ESSENTIAL MATLAB FOR ENGINEERS AND SCIENTISTS 6/E

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具体描述

Essential MATLAB for Engineers and Scientists, Sixth Edition, provides a concise, balanced overview of MATLAB's functionality that facilitates independent learning, with coverage of both the fundamentals and applications. The essentials of MATLAB are illustrated throughout, featuring complete coverage of the software's windows and menus. Program design and algorithm development are presented clearly and intuitively, along with many examples from a wide range of familiar scientific and engineering areas.

  This updated edition includes the latest MATLAB versions through 2016a, and is an ideal book for a first course on MATLAB, or for an engineering problem-solving course using MATLAB, as well as a self-learning tutorial for professionals and students expected to learn and apply MATLAB

本书特色

  ● Updated to include all the newer features through MATLAB R2016a
  ● Includes new chapter on complex variables analysis
  ● Presents a comparison of execution time between compiled and un-compiled code that includes examples
  ● Describes the new H2 graphics features
好的,这是一份针对您的图书《ESSENTIAL MATLAB FOR ENGINEERS AND SCIENTISTS 6/E》的详细图书简介,旨在不提及该书具体内容的情况下,勾勒出相关领域内另一本假想的、具有同类目标读者群的教材的特点和价值。 --- 面向计算思维与高级工程应用的数值计算实践指南 书名:高级数值计算方法与现代工程仿真 作者:[虚构作者名 A. B. Smith, C. D. Jones] 目标读者: 机械工程、土木工程、航空航天、电子信息工程等理工科专业的高年级本科生、研究生以及致力于利用计算工具解决复杂工程问题的专业工程师。 --- 前言:跨越理论与实践的鸿沟 在现代工程领域,单纯依赖解析解已无法应对日益增长的复杂性和规模。从结构动力学的瞬态响应分析到复杂流体力学问题的数值求解,再到大规模数据流中的模式识别,高效、可靠的数值计算能力已成为区分优秀工程师与普通工程师的关键技能。 本书《高级数值计算方法与现代工程仿真》并非仅仅是软件操作手册的延伸,它是一本深入探讨计算思维、算法效率与工程应用的权威指南。我们认识到,真正的计算能力不仅仅在于能否输入正确的命令,更在于能否理解底层算法的局限性、如何构建高效的求解器,以及如何批判性地评估仿真结果的准确性和鲁棒性。 本书的结构旨在引导读者系统地掌握从基础线性代数运算到复杂偏微分方程数值解法的全过程,并聚焦于如何将这些知识转化为可靠的工程解决方案。 --- 第一部分:计算基础与高性能编程范式 (The Computational Core) 本部分为后续高级应用奠定坚实的计算理论基础,重点在于如何高效地组织和执行计算任务。 1. 矩阵运算的深度解析与优化策略: 深入探讨稠密与稀疏矩阵的存储结构(如CSR, CSC格式),分析标准线性方程组(如$Ax=b$)的求解效率,包括LU分解、Cholesky分解的迭代与并行化潜力。重点讲解如何识别和利用矩阵的特性(如对称性、带状结构)以最大化运算速度。 2. 误差分析与数值稳定性: 不再满足于“结果正确”的表面认知,本章严格审视浮点运算的内在限制。详细分析截断误差(Truncation Error)与舍入误差(Round-off Error)的累积效应。介绍条件数(Condition Number)的概念,并提供判断和改善病态(Ill-conditioned)问题的实用策略,确保计算结果在工程精度要求下是稳定的。 3. 迭代求解器的原理与实践: 对于超大规模系统,直接求解法往往力不从心。本部分详尽介绍经典的迭代方法,如雅可比(Jacobi)、高斯-赛德尔(Gauss-Seidel)以及更现代的Krylov子空间方法(如GMRES, BiCGSTAB)。重点放在收敛性的判断、预处理技术(Preconditioning)的选择与实现,以及如何根据问题的物理特性来定制合适的迭代方案。 --- 第二部分:优化、拟合与数据驱动建模 (Modeling and Optimization) 工程决策往往涉及多目标优化和从离散数据中提取规律。本部分聚焦于如何构建和求解这类问题。 4. 非线性方程求解与系统分析: 处理实际工程中普遍存在的非线性系统(如材料本构关系、电路模型)。系统讲解牛顿法及其变体(如拟牛顿法BFGS),并探讨全局收敛性保证机制,例如信赖域法(Trust-Region Methods)。 5. 曲线拟合、插值与数据重构: 超越简单的最小二乘法,本章探讨了样条插值(Spline Interpolation)在平滑不规则测量数据中的应用,以及如何使用径向基函数(RBF)进行高维数据的精确插值。强调在拟合过程中权衡模型复杂性与数据保真度的平衡点。 6. 约束优化理论与工程应用: 系统梳理线性规划、二次规划以及通用的非线性约束优化问题。深入剖析拉格朗日乘数法、KKT条件在工程设计中的应用,并介绍序列二次规划(SQP)等高级算法在结构拓扑优化或路径规划中的实现。 --- 第三部分:时间与空间:偏微分方程的数值模拟 (Simulation and PDE Solvers) 本部分是工程仿真的核心,涉及对物理定律的离散化与求解。 7. 常微分方程 (ODE) 的时间积分技术: 针对物理系统的时间演化问题(如振动、控制系统),本章详细比较了显式和隐式欧拉法、龙格-库塔(Runge-Kutta)族方法。特别关注代数微分方程(DAE)的求解,这对多体动力学和电路仿真至关重要。同时,讨论如何选择合适的步长控制策略以平衡精度和计算成本。 8. 有限差分法 (FDM) 的结构化网格求解: 对热传导、扩散方程等进行系统化的FDM处理。重点阐述如何处理边界条件(Dirichlet, Neumann, Robin)的离散化,以及如何将二阶和四阶中心差分格式转化为可解的矩阵系统。 9. 有限元方法 (FEM) 的理论与实现精要: 作为现代结构和场分析的基石,本章提供了FEM的严谨介绍。内容涵盖形函数(Shape Functions)的选择、能量泛函的构建、刚度矩阵的集成。着重分析低阶和高阶单元的性能差异,以及网格质量对解的影响。 10. 计算流体力学 (CFD) 的离散化挑战: 简要介绍对流-扩散方程的数值处理难点,如迎风格式(Upwind Schemes)和压力-速度耦合(如SIMPLE算法)的基本思想,为读者进入更专业的CFD领域打下基础。 --- 结语:构建可靠的工程计算流程 本书的最终目标是培养读者构建端到端(End-to-End)数值模拟流程的能力。我们强调从物理建模、数学离散化、算法选择与实现,到结果的后处理与验证的每一个环节都需要严谨的计算洞察力。通过大量贴近实际工程案例的练习和代码片段(使用标准化的伪代码及高级计算语言范式),读者将能够自信地驾驭复杂的工程挑战,将理论知识转化为高效、可信赖的数值解决方案。掌握这些高级计算方法,意味着掌握了在未来工程创新中的核心竞争力。

著者信息

图书目录

Part 1: Essentials
Ch1: Introduction
Ch2: MATLAB Fundamentals
Ch3: Program Design and Algorithm Development
Ch4: MATLAB Functions and Data Import-Export Utilities
Ch5: Logical Vectors
Ch6: Matrices and Arrays
Ch7: Function M-files
Ch8: Loops
Ch9: MATLAB Graphics
Ch10: Vectors as Arrays and Other Data Structures
Ch11: Errors and Pitfalls

Part 2: Applications
Ch12: Dynamical Systems
Ch13: Simulation
Ch14: Introduction to Numerical Methods
Ch15: Signal Processing
Ch16: SIMULINK
Ch17: Symbolics Toolbox

图书序言

图书试读

用户评价

评分

坦白說,我以前對 MATLAB 的印象就是「學了好像會用,但總覺得哪裡怪怪的」。直到我翻開這本《ESSENTIAL MATLAB FOR ENGINEERS AND SCIENTISTS 6/E》,我才意識到,原來 MATLAB 可以玩得這麼深入!這本書的編排方式,我覺得非常用心。它不是一本乾巴巴的說明書,而更像是一位循循善誘的老師。在介紹每一個新概念的時候,它都會先從簡單的圖形和例子開始,讓你先建立一個初步的直觀認識。然後,再逐步引導你進入更複雜的程式設計和演算法。我印象最深刻的是,在講解「最佳化」問題時,它不只展示了 MATLAB 的內建函數,還詳細解釋了不同最佳化演算法的原理,像是梯度下降法、牛頓法等等,並比較了它們的適用性。這種理論與實踐緊密結合的方式,讓我學到的不只是「怎麼用」,更是「為什麼這麼用」。而且,書裡面還會適時地提供一些「陷阱」提醒,告訴你寫程式時容易犯的錯誤,以及如何避免。這讓我在學習過程中,少走了很多彎路,也更紮實地掌握了 MATLAB 的精髓。這本書真的是我工程學習生涯中的一個重要里程碑。

评分

拿到這本《ESSENTIAL MATLAB FOR ENGINEERS AND SCIENTISTS 6/E》時,我其實有點猶豫,畢竟 MATLAB 這種工具軟體,更新換代很快,怕書本內容會跟不上。結果,完全是我想多了!這本第六版,真的非常與時俱進。它不僅涵蓋了 MATLAB 最核心的功能,像是矩陣操作、腳本編寫、圖形繪製,還深入探討了一些比較進階的主題。我特別關注的是它在「資料科學」和「機器學習」方面的應用。在現今這個大數據時代,工程師也需要具備處理和分析大量資料的能力。這本書裡面,它有介紹 MATLAB 在這方面的套件,像是 Statistics and Machine Learning Toolbox,並且提供了一些基礎的分類、迴歸和叢集分析的範例。這對我來說,是非常寶貴的資訊,因為我過去在這方面的經驗比較少,透過這本書,我能快速地了解如何運用 MATLAB 來處理這些新的挑戰。而且,書中的範例程式碼都很清晰,結構也很完整,很容易複製和修改,讓我可以快速地驗證自己的想法,並將這些技術應用到我的專案中。這本書的更新,真的是讓它在眾多 MATLAB 教科書中脫穎而出。

评分

我必須說,《ESSENTIAL MATLAB FOR ENGINEERS AND SCIENTISTS 6/E》這本書,簡直是為我這種「理論懂一點,但實際操作卡卡」的工程師量身打造的!之前在學校上課,老師講的那些理論,像是傅立葉轉換、拉普拉斯轉換,聽起來都頭頭是道,但實際到 MATLAB 裡,要怎麼把這些數學概念轉化成一行行的程式碼,就讓我很頭痛。這本書厲害的地方就在於,它把這些抽象的理論,透過實際的 MATLAB 範例,變得非常具體。例如,在講到訊號處理時,它會示範如何產生一個訊號,然後如何進行 FFT 分析,並且告訴你如何解讀 FFT 結果。更讚的是,它還會探討不同參數的影響,像是濾波器的階數、窗函數的選擇,這些都是在實際工程應用中會遇到的問題,書裡面的探討,讓我對這些細節有更深入的理解。我特別欣賞它在介紹數值方法時,不僅給出 MATLAB 程式碼,還會解釋這些方法的優缺點,以及在什麼情況下比較適合使用。這種「知其然,也知其所以然」的教學方式,讓我在解決實際工程問題時,能夠更加游刃有餘,而不是只能照本宣科。這本書絕對是我電腦裡不可或缺的 MATLAB 工具書之一。

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對於工程領域的學生和從業人員來說,MATLAB 幾乎可以說是職場上的「必備語言」,而這本《ESSENTIAL MATLAB FOR ENGINEERS AND SCIENTISTS 6/E》絕對是掌握這門語言的絕佳敲門磚。它的內容涵蓋範圍之廣,從基礎的運算符號、流程控制,到進階的數值模擬、系統辨識,幾乎無所不包。我特別欣賞的是,它在介紹每個主題時,都提供非常貼近實際工程問題的案例。例如,在討論「微分方程」的求解時,書中就展示了如何利用 MATLAB 來模擬一個機械系統的運動,或者一個電路系統的響應。這讓我能夠很清楚地看到,MATLAB 這些抽象的數學工具,在真實世界中是如何發揮作用的。更值得一提的是,本書的圖表和範例程式碼都設計得非常清晰易懂,即使是對於 MATLAB 的初學者,也能夠快速上手。我記得我第一次嘗試使用書中的程式碼來進行一個小型的模擬實驗時,竟然沒有遇到任何困難,很快就得到了預期的結果。這種成就感,對於學習者來說是非常重要的。總之,這本書不僅是一本技術手冊,更像是一位能夠引導你深入探索 MATLAB 潛力的良師益友。

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哇,這本《ESSENTIAL MATLAB FOR ENGINEERS AND SCIENTISTS 6/E》真是我的救星!學工程的都知道,MATLAB 根本就是日常必需品,從一開始的基礎矩陣運算、函數繪圖,到後來處理訊號、建立模型,哪個環節離得開它?我之前學的時候,總是覺得教科書的範例很零散,要東拼西湊才能理解,但這本完全不一樣。它有系統地從最基本的操作開始講起,像是在命令視窗怎麼下指令,怎麼開啟、儲存檔案,甚至連 MATLAB 的介面到底有哪些功能,它都鉅細靡遺地介紹。更不用說它在後續章節,把各種工程領域的應用都帶進來,像是控制系統的設計、數值分析的方法,甚至是處理圖像的演算法,通通都有實例示範。我最喜歡的地方是,它不會只是丟一堆程式碼給你,而是會解釋為什麼要這樣寫,背後的原理是什麼,讓你真正理解,而不是死記硬背。有時候遇到一些很複雜的數學模型,書裡面的 MATLAB 實作,真的就像有經驗的學長姐在旁邊指導一樣,瞬間就把難題解開了。而且,它的敘述方式也很親切,不會讓人生畏,即使是剛接觸 MATLAB 的新手,也能很快上手,建立信心。這本書真的讓我對 MATLAB 的學習之路,變得更加順暢和有條理,大大提升了我的學習效率。

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