课程

中国大学MOOC,为你提供一流的大学教育

hi,小mooc
期末考试会员
SPOC学校专有课程
科学计算与MATLAB语言
第1次开课
开课时间: 2024年09月13日 ~ 2025年01月04日
学时安排: 2-5学时/每周
当前开课已结束 已有 312 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=当前,科学计算已经成为科学研究、技术创新的重要方法与手段,而作为实现工具的科学计算软件无疑具有至关重要的作用。MATLAB为众多领域的计算问题提供了全面的解决方案,代表了当今国际科学计算软件的先进水平,被誉为巨人肩膀上的工具。通过本课程的学习,我们将能站在巨人的肩膀上领略各种计算之美。
当前,科学计算已经成为科学研究、技术创新的重要方法与手段,而作为实现工具的科学计算软件无疑具有至关重要的作用。MATLAB为众多领域的计算问题提供了全面的解决方案,代表了当今国际科学计算软件的先进水平,被誉为巨人肩膀上的工具。通过本课程的学习,我们将能站在巨人的肩膀上领略各种计算之美。
—— 课程团队
课程概述

      本SPOC课程主要介绍科学计算问题的MATLAB实现方法,包括MATLAB基础知识、MATLAB矩阵处理、MATLAB程序流程控制、MATLAB绘图、数据分析与多项式计算、数值微积分与方程求解、MATLAB符号计算、MATLAB图形用户界面设计、Simulink系统仿真等学习专题。

授课目标

在学完本课程后,希望大家能理解MATLAB功能实现的数学背景与算法原理,掌握利用MATLAB进行问题求解的基本规律,能够使用MATLAB作为专业应用的工具,能从繁杂的计算事务中解放出来,促进计算机和专业应用的结合,促进计算机应用水平的提高和对专业知识的掌握。

成绩 要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


课程大纲
专题一 MATLAB基础知识
课时目标:熟悉MATLAB系统环境;掌握MATLAB中数据的表示方法以及建立与引用矩阵的方法。
1.1 MATLAB系统环境
1.2 MATLAB数值数据
1.3 变量及其操作
1.4 MATLAB矩阵的表示
1.5 矩阵元素的引用
1.6 MATLAB基本运算
1.7 字符串处理
专题二 MATLAB矩阵处理
课时目标:理解常用特殊矩阵的概念和创建方法;掌握矩阵变换与求值、矩阵的特征值与特征向量、稀疏矩阵等处理方法。
2.1 特殊矩阵
2.2 矩阵变换
2.3 矩阵求值
2.4 矩阵的特征值与特征向量
2.5 稀疏矩阵
专题三 MATLAB程序流程控制
课时目标:掌握顺序结构、选择结构、循环结构等三种基本控制结构的实现方法以及函数的定义与使用方法。
3.1 顺序结构程序
3.2 用if语句实现选择结构
3.3 用switch语句实现选择结构
3.4 用for语句实现循环结构
3.5 用while语句实现循环结构
3.6 函数文件的定义与调用
3.7 函数的递归调用
3.8 函数参数与变量的作用域
专题四 MATLAB绘图
课时目标:熟练掌握plot/plot3、mesh/surf基本绘图函数的用法;熟悉如何修饰图形,增强图形表现效果。
4.1 二维曲线
4.2 绘制图形的辅助操作
4.3 其他形式的二维曲线
4.4 三维曲线
4.5 三维曲面
4.6 图形修饰处理
4.7 交互式绘图工具
专题五 数据分析与多项式计算
课时目标:掌握数据统计分析、多项式计算的方法;理解数据插值和曲线拟合的数学思想并掌握其实现方法。
5.1 数据统计分析
5.2 多项式计算
5.3 数据插值
5.4 数据插值应用举例
5.5 曲线拟合
5.6 曲线拟合应用举例
专题六 数值微积分与方程求解
课时目标:掌握数值微积分、线性方程组求解、非线性方程求解与函数极值计算、常微分方程数值求解等问题的实现方法。
6.1 数值微分与数值积分
6.2 线性方程组求解
6.3 线性方程组应用举例
6.4 非线性方程求解与函数极值计算
6.5 常微分方程数值求解
6.6 常微分方程应用举例
专题七 MATLAB符号计算
课时目标:理解符号计算与数值计算的区别;掌握符号对象的定义及运算方法;掌握微积分、级数、方程求解的符号计算方法。
7.1 符号对象
7.2 符号微积分
7.3 级数
7.4 符号方程求解
专题八 MATLAB图形用户界面设计
课时目标:理解图形对象的概念;了解有关界面设计函数的使用方法;了解GUIDE设计工具和APP设计工具的使用方法。
8.1 图形窗口与坐标轴
8.2 曲线与曲面对象
8.3 图形用户界面设计方法
8.4 用户界面设计工具
8.5 APP设计工具
8.6 图形用户界面应用举例
专题九 Simulink系统仿真
课时目标:掌握Simulink求解科学计算问题的基本方法。
9.1 Simulink仿真基础
9.4 Simulink仿真应用举例
展开全部
预备知识

高等数学,线性代数

参考资料

1. 蔡旭晖 吕格莉, MATLAB数据可视化,ISBN 978-7-302-66457-4,清华大学出版社,2024.7

2. 刘卫国主编,MATLAB科学计算实战(微课视频版),ISBN 978-7-302-63041-8,清华大学出版社,2023年7月

常见问题

  Q1:本课程使用什么MATLAB版本?

  A1:本期SPOC课程使用MATLAB R2021a版本。

  Q2:学习本课程是否需要先学习计算机程序设计?

  A2:没有此要求,但如果具有高等数学、线性代数方面的基本知识对本课程的学习是有帮助的。

  Q3:本课程的教学内容是如何组织的?

  A3:本课程以应用MATLAB高效求解科学计算问题为主线,介绍利用MATLAB语言进行科学计算的方法。

源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

中南大学
2 位授课老师
蔡旭晖

蔡旭晖

副教授

吕格莉

吕格莉

副教授

下载
下载

下载App