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2023年12月23日发(作者：maven2)

软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering基于计算机编程软件MATLAB在数据处理方面的应用尹若仪(西藏大学理学院西藏自治区拉萨市850000 )摘要：本文通过对比的方式简单介绍了数据处理的几个较为强大的软件，Or

igin、Excel和Mat

lab,通过分析Mat

lab在物理学术、

经济领域和车辆工程等方向的应用，详细介绍了

Mat

lab强大的数据处理功能。关键词：Mat

lab;数据处理：软件应用当今世纪的三大支柱产业为信息、材料、新能源。而信息则需

要通过信号传输到人们的日常工作学习中；2丨世纪的数字通信技

术发展的越来越快，导致信号传输的速度也越来越快；因此，应用

于数字信号处理的软件也越来越成熟。随着计算机技术的普及，大

量计算软件也随之产生，例如数据处理常用的软件，由最初的数据

处理软件Excel、Powerpoint发展到Origin和Matlab等等；这些数

据处理软件具有界面整齐、语言自然、开放性强等特点，正是因为

这些特点m，使得现在的教学离不开这些软件，他们也可以进行计

算机辅助分析，并且可以参与设计某种模型并对其进行仿真分析：

利用这些软件进行数据处理使人们的工作量大大降低，还大大提高

了计算机结果的准确性和可参照性。1几种软件在数据处理中的比较1.1

Matlab在数据处理中的应用工作区域内的相应表格中输入你所要处理的数据，然后点击plot按

钮即可绘制图型，并可根据自己的要求变换图形的样式，散点图、

点线图、折线图、柱状图或者饼状图等等；Origin软件还可以进行

线性拟合，当绘制出上述图形后，选择工作区Analysis菜单下的

FitLinear或者Tools菜单下的Linear

Fit，即可对图形进行线性拟合;

可以得出拟合图线的公式、斜率误差等数据。1.3

Excel在数据处理中的应用在office旗下的Excel软件，是一款常用于数据统计的软件，

它不仅可以进行数据统计，还可以对数据进行有效的分析、整理，

并将得到的数据转换为二维或三维图像对实验结果进行表征；利用

它对物理实验得到的数据进行分析处理，不仅可以减少分析数据过

程中的枯燥和乏味，还能防止运算中的错误；物理实验中实验数据

的处理、不确定度的计算、绘制表格利实验数据的图示，这些工作

可以利用岛版本Excel中的内置工作表函数得到很方便地解决。121例如：(1)

据：(2)

理•(3)

要表达的信息。2

Mat

lab在几个领域中的应用2. 1物理领域随着计算机软件的飞速发展，在进行实验之前可以先用软件进

行仿真模拟，最后再通过实验验证数据以及结论的有效性；在物理

领域，使用有限元方法比较成熟的可视化软件有comsol，它拥有和

利用Excel的图表功能快捷地将数据中隐含的信息通过

图表的方式转化为简单的线性关系，进而使读者直观地了解数据所

利用Excel强大的函数功能和自动重算功能根据数据的

变化刷新表格中设定的函数公式所给出的值进而实现数据的自动处

可以根据格罗布斯判据利用Excel的条件格式菜单忽略

实验过程中由于突发因素或者某种疏忽而得出的误差比较大的数

Matlab是80年代由美国Math

Works公司推出的一个商业数学软件，是一种新型的计算机语言，相比于其他软件，它在数据处

理上具有其他计算语言达不到的效果；它自带有可以进行数据回

归的polyfit函数与划分网格的meshgrid命令和数据绘图的plot或

subplot命令。之前比较成熟的计算机语言需要使用多行代码和长时

间才能解决的一元线性回归问题，在Matlab中用polyfit(x，y，t)函数

即可解决，并且所得结果准确度较高。151Matlab软件的基本数据单位是矩阵，主要可以应用到当今社会

具有肝计算量的环境中，该软件可以将数值分析、矩阵计算、仿真

等多种软件单独具备的功能很好地结合在一起，形成一个可视窗口，

在使用者强有力的编程基础下再根据其自带的函数可以完成一些列

比较复杂的运算，例如求解曲线的拟合方程、求解某个公式的方差

或对某些相关系数进行计算，除此之外，利用其拥有的二维和三维

绘图功能，可以将图像较为清晰的显示出来：其插值函数imerp2

可以进行光滑连线；例如解常微分方程，在数学中要进行一系列繁

琐的步骤，但是在Matlab中只需要掌握住求解该方程的命令即可，

即dso丨ve命令；再例如将Matlab用于求解物理中常见的问题单摆

问题，同样在软件中只要掌握相应的命令即可，得出的结果不仅精

确全面而且具有非常清楚的图示使学习者更加清楚直观地了解单摆

运动；因此，相比于手工运算，软件处理更加精确可观。m1.2

Origin在数据处理中的应用Matlab相连接的接口，可以将comso丨中传出的数据进行整理。不仅如此，在大学物理实验中也可使用Matlab来进行数据处理，

比如在大学物理中想要测量霍尔系数，我们先将测出的数据输入到

表格中，导入到Matlab中，用polyfit函数得出拟合方程，再对轴

坐标进行系列规整，通过sqrt函数求出均方根误差，通过digits

函数设置输出参数位数，最后根据公式得出霍尔系数，并可以得出

相应的霍尔电压与电流之间的关系图，生动形象，更易于观察。再通过下面用Matlab软件使用最小::乘法来确定一发射源的

发射强度的关系式的例子，更加直观地说明Matlab的准确性和直

观性。如表丨所示。例如：要计算一发射源的发射强度的指数形式1=1。e，我们可

以用最小:乘法来确定参数^与ouOrigin是目前发展比较成熟的一个可以应用到绘图、进行数据

分析方面的可视化软件，其内部支持各种二维和三维图形；因为

本身是一个强大的数据软件，因此其自持各种格式的数据导入，

如ASCII、Excel、NITDM等，可用作统计数据，对信号进行处

理，求解曲线的拟合方程和相关系数；另外，作为一款绘图软件，

其可以输出各种可视化图形，还可以将其转化为多种格式，例如

JPEG，GIF,

EPS,

TIFF 等。间Origin软件可以进行数据作图，先打开Origin界面，在相应的34

电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering表1: 一发射源发射强度与时间的观测数据t, 0.20.30.40.50.60.70.81; 3.162.381.751.341.000.740.56实现该方法的程序：»

x=[0.2, 0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8];»I=[3.16,2.38 ,1.75,1.34,1.00,0.74,0.56];»

y=log(I);»

polyfit(x,y,l)

ans =-2.8883 1.7283»I0=exp( 1.7283)10 = 5.6311

»

alpha=-(-2.8883)因此，通过最小二乘法得到的强度公式为1=5.631

If88831。2. 2金融领域金融建模是将经济学中较为复杂的概念转化为数学模型，进而

在计算机上呈现出来的手段，它跨越金融学的相关理论、电子数据

处理的相关操作和计算机编程等多个领域，对金融行业有着十分重

要的实用意义。131现在用于金融建模的成熟软件也相对较多，可以

利用Matlab来解决金融行业的常见问题；下面通过Matlab计算分

析期权价格和统计参考量的值来进一步说明软件的实用性。例如：计算期权价格及统计参考量。2.2.1计算期权价格设某一期股票的价格为100，而且查到该期股票上下波动的

频率标准差为0.4,炒股不存在风险的利率为9%,期权执行价为

90,存续期为0.5年，计算该股票的期权价格。即可在MATLAB中编写如下程序：»[call,put]=blsprice( 100,90,0.09,0.5,0.4)根据上述一行简短的命令可以得出call和put值。2.2.2计算统计参考量随机产生150个服从正态分布的样本数据，利用这些数据估计

总体中参数以及置信水平为95%的置信区间|31。在MATLAB中编写如下程序：»

X=normmd( 1.5,1,150,1);» [muhat,sigmahat,muci,sigci]=normfit(X,0.01)用上面两个例子表示了

Matlab的方便性，用简单的程序替代

了人们手工要进行长达3个小时计算的过程，不仅缩短了时长，而

且保证了准确性。2. 3在车辆工程领域在车辆工程领域，可以利用Matlab对制造机车过程中所需要

处理的数据进行模拟分析，用该软件分析了机车发动机的振动频率：

该过程需要先进行数据采集，集中收集实验所需的各个工况下的发

动机振动加速度，运用Matlab自带功能函数对数据文档进行频谱

分析'首先通过单片机连接接口获取加速度的数据，再将数据发送至

PC端，在PC端接收到的频率按照相应的频率范围选出符合要求

的数据，以text文件进行保存，在Mat丨ab软件中可以执行读取text

文件的命令textread来获取数据并将其存放在数组data中；在初始

数据采集完成后，设置周期T,采样频率F,信号序列长度L等参数，

M后使用FFT函数对其进行频谱分折。软件开发与应用Software Development And Application部分程序如下：Ll=length(data)/L;fix(Ll);% 对

L1 取整tt=(0:L-l)*T;for

il=0:l: (Ll-1)figure(il+l)subplot(2,l,l)plot(tt,data)xlabel( ‘t(seconds)’）；ylabel( ‘振动加速度’）；f^F*(0： (L/2) )/L;pl〇t(f，W)°/o此处W代表单侧幅值频谱3结论身处信息时代，信息己经成为新的生产力，信息化基础越好就

越主动，信息化能力越强就越高效。工作中越来越意识到，要想妥

善应对重大突发情况，信息支撑、数据赋能永远是医院建设的硬实

力丨7丨。本文介绍的是比较强大的数据分析软件，Matlab不仅可以单独

分析数据还可以与其他软件相结合分析，以达到造福人类的功效。

利用Matlab软件进行数据分析，降低了人为因素引起的误差，并

且能够形象的娴熟实验图形，和人工画的图相比较，更加准确，便

于进行后续处理，充分说明了其在数据处理和图形绘制等方面的强

大功能。使用Matlab要具有强大的编程能力，但只要掌握处理数据的

相应命令，会做到事半功倍；学生在日常的学习中，学习相应的编

程软件不仅将计算机辅助教学手段应用到课堂生活，还可以培养他

们的创新意识，让他们对学习产生相应的乐趣，使学习生活数字化

不再枯燥乏味。参考文献[1] 李凌云，王海军，韩之乃•利用Matlab对物理实验数据进行

处理[J].南京晓庄学院学报，2005 (05): 94-97.[2] 原安娟，王吉有.几种软件在物理实验数据处理中的应用比较

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218-221+228.m冯亚婷，钱永平，陈海勇，马楠，严佳垒，谢中阳，干彩琴，

魏国庆.新型冠状病毒肺炎疫情下数据采集与应用机制思考

[J].现代医院，2021, 21 (03): 41 3-416.作者简介尹若仪（2002-)，女。大学本科在读。研究方向为数学与应用数

学（数据统计分析）。35


本文标签： 数据 进行 软件 实验 函数

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