برنامه نویسی | آشنای با برنامه نویسی متلب
آشنای با برنامه نویسی متلب
  • علیرضا
  • ۱۳۹۸-۰۳-۲۹
  • ۴۴۲

آشنای با برنامه نویسی متلب


متلب یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالای نسل چهارم و یک محیط تعاملی برای محاسبات عددی، تجسم و برنامه‌نویسی می‌باشد که از ترکیب دو واژه MATrix (ماتریس) و LABoratory (آزمایشگاه) ایجادشده است این نام حاکی از رویکرد ماتریس محور برنامه است که در آن حتی اعداد منفرد نیز به‌صورت یک ماتریس با ابعاد ۱*۱ در نظر گرفته می‌شود.

نرم‌افزار متلب توسط شرکت MathWorks تولیدشده است. این شرکت در سال ۱۹۸۴ در ایالت ماساچوست امریکا تأسیس شد. در سال ۱۹۷۰ Cleve Moler رییس دانشکده نیومکزیکو نرم‌افزار متلب را بر پایه زبان فرترن نوشت. در سال ۱۹۸۳ این نرم‌افزار را بر پایه زبان برنامه‌نویسی C شکل دادند و پس از تأسیس شرکت گسترش ان سرعت گرفت.

متلب توانایی کار با ماتریس‌ها، رسم انواع توابع و داده‌ها، پیاده‌سازی انواع الگوریتم‌ها، ایجاد رابط کاربری، ارتباط با برنامه‌های نوشته‌شده به زبان‌های دیگر ازجمله C، C++، JAVA  و فرترن و ایجاد مدل‌ها و برنامه‌های کاربردی را فراهم می‌کند.

 کاربردهای MATLAB

MATLAB به طور گسترده ای از ابزار محاسباتی در علوم شامل شاخه های فیزیک، شیمی و ریاضی و تمام شاخه های مهندسی استفاده می کند.همچنین MATLAB برای شاخه های زیر مفید می باشد.

پردازش سیگنال و ارتباطات

پردازش تصویر و فیلم

سیستم های کنترل

آزمون و اندازه گیری

امور مالی محاسباتی

بیولوژی محاسباتی

سیستم متلب از پنج قسمت اصلی ایجادشده است.

زبان متلب: متلب یک زبان سطح بالای ماتریس- آرایه‌ای است ویژگی‌های برنامه‌نویسی شی گرا را شامل می‌شود که می‌توان با کمک آن برنامه‌های ساده و پیچیده را ایجاد کرد

محیط کاری متلب: مجموعه‌ای از ابزار و امکانات است که شما به‌عنوان کاربر متلب یا برنامه‌نویس متلب با آن‌ها تعامل دارید. این محیط شامل امکاناتی برای مدیریت متغیرها در فضای کاری  و ابزاری جهت توسعه، مدیریت، رفع خطا و ایجاد M فایل‌ها در برنامه‌های متلب می‌باشد.

کنترل گرافیک: همان سیستم گرافیکی متلب است که شامل دستورات سطح بالا برای تجسم داده‌های دوبعدی و سه‌بعدی، پردازش تصویر، انیمیشن و گرافیک است. همچنین شامل دستورات سطح پایین است که به شما اجازه می‌دهد که ظاهر گرافیکی برنامه‌های خود را به‌صورت سفارشی طراحی کنید.

کتابخانه توابع ریاضی متلب: مجموعه گسترده‌ای از الگوریتم‌های محاسباتی اعم از توابع ابتدایی مانند سینوس، کسینوس تا توابع پیچیده مانند ماتریس معکوس، مقادیر ویژه ماتریس و تبدیل فوریه سریع را شامل می‌شود.

رابط برنامه‌های کاربردی متلب (API): کتابخانه‌ای است که امکان نوشتن برنامه‌های فرترن و C که با متلب در تعامل باشند را فراهم می‌کند. این رابط شامل امکاناتی نظیر فراخوانی روال از متلب (اتصال پویا)، فراخوانی متلب به‌عنوان یک موتور محاسباتی و خواندن و نوشتن به فایل‌های mat است.

توانایی متلب در ریاضیات محاسباتی

MATLAB در همه شاخه های ریاضیات محاسباتی به کار می رود، مانند:

ماتریس ها و آرایه ها

رسم و گرافیک فضای دو بعدی و سه بعدی

جبرخطی

معادلات جبری

توابع غیر خطی

آمار

آنالیز داده

معادلات دیفرانسیل

محاسبات عددی

انتگرال ها

نگاشت ها (تبدیل ها)

حساب تغییرات

مزایای متلب

راحتی در استفاده: متلب یک زبان مفسری است که برنامه در محیط توسعه یکپارچه متلب به‌راحتی نوشته، اصلاح و ایجاد می‌گردد. ازآنجایی‌که زبان برنامه‌نویسی برای استفاده راحت است توسعه برنامه‌های جدید به‌راحتی امکان‌پذیر است.

استقلال بستر نرم‌افزاری: متلب توسط بسیاری از سیستم‌های کامپیوتری مختلف پشتیبانی می‌شود. زبان متلب توسط سیستم‌عامل‌های لینوکس، ویندوز و مکینتاش پشتیبانی می‌شود.

توابع از پیش تعریف‌شده: متلب هم را با کتابخانه گسترده‌ای از توابع از پیش تعریف‌شده است که برای بسیاری از کاربردها استفاده می‌شود.

رسم مستقل از دستگاه: برخلاف بسیاری از زبان‌های کامپیوتری دیگر، متلب دستورات بسیاری را برای رسم و تصویربرداری دارد. این تصاویر و رسم‌ها می‌تواند روی هر وسیله خروجی گرافیکی که توسط کامپیوتر پشتیبانی می‌شود قابل نمایش است.

واسط گرافیکی کاربر: متلب شامل ابزاری است که به برنامه‌نویس اجازه می‌دهد که به‌صورت تعاملی یک  واسط گرافیکی کاربر را ایجاد نماید. با این قابلیت برنامه‌نویس می‌تواند برنامه‌های  پیچیده تجزیه‌وتحلیل داده‌ها را طوری طراحی کند که کاربران بی‌تجربه نیز بتوانند به‌راحتی با برنامه تعامل داشته باشند.

جعبه‌ابزارهای متلب

شرکت سازنده و گروه‌های مختلف، ازجمله دانشگاه‌های سرتاسر جهان و برخی شرکت‌های مهندسی هرساله جعبه‌ابزارهای خاص-کاربردی به آن می‌افزایند که باعث افزایش کارایی و محبوبیت آن شده است. فهرستی از این جعبه‌ابزارها در زیر آمده است:

سیمیولینک، ابزاری برای شبیه‌سازی سامانه‌ها به‌ صورت انتزاعی

جعبه‌ابزار فازی متلب، توابع و ابزارهای محاسبات فازی

جعبه‌ابزار تخمین متلب، توابع و ابزارهای محاسبات بحث تخمین سیستم در مهندسی کنترل

جعبه‌ابزار جمع‌آوری داده متلب، توابع و ابزارهای جمع‌آوری داده

جعبه‌ابزار شبکه عصبی متلب، توابع و ابزارهای محاسبات شبکه عصبی

جعبه‌ابزار پردازش تصویر متلب، توابع و ابزارهای محاسبات پردازش تصویر

جعبه‌ابزار پردازش صوت متلب، توابع و ابزارهای محاسبات پردازش صوت

جعبه‌ابزار احتمالات متلب

جعبه‌ابزار کارگاه بی‌درنگ متلب، توابع و ابزارهای محاسبات سامانه‌های بی‌درنگ

python matlab vs

تفاوت پایتون و متلب

پایتون در مقایسه با متلب یک زبان برنامه‌نویسی اوپن سورس است و برنامه نویسان به کدهای ان دسترسی کامل دارند. همچنین متلب غیر رایگان می‌باشد و نسبت به نرم‌افزارهایی که پولی هستند گران‌قیمت است در صورتی که پایتون رایگان است. نکتهٔ دیگر در مقایسه بین متلب و پایتون راهنمای هلپ ارائه شده برای این دو زبان است. راهنمای متلب که خوده شرکت سازنده ان به همراه محیط برنامه‌نویس ان ارائه شده بسیار جامع و قدرتمند می‌باشد اما راهنمای پایتون به دلیل اوپن سورس بودن در سایت‌های مختلف و به زبان توسعه دهنده‌های گوناگون در سطح وب پراکنده شده‌است؛ بنابراین، نرم‌افزار متلب یک انتخاب بسیار مناسب برای مدل کردن جریان سیال تراکم‌پذیر و تراکم‌ناپذیر در هندسه‌های مختلف می‌باشد. در ایران ستاد توسعه هوایی و هوانوردی ریاست جمهوری به مستندسازی و حمایت از پروژه‌های متلب کرده‌است.

علیرضا

Alireza.kh

نظر شما در مورد این پست چیه؟!