نرم افزار Matlab
متلب یکی از زبان های برنامه نویسی سطح بالا با تمرکز بر روی تکنیک های محاسباتی است. این نرم افزار محیطی مناسب برای انجام عملیات های ریاضی، ایجاد محیط های ویژوال و برنامه نویسی آسان را همزمان فراهم کرده است. در این نرم افزار تلاش بر آن است که مسائل ریاضی و راه حل های آنها به همان صورتیکه در ریاضیات رایج دانشگاهی وجود دارد ارائه شوند.
کاربردهای نرم افزار متلب
- ریاضیات و محاسبات
- ساخت و پیاده سازی الگوریتم های ریاضی
- جمع آوری داده ها
- مدلسازی، شبیه سازی و تحلیل مدل
- آنالیز، استخراج مشخصه های آماری، رسم و نمایش دیتا
- رسم گرافهای مهندسی و علوم (منحنی های دو بعدی و سه بعدی، منحنی های آماری و…)
- تولید نرم افزارهای کاربردی دارای واسط گرافیکی
نرم افزار متلب دارای سیستمی اندرکنشی بوده که در آن تمامی داده ها به صورت آرایه های بدون تعیین بعد معین و مشخص ذخیره می شوند. این خاصیت این امکان را به شما می دهد که مسائل محاسباتی بسیاری را با استفاده از فرمول های برداری و ماتریسی برای طیف وسیعی از داده ها بنویسید. این نحوه برنامه نویسی در حقیقت کسری از زمانی است که در یک زبان سطح متوسط غیر دینامیک چون C و FORTRAN صرف می شود.
نام MATLAB از حروف ابتدایی MATRIX LABORATORY آمده است. این نرم افزار در ابتدا به عنوان نرم افزاری جهت انجام سریعترعملیات های ماتریس و به عنوان تجمیع دو پروژه LINPACK و ETSPACK طراحی شد. امروزه نرم افزار متلب از کتابخانه های تابعی BLAS و LAPACK در محاسبات ماتریسی خود استفاده می کند.
MATLAB طیف متنوعی از کاربران را تحت پوشش قرار داده است. در محیط های دانشگاهی از متلب به عنوان ابزاری برای آموزش دوره های مقدماتی تا پیشرفته ریاضیات، علوم مهندسی و علوم پایه استفاده می شود. در صنایع نیز متلب به عنوان ابزاری برای تحقیقات افزایش تولید و نیز آنالیز ریاضی مسائل درگیر در آن صنایع استفاده می شود.
شرکت MathWorks به همراه نرم افزار MATLAB، راه حل های کاربردی معینی در زمینه های علوم نو را با عنوان Toolbox عرضه کرده است. آنچه در این جعبه ابزارهای کاربردی ارائه شده چنان است که کاربران را قادر می سازد ضمن استفاده از تکنولوژی محاسباتی مربوطه به یادگیری و توسعه آن نیز بپردازد، این جعبه ابزارها، مجموعه ای از توابع متلب (m file) را شامل شده که ضمن اضافه شدن به نرم افزار متلب محیط آن را برای حل مسائل ویژه ای از علوم جدید آماده می کند.
از حوزه های علوم جدیدی که در این جعبه ابزارها به آنها پرداخت شده می توان به جعبه ابزارهای پردازش تصویر، پردازش سیگنال، سیستم های کنترلی، شبکه های عصبی، منطق فازی، فوریه دو بعدی
ساختار نرم افزار متلب:
نرم افزار MATLAB بر ۵ رکن اصلی استوار است، این ارکان عبارتند از:
۱) میز و محیط کاری نرم افزار: این مجموعه کاربر را قادر می سازد تا با نرم افزار ارتباط موثری برقرار کند. بدین منظور نرم افزار از واسط های گرافیکی قدرتمندی بهره می برد که از آن جمله می توان به صفحه کار و پنجره فرمان و پنجره تاریخچه فرامین (Command History )، پنجره ویرایش و رفع عیب برنامه های متلب، آنالایزر کدهای برنامه نویسی، جستجوگر، help نرم افزار، فضای کاری متغیرهای متلب و نیز فایل ها و مسیرهای جستجو و . . . اشاره کرد.
۲) کتابخانه توابع ریاضی: در این نرم افزار مجموعه وسیعی از الگوریتم های محاسباتی از توابع ابتدایی چون (جمع سینوسی و کسینوسی و ریاضیات مختلط تا توابع پیچیده تر چون معکوس ماتریس، مقادیر ویژه ماتریس، توابع بسل و FFT (تبدیل فوریه سریع) را شامل می شود.
۳) زبان برنامه نویسی: این نرم افزار دارای زبان برنامه نویسی سطح بالای آرایه ای/ماتریسی با فرامین کنترل برنامه، ساخت تابع، پذیرش ساختارهای مختلف داده ای، قابلیت دریافت ورودی/ارسال خروجی و قابلیت برنامه نویسی شی گرا می باشد. برنامه نویسی در این محیط به هر دو صورت نوشتن برنامه های کوچک (Small Scale) تا برنامه های بزرگ (Large Scale) امکان پذیر است.
۴) خواص گرافیکی نرم افزار: متلب قابلیت نمایش بسیار آسان ماتریس ها و بردارها، دستکاری و چاپ دیتای مربوطه را دارد. این موارد مشتمل بر نمایش گرافهای دو و سه بعدی، پردازش تصویر، انیمیشن سازی و ارائه تصاویر با فرمت دلخواه می باشد. همچنین در این نرم افزار امکان ساخت واسطهای گرافیکی وجود دارد.
۵) واسطهای با محیط بیرونی مطلب/API : متلب امکان ارتباط دوطرفه با نرم افزارهای Fortran و C را دارد. این امکان به سه صورت در متلب قابل استفاده است:
- صداکردن برنامه متلب در برنامه های C (به صورت dll)
- استفاده از متلب به عنوان یک موتور محاسباتی
۶) خواندن و نوشتن mat فایل
نویسنده: دکتر محمد مهربهشتی
