آشنایی با متلب (Matlab)

تاریخچه Matlab

در اواخر دهه ۷۰ میلادی، متلب توسط Cleve Moler -یکی از موسسان کمپانی خصوصی Mathworks واقع شده در ایالت ماساچوست آمریکا- توسعه و عرضه شد. او که یک استاد ریاضی بود، به منظور دسترسی آسان‌تر دانشجویان دانشگاه نیومکزیکو به LINPACK و EISPACK، بدون نیاز به یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر مانند فرترن، متلب را ایجاد کرد. اولین برنامه‌ای که وی با متلب نوشت، یک محاسبه‌گر ماتریس بود. در سال ۲۰۰۰ متلب بازنویسی شد و با اضافه‌شدن کتابخانه‌های کاربردی فراوان، در حوزه‌های مختلف صنعت، کنترل، مخابرات، پزشکی، فضانوردی و… مورد توجه و استفاده متخصصان قرار گرفت.

در واقع می‌توان گفت که متلب برای استفاده مهندسان و دانشمندان طراحی شده است. آن‌ها با کمک متلب می‌توانند به راحتی ماتریس‌ها و آرایه‌های ریاضی را به طور مستقیم در برنامه‌ها استفاده کنند. این موضوع در مورد تجزیه و تحلیل داده‌ها، پردازش سیگنال و تصویر، جبر خطی و طراحی کنترل نیز صادق است. Matlab به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا مسائل پیچیده ریاضی را به زبان کامپیوتر ترجمه کرده و با سرعت بالا آن‌ها را حل کنند.

نرم افزار متلب چیست و چه کاربردهایی دارد؟

متلب (Matlab)  برگرفته از لغات Matrix Laboratory به معنای آزمایشگاه ماتریس می باشد این بدین معنا است که تمام عملیات و محاسبات در نرم افزار متلب  با رویکرد ماتریسی صورت می پذیرد. یک محیط برنامه نویسی کامل با زبان برنامه نویسی خاص خود و کتابخانه ای غنی با toolbox  های فراوان. نرم افزار متلب دارای یک محیط توسعه یافته کدنویسی است. محیطی که به شما کمک می کند تا بر خلاف یک ویرایشگر متن مانند Notepad، شما قادر به ردیابی خطاهای کدنویسی، تکمیل دستورات می باشید، همچنین پیشنهادات عملکردی را در هر لحظه به شما اعلام می کند. در واقع می‌توان گفت که متلب برای استفاده مهندسان و دانشمندان طراحی شده است. آن‌ها با کمک متلب می‌توانند به راحتی ماتریس‌ها و آرایه‌های ریاضی را به طور مستقیم در برنامه‌ها استفاده کنند. این موضوع در مورد تجزیه و تحلیل داده‌ها، پردازش سیگنال و تصویر، جبر خطی و طراحی کنترل نیز صادق است. Matlab به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا مسائل پیچیده ریاضی را به زبان کامپیوتر ترجمه کرده و با سرعت بالا آن‌ها را حل کنند. لوگوی متلب از آغاز تا کنون تغییر زیادی نداشته و نمایشی از معادله‌ی طول موج است.

برای شرکت در دوره آنلاین Matlab مقدماتی اینجا کلیک کنید.

چه نوع شرکت‌هایی از متلب استفاده می‌کنند؟

متلب ابزارهای کاربردی فراوانی در اختیار برنامه‌نویسان قرار داده است. به همین دلیل بسیاری از صنایع به خصوص صنایع هوافضا و دفاعی به آن نیاز دارند. این شرکت‌ها از متلب در نمونه‌گیری اولیه و تست و آزمایشات خود استفاده می‌کنند. در صنعت تولید خودرو نیز از متلب در توسعه سیستم‌های کنترل و مصرف سوخت استفاده می‌شود. صنعت دیگری که استفاده گسترده‌ای از متلب دارد، صنعت روباتیک است زیرا کمپانی Mathworks از سخت‌افزارهای بسیاری پشتیبانی می‌کند که این موضوع ساخت ربات‌هایی با قابلیت‌های بسیار پیشرفته را نسبت به گذشته تا حد زیادی آسان‌تر کرده است.

ویژگی‌های زبان متلب و کاربردهای آن

متلب یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا (نزدیک به زبان انسان)، مفسری و شی‌گرا است. این زبان برخلاف بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی، متن باز نیست و برای تهیه آن باید هزینه پرداخت کنید (حدودا ۵۰ هزار دلار!) البته استفاده از آن به مدت ۳۰ روز رایگان است. متلب در مقایسه با رقبایش از جمله Fusion، Mathematica و… فضای رم بیش‌تری مصرف می‌کند؛ اما از جمله مزیت‌های آن می‌توان به امکان گرفتن خروجی C و ++C و همچنین خروجی گرافیکی به صورت نمودار و منحنی از کدهای متلب اشاره کرد.

کدهای متلب با کمک API به راحتی با زبان‌های دیگر مثل جاوا و سی ادغام می‌شوند و می‌توان از آن‌ها در هر بستری استفاده کرد. همچنین می‌توان با نصب پکیج Hardware Support، برای ابزارهایی مانند رزبری‌پای، آردوینو، دستگاه‌های پزشکی مثل MRI و… با استفاده از متلب برنامه نوشت. شما می‌توانید زبان متلب را تنها در نرم‌افزار متلب نوشته و اجرا کنید و اجرای آن در سایر محیط‌های توسعه‌ی برنامه‌نویسی امکان‌پذیر نیست. متلب کاربردهای گسترده‌ای در رشته‌های مهندسی، فیزیک، ریاضی و شیمی دارد. برخی از کاربردهای برنامه‌های ساخته شده با متلب عبارتند از:

• پردازش سیگنال و مخابرات
• پردازش فیلم و تصویر
• سیستم‌های کنترل خودکار
• تست و اندازه‌گیری
• امور مالی محاسباتی
• زیست شناسی محاسباتی
• قدرت محاسبات ریاضی Matlab

MATLAB برای استفاده در فرآیندهای پیچیده ریاضیاتی مناسب است و کتابخانه‌های فراوانی برای انجام عملیات ریاضی در دسترس برنامه‌نویسان قرار می‌دهد. برخی از محاسبات ریاضی رایج با متلب عبارتند از:

• رسم و گرافیک ۲ و ۳ بعدی
• جبر خطی
• معادلات جبری
• توابع غیر خطی
• آمار
• تحلیل داده‌ها
• حساب و معادلات دیفرانسیل
• محاسبات عددی
• ادغام
• تبدیل
• ایجاد منحنی
• و بسیاری توابع خاص دیگر
• کتابخانه‌های Matlab

متلب در زمینه‌های مختلف از جمله پردازش سیگنال، هوش مصنوعی، شبکه‌های عصبی، یادگیری‌ماشین، حل معادلات دیفرانسیل و فوریه و… دارای کتابخانه‌های کاربردی فراوان است و امکان ایجاد و افزودن کتابخانه‌های مجزا نیز وجود دارد. علاوه بر این می‌توان از پلاگین‌هایی با عنوان Add-ones نیز استفاده کرد. توابع و دستورات استفاده از کتابخانه‌ها در بخش Documetation این زبان به صورت کامل موجود هستند و شما به منبع دیگری برای یادگیری نیاز نخواهید داشت. برای دریافت متلب و مطالعه مستندات آن کلیک کنید.