Ⅰ matlab的演算法有哪些急用!謝謝啊!
MATLAB 產品族可以用來進行以下各種工作:
● 數值分析
● 數值和符號計算
● 工程與科學繪圖
● 控制系統的設計與模擬
● 數字圖像處理 技術
● 數字信號處理 技術
● 通訊系統設計與模擬
● 財務與金融工程
MATLAB 的應用范圍非常廣,包括信號和圖像處理、通訊、控制系統設計、測試和測量、財務建模和分析以及計算生物學等眾多應用領域。附加的工具箱(單獨提供的專用 MATLAB 函數集)擴展了 MATLAB 環境,以解決這些應用領域內特定類型的問題。
matlab特點
●此高級語言可用於技術計算
●此開發環境可對代碼、文件和數據進行管理
●互動式工具可以按迭代的方式探查、設計及求解問題
●數學函數可用於線性代數、統計、傅立葉分析、篩選、優化以及數值積分等
●二維和三維圖形函數可用於可視化數據
●各種工具可用於構建自定義的圖形用戶界面
●各種函數可將基於MATLAB的演算法與外部應用程序和語言(如 C、C++、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel)集成
MATLAB的優勢
(1)友好的工作平台和編程環境
MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數和文件,其中許多工具採用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調試器、路徑搜索和用於用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業化以及軟體本身的不斷升級,MATLAB的用戶界面也越來越精緻,更加接近Windows的標准界面,人機交互性更強,操作更簡單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯機查詢、幫助系統,極大的方便了用戶的使用。簡單的編程環境提供了比較完備的調試系統,程序不必經過編譯就可以直接運行,而且能夠及時地報告出現的錯誤及進行出錯原因分析。
(2)簡單易用的程序語言
Matlab一個高級的矩陣/陣列語言,它包含控制語句、函數、數據結構、輸入和輸出和面向對象編程特點。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執行命令同步,也可以先編寫好一個較大的復雜的應用程序(M文件)後再一起運行。新版本的MATLAB語言是基於最為流行的C++語言基礎上的,因此語法特徵與C++語言極為相似,而且更加簡單,更加符合科技人員對數學表達式的書寫格式。使之更利於非計算機專業的科技人員使用。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強,這也是MATLAB能夠深入到科學研究及工程計算各個領域的重要原因。
(3)強大的科學計算機數據處理能力
MATLAB是一個包含大量計算演算法的集合。其擁有600多個工程中要用到的數學運算函數,可以方便的實現用戶所需的各種計算功能。函數中所使用的演算法都是科研和工程計算中的最新研究成果,而前經過了各種優化和容錯處理。在通常情況下,可以用它來代替底層編程語言,如C和C++ 。在計算要求相同的情況下,使用MATLAB的編程工作量會大大減少。MATLAB的這些函數集包括從最簡單最基本的函數到諸如矩陣,特徵向量、快速傅立葉變換的復雜函數。函數所能解決的問題其大致包括矩陣運算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號運算、傅立葉變換和數據的統計分析、工程中的優化問題、稀疏矩陣運算、復數的各種運算、三角函數和其他初等數學運算、多維數組操作以及建模動態模擬等。
(4)出色的圖形處理功能
圖形處理功能 MATLAB自產生之日起就具有方便的數據可視化功能,以將向量和矩陣用圖形表現出來,並且可以對圖形進行標注和列印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動畫和表達式作圖。可用於科學計算和工程繪圖。新版本的MATLAB對整個圖形處理功能作了很大的改進和完善,使它不僅在一般數據可視化軟體都具有的功能(例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等)方面更加完善,而且對於一些其他軟體所沒有的功能(例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數據的表現等),MATLAB同樣表現了出色的處理能力。同時對一些特殊的可視化要求,例如圖形對話等,MATLAB也有相應的功能函數,保證了用戶不同層次的要求。另外新版本的MATLAB還著重在圖形用戶界面(GUI)的製作上作了很大的改善,對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。
(5)應用廣泛的模塊集合工具箱
MATLAB對許多專門的領域都開發了功能強大的模塊集和工具箱。一般來說,它們都是由特定領域的專家開發的,用戶可以直接使用工具箱學習、應用和評估不同的方法而不需要自己編寫代碼。目前,MATLAB已經把工具箱延伸到了科學研究和工程應用的諸多領域,諸如數據採集、資料庫介面、概率統計、樣條擬合、優化演算法、偏微分方程求解、神經網路、小波分析、信號處理、圖像處理、系統辨識、控制系統設計、LMI控制、魯棒控制、模型預測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設計、實時快速原型及半物理模擬、嵌入式系統開發、定點模擬、DSP與通訊、電力系統模擬等,都在工具箱(Toolbox)家族中有了自己的一席之地。
(6)實用的程序介面和發布平台
新版本的MATLAB可以利用MATLAB編譯器和C/C++數學庫和圖形庫,將自己的MATLAB程序自動轉換為獨立於MATLAB運行的C和C++代碼。允許用戶編寫可以和MATLAB進行交互的C或C++語言程序。另外,MATLAB網頁服務程序還容許在Web應用中使用自己的MATLAB數學和圖形程序。MATLAB的一個重要特色就是具有一套程序擴展系統和一組稱之為工具箱的特殊應用子程序。工具箱是MATLAB函數的子程序庫,每一個工具箱都是為某一類學科專業和應用而定製的,主要包括信號處理、控制系統、神經網路、模糊邏輯、小波分析和系統模擬等方面的應用。
(7)應用軟體開發(包括用戶界面)
在開發環境中,使用戶更方便地控制多個文件和圖形窗口;在編程方面支持了函數嵌套,有條件中斷等;在圖形化方面,有了更強大的圖形標注和處理功能,包括對性對起連接注釋等;在輸入輸出方面,可以直接向Excel和HDF5進行連接。
Ⅱ 數學建模演算法有哪些
1. 蒙特卡羅演算法。 該演算法又稱隨機性模擬演算法,是通過計算機模擬來解決問題的演算法,同時可以通過模擬來檢驗自己模型的正確性,幾乎是比賽時必用的方法。
2. 數據擬合、參數估計、插值等數據處理演算法。 比賽中通常會遇到大量的數據需要處理,而處理數據的關鍵就在於這些演算法,通常使用MATLAB 作為工具。
3. 線性規劃、整數規劃、多元規劃、二次規劃等規劃類演算法。 建模競賽大多數問題屬於最優化問題,很多時候這些問題可以用數學規劃演算法來描述,通常使用Lindo、Lingo 軟體求解。
4. 圖論演算法。 這類演算法可以分為很多種,包括最短路、網路流、二分圖等演算法,涉及到圖論的問題可以用這些方法解決,需要認真准備。
5. 動態規劃、回溯搜索、分治演算法、分支定界等計算機演算法。 這些演算法是演算法設計中比較常用的方法,競賽中很多場合會用到。
6. 最優化理論的三大非經典演算法:模擬退火演算法、神經網路演算法、遺傳演算法。 這些問題是用來解決一些較困難的最優化問題的,對於有些問題非常有幫助,但是演算法的實現比較困難,需慎重使用。
7. 網格演算法和窮舉法。 兩者都是暴力搜索最優點的演算法,在很多競賽題中有應用,當重點討論模型本身而輕視演算法的時候,可以使用這種暴力方案,最好使用一些高級語言作為編程工具。
8. 一些連續數據離散化方法。 很多問題都是實際來的,數據可以是連續的,而計算機只能處理離散的數據,因此將其離散化後進行差分代替微分、求和代替積分等思想是非常重要的。
9. 數值分析演算法。 如果在比賽中採用高級語言進行編程的話,那些數值分析中常用的演算法比如方程組求解、矩陣運算、函數積分等演算法就需要額外編寫庫函數進行調用。
10. 圖象處理演算法。 賽題中有一類問題與圖形有關,即使問題與圖形無關,論文中也會需要圖片來說明問題,這些圖形如何展示以及如何處理就是需要解決的問題,通常使用MATLAB 進行處理。
以下將結合歷年的競賽題,對這十類演算法進行詳細地說明。
以下將結合歷年的競賽題,對這十類演算法進行詳細地說明。
2 十類演算法的詳細說明
2.1 蒙特卡羅演算法
大多數建模賽題中都離不開計算機模擬,隨機性模擬是非常常見的演算法之一。
舉個例子就是97 年的A 題,每個零件都有自己的標定值,也都有自己的容差等級,而求解最優的組合方案將要面對著的是一個極其復雜的公式和108 種容差選取方案,根本不可能去求解析解,那如何去找到最優的方案呢?隨機性模擬搜索最優方案就是其中的一種方法,在每個零件可行的區間中按照正態分布隨機的選取一個標定值和選取一個容差值作為一種方案,然後通過蒙特卡羅演算法模擬出大量的方案,從中選取一個最佳的。另一個例子就是去年的彩票第二問,要求設計一種更好的方案,首先方案的優劣取決於很多復雜的因素,同樣不可能刻畫出一個模型進行求解,只能靠隨機模擬模擬。
2.2 數據擬合、參數估計、插值等演算法
數據擬合在很多賽題中有應用,與圖形處理有關的問題很多與擬合有關系,一個例子就是98 年美國賽A 題,生物組織切片的三維插值處理,94 年A 題逢山開路,山體海拔高度的插值計算,還有吵的沸沸揚揚可能會考的「非典」問題也要用到數據擬合演算法,觀察數據的走向進行處理。此類問題在MATLAB中有很多現成的函數可以調用,熟悉MATLAB,這些方法都能游刃有餘的用好。
2.3 規劃類問題演算法
競賽中很多問題都和數學規劃有關,可以說不少的模型都可以歸結為一組不等式作為約束條件、幾個函數表達式作為目標函數的問題,遇到這類問題,求解就是關鍵了,比如98年B 題,用很多不等式完全可以把問題刻畫清楚,因此列舉出規劃後用Lindo、Lingo 等軟體來進行解決比較方便,所以還需要熟悉這兩個軟體。
2.4 圖論問題
98 年B 題、00 年B 題、95 年鎖具裝箱等問題體現了圖論問題的重要性,這類問題演算法有很多,包括:Dijkstra、Floyd、Prim、Bellman-Ford,最大流,二分匹配等問題。每一個演算法都應該實現一遍,否則到比賽時再寫就晚了。
2.5 計算機演算法設計中的問題
計算機演算法設計包括很多內容:動態規劃、回溯搜索、分治演算法、分支定界。比如92 年B 題用分枝定界法,97 年B 題是典型的動態規劃問題,此外98 年B 題體現了分治演算法。這方面問題和ACM 程序設計競賽中的問題類似,推薦看一下《計算機演算法設計與分析》(電子工業出版社)等與計算機演算法有關的書。
2.6 最優化理論的三大非經典演算法
這十幾年來最優化理論有了飛速發展,模擬退火法、神經網路、遺傳演算法這三類演算法發展很快。近幾年的賽題越來越復雜,很多問題沒有什麼很好的模型可以借鑒,於是這三類演算法很多時候可以派上用場,比如:97 年A 題的模擬退火演算法,00 年B 題的神經網路分類演算法,象01 年B 題這種難題也可以使用神經網路,還有美國競賽89 年A 題也和BP 演算法有關系,當時是86 年剛提出BP 演算法,89 年就考了,說明賽題可能是當今前沿科技的抽象體現。03 年B 題伽馬刀問題也是目前研究的課題,目前演算法最佳的是遺傳演算法。
2.7 網格演算法和窮舉演算法
網格演算法和窮舉法一樣,只是網格法是連續問題的窮舉。比如要求在N 個變數情況下的最優化問題,那麼對這些變數可取的空間進行采點,比如在[a; b] 區間內取M +1 個點,就是a; a+(b-a)/M; a+2 (b-a)/M; …… ; b 那麼這樣循環就需要進行(M + 1)N 次運算,所以計算量很大。比如97 年A 題、99 年B 題都可以用網格法搜索,這種方法最好在運算速度較快
的計算機中進行,還有要用高級語言來做,最好不要用MATLAB 做網格,否則會算很久的。窮舉法大家都熟悉,就不說了。
2.8 一些連續數據離散化的方法
大部分物理問題的編程解決,都和這種方法有一定的聯系。物理問題是反映我們生活在一個連續的世界中,計算機只能處理離散的量,所以需要對連續量進行離散處理。這種方法應用很廣,而且和上面的很多演算法有關。事實上,網格演算法、蒙特卡羅演算法、模擬退火都用了這個思想。
2.9 數值分析演算法
這類演算法是針對高級語言而專門設的,如果你用的是MATLAB、Mathematica,大可不必准備,因為象數值分析中有很多函數一般的數學軟體是具備的。
2.10 圖象處理演算法
01 年A 題中需要你會讀BMP 圖象、美國賽98 年A 題需要你知道三維插值計算,03 年B 題要求更高,不但需要編程計算還要進行處理,而數模論文中也有很多圖片需要展示,因此圖象處理就是關鍵。做好這類問題,重要的是把MATLAB 學好,特別是圖象處理的部分。
Ⅲ matlab的演算法有哪些急用!謝謝啊!
算
啊
基本算
、數據結構
算
、數論與代數算
、計算幾何
算
、圖論
算
、
態規劃
及數值
析、加密算
、排序算
、檢索算
、隨機化算
、並行算
等等
matlab
面
建議
載相應
工具箱
數
建模工具箱
編寫
算
求
短路徑
Dijkstra算
等等
裝
help
dijkstra
查
用
另外
神經網路
工具箱
遺傳算
工具箱
都
用
Ⅳ MATLAB建模方法有哪些
建模覆蓋的內容很廣,可以分為兩大塊:優化和統計,因此建模方法也可以由這兩大塊劃分。
一.優化:
智能演算法: 遺傳演算法,粒子群演算法,模擬退火演算法,蟻群演算法...
基礎優化演算法: 目標規劃,整數規劃...
排隊論
二.統計:
分類/聚類演算法: k-means...
預測: 時間序列演算法,灰色預測演算法,指數平滑演算法,
評價: 模糊綜合評價,信息熵評價,粗糙集,數據包絡分析,層次分析,
智能演算法:神經網路,svm...
回歸/擬合:多元線性擬合,最小二乘法
數據處理:小波變換
Ⅳ matlab中求特徵值和特徵向量的具體演算法是什麼啊
eig(A)主要用QR演算法,如果A對稱則使用對稱QR演算法(如果要特徵向量的話有可能會用divide and conquer);
eig(A,B)用QZ演算法,如果探測到A對稱,B對稱正定,則對B做Cholesky分解後再用對稱QR演算法;
svd的演算法和對稱QR演算法類似。
這些不是幾句話就能明白的,要學習一下矩陣計算(數值線性代數)的課程才能知道幾十年前最簡單的演算法,軟體中的演算法在此基礎上還增加了很多新技術,但基本方法是差不多的。
Ⅵ 最短哈密頓路徑的matlab演算法
給定圖G,求點對s->t之間的最短路徑,該問題使用經典的dijkstra演算法即可解決,時間復雜度O(V^2)。基本思想:兩個集合S,T,S表示已經訪問的點集合,T表示未訪問的點集合,S初始為空,T包括所有點;每次從T集合中選取從s到該點距離最小的點cur,然後將點cur加入到S中(保證從s到S集合中的點之間的路徑長度最小),並且基於cur點為跳板,做鬆弛操作,更新s到T集合中其他點的距離,鬆弛操作即,如果dist[j] > dist[cur] + G[cur,j],更新dist[j] = dist[cur]+G[cur,j],其中j屬於T集合;當cur==t時演算法結束。