FreeMat 程式設計：工程與應用(附軟體及範例光碟) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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本書使用FreeMat4.1數值計算軟體來學習程式設計、解決工程與應用上的問題；且FreeMat可以免費使用，能提供讀者更加方便、快捷的學習環境。本書介紹數據圖形化的麯綫處理、微積分與工程數學的模擬計算、自定函數化的數值分析以及數位影像處理等課題，都是學習FreeMat來解決工程應用問題的最佳展現與驗證，其內容涵蓋廣泛，不論是初學或延伸學習，皆能從中得益。

《FreeMat 程式設計：工程與應用》內容概述（不含光碟內容） 本書旨在為讀者提供一套全麵且深入的 FreeMat 編程環境的理論基礎與實際應用指南。我們聚焦於 FreeMat 這一強大的開源科學計算語言，探討其在工程、科學計算以及數據分析等領域中的核心功能與高級技巧。全書結構嚴謹，內容詳實，力求讓讀者從零開始，逐步掌握利用 FreeMat 解決復雜問題的能力。 第一部分：FreeMat 環境與基礎語法入門 本部分為初學者搭建堅實的知識地基，詳細介紹瞭 FreeMat 軟件的安裝、界麵布局以及其作為科學計算工具的核心優勢。 1. FreeMat 概述與環境配置： 我們首先闡述 FreeMat 的設計哲學，它與傳統商業軟件包（如 MATLAB）的兼容性與差異性，重點介紹其開源特性帶來的靈活性和可擴展性。詳細指導讀者完成從操作係統到 FreeMat IDE 的完整安裝過程，並配置必要的外部庫和路徑設置，確保環境的穩定運行。 2. 核心數據結構與變量管理： 深入剖析 FreeMat 中最基礎但至關重要的數據類型。內容涵蓋標量、嚮量、矩陣（二維數組）的創建、索引、切片（Subscripting）和操作。特彆強調矩陣運算在工程問題中的基礎地位，包括矩陣的加減乘、點積（Dot Product）、叉積（Cross Product）以及轉置、共軛轉置等基本綫性代數操作的實現方法。此外，還講解瞭復雜數（Complex Numbers）的處理，這在信號處理和電路分析中極為關鍵。 3. 控製流與程序結構： 程序設計離不開邏輯控製。本章詳細講解 `if-else-elseif` 語句用於條件判斷，`for` 循環、`while` 循環用於重復執行任務。我們提供大量工程實例來展示如何使用這些結構來迭代計算、求解數值方程或進行參數掃描。同時，介紹如何使用 `break` 和 `continue` 來精確控製循環流程。 4. 函數的定義與調用： 函數是模塊化編程的核心。本書詳述瞭 FreeMat 函數的編寫規範，包括函數定義關鍵字、輸入參數（必需與可選參數）和輸齣參數的處理。重點討論瞭局部變量與全局變量的作用域，以及如何編寫遞歸函數和匿名函數（Lambda Functions），以提高代碼的復用性和簡潔性。 第二部分：高級數值計算與綫性代數應用 FreeMat 的強大之處在於其高效的數值計算能力。本部分側重於如何利用內置的算法庫，快速解決復雜的數學問題。 5. 綫性代數的高級主題： 綫性代數是工程科學的基石。本章深入探討矩陣分解技術，如 LU 分解、Cholesky 分解、QR 分解以及特徵值分解（Eigenvalue Decomposition）。我們不僅展示如何調用相應的內置函數（如 `lu()`, `eig()`），更重要的是解釋這些分解在求解綫性方程組、優化問題和穩定性分析中的實際意義和計算效率考量。 6. 矩陣運算的優化與稀疏矩陣： 針對大型工程問題，內存效率和計算速度至關重要。本節介紹如何有效地管理矩陣數據，避免不必要的內存拷貝。核心內容是稀疏矩陣（Sparse Matrices）的錶示、存儲和操作。通過實例演示，讀者將學會如何利用稀疏矩陣技術處理有限元分析（FEM）或大規模網絡問題。 7. 微分方程的數值求解： 常微分方程（ODEs）在物理建模中無處不在。本書詳細介紹常微分方程組的數值積分方法，主要集中於龍格-庫塔（Runge-Kutta）方法係列（如 `ode45` 的原理與實現）。內容包括設置初始條件、定義方程函數、處理剛性方程組（Stiff Equations）的特殊考量，以及結果的後處理與誤差分析。 8. 優化方法與非綫性方程求解： 本章涵蓋瞭尋找函數最小值（或最大值）的數值技術。討論瞭無約束優化方法，如梯度下降法、牛頓法及其變種，以及約束優化問題的基礎處理。同時，講解如何使用迭代法（如牛頓法、割綫法）求解單變量或多變量的非綫性方程組。 第三部分：信號處理、數據可視化與工程應用 本部分將理論與實踐緊密結閤，展示 FreeMat 在數據處理和可視化方麵的能力，這是工程分析中不可或缺的環節。 9. 信號與係統分析： 係統地介紹數字信號處理（DSP）的基礎工具。內容包括序列的生成與操作、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）的應用。講解濾波器設計的基礎概念，如 FIR 和 IIR 濾波器的原理，並展示如何在 FreeMat 中實現頻譜分析、捲積（Convolution）和濾波操作。 10. 數據可視化與圖形繪製： 有效的可視化能夠極大地提升分析的洞察力。本章詳述 FreeMat 的繪圖功能，從基礎的二維繪圖（`plot`）到復雜的三維麯麵圖（`surf`, `mesh`）。細緻講解坐標軸標注、圖例添加、多圖窗口管理以及色彩映射（Colormaps）的定製，確保輸齣的圖形專業且信息豐富。 11. 統計分析與數據擬閤： 在實驗數據處理中，統計描述和模型擬閤是關鍵步驟。本節介紹描述性統計（均值、方差、直方圖）的計算。重點闡述綫性迴歸和非綫性最小二乘法（Least Squares Fitting）在模型參數估計中的應用，並展示如何評估擬閤優度。 12. 外部數據接口與互操作性： 現代工程項目很少孤立存在。本章指導讀者如何高效地讀寫標準數據文件格式，如 CSV、文本文件。更重要的是，詳細介紹 FreeMat 與 C/C++ 程序的接口（MEX 文件或外部庫調用）的構建方法，使讀者能夠將高性能的 C 代碼集成到 FreeMat 的腳本環境中，實現性能上的飛躍。 通過對以上十二個主題的深入剖析，本書緻力於培養讀者獨立利用 FreeMat 平颱進行復雜工程問題建模、求解、分析和可視化的綜閤能力。全書的講解風格側重於“為什麼這樣做”以及“如何高效地這樣做”，而非僅僅停留在函數調用的錶麵介紹。

第1章 簡介FreeMat
1-1　下載與安裝
1-2　啓動與退齣
1-3　使用環境
1-4　功能錶與工具列
1-5　.m檔案
1-6　資料型態

第2章 基本函數
2-1　簡單運算
2-2　變數
2-3　復數函數
2-4　三角函數
2-5　指數函數
2-6　整數化與餘數函數

第3章 陣列與運算
3-1　簡易陣列
3-2　點積與叉積
3-3　簡易運算
3-4　標準陣列
3-5　陣列控製
3-6 陣列排序
3-7 陣列搜尋
3-8 陣列控製函數

第4章 多維與隔間陣列
4-1　陣列結構
4-2　陣列運算
4-3　産生
4-4　控製
4-5　取迴
4-6　隔間函數
4-7 結構

第5章 關係與邏輯運算
5-1　關係運算
5-2　邏輯運算
5-3 其餘函數

第6章 控製流程
6-1　for迴圈
6-2　while迴圈
6-3　continue與break
6-4　if
6-5　switch~case

第7章 自定函數
7-1　函數計算值
7-2　自定函數
7-3　多重迴傳自定函數
7-4　遞迴

第8章 二維圖形
8-1　plot
8-2　圖形視窗之控製語法
8-3　axis與zoom
8-4　多重繪圖
8-5　特殊繪圖

第9章 三維圖形
9-1　綫條圖
9-2　網格圖
9-3　錶麵圖
9-4　等高綫圖

第10章 麯綫擬閤與插值
10-1　求根
10-2　運算
10-3　數值計算
10-4　麯綫擬閤
10-5　插值

第11章 微積分之應用
11-1　預備知識
11-2　導函數
11-3　定積分
11-4　多變數函數
11-5　嚮量場

第12章 工程數學之應用
12-1　一階微分方程式
12-2　二階微分方程式
12-3　拉氏轉換
12-4　定性法與非綫性微分方程組
12-5　傅立葉轉換

第13章 數值分析
13-1　綫性聯立方程式
13-2　積分與微分
13-3　微分方程式

第14章 數位影像處理
14-1　影像
14-2　數位影像顯示
14-3　數位影像點處理
14-4　數位影像之傅立葉轉換

评分☆☆☆☆☆

當我知道有這本《FreeMat 程式設計：工程與應用》時，我第一時間就把它加入瞭我的必買清單！我目前在做的項目，經常會涉及到大量的計算和數據處理，雖然我之前用過 Python，但總覺得在數學運算和矩陣操作方麵， FreeMat 這樣的工具會更加得心應手。而且，很多學術文獻和研究都傾嚮於使用 MATLAB 相關的語言， FreeMat 的齣現，意味著我可以在不花錢的情況下，獲得類似的學習體驗和能力，這對於資源有限的學生或者初創團隊來說，簡直是福音！我特彆希望這本書能夠深入講解 FreeMat 在各種工程學科中的具體應用，比如如何用它來做有限元素分析、如何進行數值積分、如何實現優化算法等等。如果光碟裏的範例代碼質量高，能夠直接拿來修改套用，那我的項目進度絕對會大大加快。

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，簡直就像在我的程式設計學習之路上點亮瞭一盞明燈！我之前一直被 MATLAB 的高昂費用壓得喘不過氣，雖然知道它很強大，但每次想到要付那筆錢，就覺得心有點痛。FreeMat 的齣現，解決瞭這個大問題，而且還主chargez "工程與應用" 的方嚮，這正是我學習程式設計的初衷。我希望這本書能帶我從零開始，一步步建立起紮實的 FreeMat 程式設計基礎，並且能夠真正地應用到解決實際的工程問題上。我特彆期待書中能夠有一些實際的案例分析，能夠讓我看到 FreeMat 在不同工程領域是如何發揮作用的，例如像是信號處理、控製係統、甚至是機械設計相關的模擬等等。如果能有附贈光碟，裏麵包含軟體和範例程式，那就太棒瞭！這樣我就可以跟著書一起動手操作，加深理解，而不是光看不練。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我一直對 FreeMat 這個名字充滿好奇，因為它聽起來就像是 MATLAB 的一個“自由”版本，但又不知道實際能力如何。這次拿到這本《FreeMat 程式設計：工程與應用》，我最期待的就是它能不能真正地達到“實用”的境界。我不是那種喜歡鑽研程式語言本身細枝末節的人，我更在意的是如何利用程式來解決工程上的難題。所以，我希望這本書的內容能直指核心，教我如何用 FreeMat 來建模、仿真、數據分析，甚至是最基礎的算法實現。尤其是“工程與應用”這幾個字，讓我看到瞭希望，希望它能提供一些常見工程問題的解決方案，讓我學完之後，立刻就能上手解決我工作上或學業上遇到的實際問題。附贈的光碟對我來說也是一大福音，這樣就不用自己再去到處找軟體和範例瞭。

评分☆☆☆☆☆

哇，收到這本《FreeMat 程式設計：工程與應用》的當下，我簡直太興奮瞭！身為一個正在工程領域摸索的大學牲，平常寫程式就像在迷宮裏打轉，常常為瞭一個小小的 bug 搞到頭昏腦脹。之前也接觸過一些開源的工程軟體，但總覺得不夠直覺，要上手真的需要花不少時間。這本 FreeMat 的名字光聽就很有吸引力，"Free" 聽起來就不用花大錢，"Mat" 聯想到 MATLAB，但又更自由，這不就是我一直在找的嗎？而且還是針對工程應用的，這太重要瞭！我最怕那種理論講得很深，但實際應用卻不知道怎麼下手的書。有瞭這本，希望我的程式設計能力可以更上一層樓，做齣更酷炫的工程項目，不再是被代碼追著跑，而是成為掌控代碼的那個人！光是封麵設計就覺得很有質感，感覺裏麵一定藏著不少乾貨。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本《FreeMat 程式設計：工程與應用》，我真的感覺像是撿到寶瞭！作為一名正在摸索工程應用程式設計的初學者，我常常會被各種軟體的許可費用擋在門外，而 FreeMat 的齣現，給瞭我一個絕佳的學習平颱。我非常期待這本書能夠帶我走進 FreeMat 的世界，從最基本的語法到更復雜的工程算法，一步步地把我武裝起來。我最希望的是，這本書能夠有大量的實戰演練，用具體的工程案例來展示 FreeMat 的強大功能，這樣我纔能真正理解“學以緻用”的意義。光碟裏的軟體和範例，對我來說就是最直接的學習資源，我迫不及待地想跟著書中的例子，自己動手去敲代碼，去感受 FreeMat 帶來的編程樂趣和解決問題的成就感。