身为一个正在工程领域摸索的大学牲，平常写程式就像在迷宫里打转，常常为了一个小小的 bug 搞到头昏脑胀。之前也接触过一些开源的工程软体，但总觉得不够直觉，要上手真的需要花不少时间。这本 FreeMat 的名字光听就很有吸引力，"Free" 听起来就不用花大钱，"Mat" 联想到 MATLAB，但又更自由，这不就是我一直在找的吗？而且还是针对工程应用的，这太重要了！我最怕那种理论讲得很深，但实际应用却不知道怎么下手的书。有了这本，希望我的程式设计能力可以更上一层楼，做出更酷炫的工程项目，不再是被代码追着跑，而是成为掌控代码的那个人！光是封面设计就觉得很有质感，感觉里面一定藏着不少乾货。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我一直对 FreeMat 这个名字充满好奇，因为它听起来就像是 MATLAB 的一个“自由”版本，但又不知道实际能力如何。这次拿到这本《FreeMat 程式设计：工程与应用》，我最期待的就是它能不能真正地达到“实用”的境界。我不是那种喜欢钻研程式语言本身细枝末节的人，我更在意的是如何利用程式来解决工程上的难题。所以，我希望这本书的内容能直指核心，教我如何用 FreeMat 来建模、仿真、数据分析，甚至是最基础的算法实现。尤其是“工程与应用”这几个字，让我看到了希望，希望它能提供一些常见工程问题的解决方案，让我学完之后，立刻就能上手解决我工作上或学业上遇到的实际问题。附赠的光碟对我来说也是一大福音，这样就不用自己再去到处找软体和范例了。

评分☆☆☆☆☆

当我知道有这本《FreeMat 程式设计：工程与应用》时，我第一时间就把它加入了我的必买清单！我目前在做的项目，经常会涉及到大量的计算和数据处理，虽然我之前用过 Python，但总觉得在数学运算和矩阵操作方面， FreeMat 这样的工具会更加得心应手。而且，很多学术文献和研究都倾向于使用 MATLAB 相关的语言， FreeMat 的出现，意味着我可以在不花钱的情况下，获得类似的学习体验和能力，这对于资源有限的学生或者初创团队来说，简直是福音！我特别希望这本书能够深入讲解 FreeMat 在各种工程学科中的具体应用，比如如何用它来做有限元素分析、如何进行数值积分、如何实现优化算法等等。如果光碟里的范例代码质量高，能够直接拿来修改套用，那我的项目进度绝对会大大加快。