能源与环境系统2013级科学计算可视化考试
格式要求：1：引言（500字）2：采用算法（500字）3:程序4：可视化结果截图并讨论
5：结论（300字）6：参考文献（5篇以上，注意格式）
1.引言
随着科学技术的发展,计算机网络已是人们生活中无法离去的工具,故信息化彻底改变了人们的生活方式。
数字图像处理也随之成为图像处理领域的首要之选。
目前,MATLAB由于计算功能强大既支持数值运算又支持矩阵运算且便于用户二次开发,简单易学灵活性强,在数字图像处理领域的研究中成为了使用较为广泛的应用软件之一。
MATLAB（矩阵实验室）是MATrix LABoratory的缩写，是由美国The MathWorks 公司开发，用于数据分析、数据可视化、算法开发以及数值计算的交互式环境和高级计算语言[1]。
除了数据图像/绘制函数、矩阵运算等常用功能外，MATLAB还可以创建图形界面用户程序——GUI，以及面向对象编程和与其它语言（包括VC++、Java）混合编写的程序。
MAT LAB除了主要用于科学计算之外，其附加工具箱（Toolbox）也使它在不同的领域得到充分应用，例如金融建模和分析、信号处理与通讯、图像处理、控制系统设计与分析。
另外还有一个新的系统模型化图形输入与仿真工具软件包——Simulink，该软件实现了动态系统建模和仿真，使用户可以将更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言编程上。
其特点是[2-4]：
(1)简单易学:MATLAB语法规则与其他编程语言大同小异,但其自带函数较多,且功能比较完善,很多时候不用用户编写代码就能实现想实现的功能。
(2)代码短小高效:由于MATLAB将很多应用已经编写成函数,只要控件下面编写回调函数,通过鼠标的点击事件就能完成一次操作。
(3)计算功能非常强大:该软件具有强大的矩阵计算功能,利用一般的符号和函数就可以对矩阵进行加、减、乘、除运算以及转置和求逆等运算。
(4)强大的图形绘制和处理功能:科学计算要涉及到大量数据的处理,利用图形展示数据场的特征,能显著提高数据处理功能。
(5)可扩展性:用户可以自己编写M文件,,组成自己的工具箱。
2.算法--SIMULINK仿真建模
SIMULINK 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
它支持对线性、非线性系统；连续、离散以及混合系统模型进行仿真分析。
由于其功能强大，建模方便，作为一体化的建模与仿真环境越来越广泛地应用在各种仿真应用领域。
SIMULINK 中除了常用模块库可以用来仿真建模外，还根据不同的专业应用提供了专用模型集（BLOCKSET）或工具箱（TOOLBOX）。
利用这些模型集可以完成不同领域内的仿真建模需求。
与其它仿真软件包相比，SIMULINK 包含如下两个突出特点[5]：
1．拥有先进的仿真和分析技术提供了针对固定步长、变步长和刚性系统的 7 种积分算法；动态图形显示的交互式仿真；微调以确定稳态平衡点；线性化； 2．具备开放和可扩展体系结构使用用户自己的图标和界面，从 MATLAB、
FORTRAN 和 C 语言中建立框图和框图程序库；链接预先存在 FORTRAN 和 C 仿真程序以便保留有价值的程序；若用户购买了 SIMULINK 实时 WorkShop 硬件卡，则可根据用户模型生成 C 语言程序。
在 SIMULINK 提供的图形用户界面 GUI 上，只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。
它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。
从建模角度讲，这既适于自上而下（Top-down）的设计流程（概念、功能、系统、子系统、器件），又适于自下而上（Bottom-up）逆程设计。
从分析研究角度讲，SIMULINK 模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交互影响。
3.程序
力-质量系统，要拉动一个箱子（拉力f=1N)，箱子质量为M(1kg)，箱子与地面存在摩擦力[(b=0.4N(/m/s)],其大小与车子的速度成正比。
其运动方程式为：
拉力作用时间为2s，建构的模型为：
4.可视化结果截图讨论
截图
讨论
由图可以看出，黄色线代表箱子速度，前2s时候有因有拉力存在，速度增加。
然而摩擦力一直存在，当拉力撤销之后，摩擦力会减小箱子速度，最后箱子速度变为0。
紫色线代表箱子前进的距离，前2s拉力存在时，箱子速度增大，前进速度在加快，当拉力撤销了，箱子速度就开始减小，前进速度也开始变慢。
最后，当箱子速度变为0的时候，箱子也停止了前进。
5.结论
通过学习MATLAB这门课程，我了解该软件的基本功能，也知道了该软件在我们生活中的重要地位。
初次基础MATLAB是在学习自动化控制理论的时候，那时候对它的印象就是跟C语言差不多都是要编程的，但是通过学习我发现MATLAB 要比C语言要好的多，方便的多。
而且用MATLAB来解决线性代数的问题非常方便。
MATLAB相对于其他的一些编程软件有许多的优点，它的语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富，运算符丰富。
MATLAB既具有结构化的控制语句，又有面向对象编程的特性。
语法上限制不严格，程序设计自由度大。
而起其程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号上的计算机和操作系统上运行。
虽然学习MATLAB的时间很短，但却让我了解到了它的功能和实用性的强大，
我相信学习好这门技术对我们日后会有很大的帮助，作为一名新时代的大学生，学好MTLAB是非常有用的，扩展就业方向，为我们将来就业打下良好的基础。
参考文献
[1] MATLAB 在大学物理实验仿真中的应用荆荣丽
[2] 曲伟娟,基于 MAT LAB 光学实验仿真[D],西安：西北工业大学，2004.03.01
[3] 潘哲峰等 , 仿真技术在普通物理教学中的应用 , 沈阳航空工业学院学报 ,2005,4:42-42,
[4] 代红权等,MATLAB 符号计算及其在大学物理中的应用, 荆门职业技术学院学报,2006.5:21-23
[5] 刘永文，基于通用平台的系统建模和半物理仿真及其在舰船动力装置中的应用[D]，上海交通大学，2002。