MATLAB语言被称为第四代计算机语言,其主要特点可以概括如下:高效的数值计算及符号计算功能、完备的图形处理功能、友好的用户界面、接近数学表达式的自然化语言,功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,这些功能不但能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来,实现计算结果和编程的可视化,还为用户提供了大量方便实用的处理工具,使学者易于学习和掌握。
2。1 GUI技术的简介
GUI即图形用户界面是指包含了多种图形控制对象,如图形窗口、菜单、对话框以及文本框等内容的用户界面[4]。用户通过一定的方法来选择、激活这些图形对象,使得计算机产生某种动作或者变化。
创建MATLAB GUI必须具有以下三个基本元素:
(1)组件。在MATLAB GUI中的每一个项目都是一个图形化组件。组件分为3类:图形化控件(按钮、编辑框、列表等)、静态元素以及菜单和坐标系。
(2)图形窗口。GUI的每一个组件都必须在图形窗口内。
(3)回应。如果用户用点击鼠标或者用键盘输入一些信息,那么该程序就应该要有相应的动作。只要执行GUI的单个图形组件,就必须要有一个回应[3]。
2。2 GUI技术的特点论文网
一个完整的GUI设计可以分为两个阶段完成。
第一个阶段:图形界面的结构设计。利用设计向导构造整个图形界面的布局,安排恰当的控件,设计合理的菜单,进行必要的属性设计。
第二个阶段:功能设计。为控件、菜单编写相应的回调函数,具体实现界面的各类详细功能[5]。
一个好的GUI能够使程序的更加容易使用,它为用户提供了一个常见的界面,同时也提供一些控件,如按钮、列表框、滑块、菜单等。用户图形界面应当易于理解,并且操作是可以被预告被通知的,所以当用户进行某一项操作时,它知道如何去执行[6]。
3 MATLAB GUI技术在高等数学中的应用
高等数学的主要内容包括:极限、微积分、空间解析几何与向量代数、级数、常微分方程。在高等数学的学习过程中,经常会面临一些过于抽象、甚至难以解决的关于图形和计算的问题,而使用MATLAB GUI设计不但可以更好地解决这些问题,而且能对相关函数进行进一步分析,还可以执行一些动作或变化来满足用户要求。
3。1函数极限的可视化
极限的可视化不但可以显示求函数极限的过程,而且还可以显示函数值随着自变量取值的变化而不断变化的动态可视化图像。通过观察函数和数列的变化趋势,从而体会极限概念的内涵和外延[7]。
例1 函数极限可视化实例。绘制函数y=sinx/x在-100≤x≤100,-0。24≤y≤1。1下的曲线,并观察和推断x→-∞,x→+∞,x→∞,x→0-,x→0+,x→0时,函数的变化趋势,说明单侧极限和双侧极限的关系。
解 通过绘制函数的静态曲线极限图和动态曲线即彗星轨迹,来推断出当x→-∞,x→+∞,x→∞时的函数的变化趋势。
首先构思草图形成框架,然后再布局编辑器中布置控件,最后使用几何位置排列工具对控件的位置进行适当的调整[8]。
(1)建立两个坐标轴对象,用于显示函数的动态彗星轨迹和函数的极限图形;
(2)建立三个按钮,用于绘制曲线和结束程序;
界面设计如图1所示。
设置控件的相关属性。控件中的标志是用于识别每个控件,每个控件都是由开发环境设定的,会自动生成一个符号,但在程序设计中,为了编辑、存储和维护方便,一般会为控件设置新的标识[7]。