متلب چیست و چرا شما باید از آن استفاده کنید؟

متلب چیست؟

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 که برای دسترسی آسان‌تر دانشجویان دانشگاه نیومکزیکو به LINPACK و EISPACK 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.

متلب (MATLAB) یک زبان برنامه نویسی 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 به صورت یک ماتریس با ابعاد ۱*۱ در نظر گرفته می‌شود.

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، قادر به ردیابی خطاهای کدنویسی و تکمیل دستورات باشید، همچنین پیشنهادات عملکردی را در هر لحظه به شما اعلام می کند.

چرا یادگیری متلب ضروری است؟

متلب در کنار پایتون یکی از پر طرفدارترین زبان‌های برنامه نویسی حال حاضر می‌باشد. نرم افزار متلب در بسیاری از صنایع استفاده می‌شود و اساساً در هر شغل و حرفه‌ای که نیازمند تجزیه و تحلیل داده‌هاست کاربرد وسیع دارد. با توجه به اینکه در عصر حاضر دیتا و اطلاعات جزء مهم‌ترین و راهبردی‌ترین ارکان یک سازمان می‌باشد یادگیری استفاده و انجام پروژه با متلب بسیار مهم است. تحلیل داده و انجام محاسبات ریاضی و آماری با نرم افزار متلب از اهمیت چشمگیری برخوردار است و این برای شما بسیار مفید خواهد بود اگر بتوانید به سرعت و به راحتی دیتای خود را تحلیل نمایید.

نرم افزار متلب کجا مورد استفاده قرار می‌گیرد؟

اغلب محققین جهت تجزیه و تحلیل داده‌ها و حل مسائل خود نیازمند یادگیری یک زبان برنامه نویسی می‌باشند تا بتوانند به کمک سرعت بالای کامپیوتر مسائل خود را به زبان کامپیوتر ترجمه نمایند و به جای اینکه خودشان آن ها را حل کنند این زحمت را به کامپیوترها دهند تا با سرعت بالا و دقت فوق العاده مسائل خود را حل کنند و نتایج داده‌ها را به نمایش بگذارند.

بنابراین می بایست زبان صحبت کردن با کامپیوتر را فراگرفت. یکی از این زبان ها، برنامه نویسی با نرم افزار متلب است. متلب دارای تولباکس‌های مختلفی می‌باشد که در حوزه‌های مختلف مهندسی نظیر برق، مکانیک، عمران، مهندسی کامپیوتر و سایر علوم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایای یادگیری متلب چیست؟

متلب در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد و اساساً می تواند در هر شغلی که تجزیه و تحلیل داده ها یک مهارت مطلوب باشد، مورد استفاده قرار گیرد. اگر قصد دارید در حرفه خود مقداری تحقیق یا تجزیه و تحلیل داده انجام دهید، یادگیری متلب برای شما بسیار ارزشمند خواهد بود. شما قادر خواهید بود ایده های جدید را به سرعت و به راحتی نمونه سازی کنید. اگر بیشتر تمایل دارید که یک مهندس نرم افزار باشید، احتمالا متلب بهترین ابزار برای شما نباشد. از آنجا که متلب در واقع بیشتر برای محاسبات علمی در نظر گرفته شده است ، اگر می خواهید برنامه های کاربردی موبایل یا وب را توسعه دهید ، ممکن است یادگیری پایتون یا جاوا برای شما بهتر باشد. به طور کلی ، دانستن اطلاعات حداقلی در مورد محیط متلب و برنامه نویسی یا متلب برای شما مفید خواهد بود. اگر فهمیدید که مسیر شغلی شما متلب را شامل می شود، یک نقطه شروع خوب خواهید داشت. با وجود بسیاری از ویژگی هایی که متلب ارائه می دهد ، از شما دعوت می کنم که پست دیگری را در اینجا در مورد تفاوت متلب و پایتون مطالعه کنید و با دنیای شگفت انگیز متلب و پایتون بیشتر آشنا شوید.

نرم افزار متلب از چه قسمت هایی تشکیل شده 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.

سیمولینک متلب چیست؟

«سیمولینک» (Simulink) یکی از بسته‌های نرم‌افزاری بسیار پرکاربرد برای شبیه‌سازی مهندسی است که در دانشگاه و صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیمولینک با نرم‌افزار متلب (MATLAB) ادغام شده و برای مدل‌سازی، شبیه‌سازی و تحلیلی سیستم‌های دینامیکی به کار می‌رود. این بسته نرم‌افزاری، یک رابط کاربری گرافیکی (GUI) دارد که با استفاده از بلوک‌های آن می‌توان مانند آنچه با خودکار روی کاغذ رسم می‌کنیم، سیستم را تشکیل دهیم.

مزایا نرم افزار متلب چیست؟

در زیر به برخی از مزایا نرم افزار متلب اشاره کرده ایم:

• 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.
• قدرت مدلسازی و شبیه سازی:: در متلب شما همه چیز را تقریبا می توانید مدل کنید از سیستم های قدرت گرفته تا سیستم های محیط زیستیو همچنین قابلیتی امری استثنایی است.

معایب نرم افزار متلب چیست؟

معایب نرم افزار متلب چیست؟ متلب چند عیب اساسی دارد:

• هزینه‌ی متلب! اگر بخواهید لایسنس کامل متلب (همراه با سیمیولینک) را خریداری کنید باید رقمی در حدود 50.000 دلار هزینه کنید!
• متلب رم زیادی را نسبت به رقبا مصرف می‌کند.
• متلب برای کاربرد‌های علمی و مهندسی فوق‌العاده است ولی برای کار‌هایی مانند توسعه‌ی وب مناسب نیست.
• متلب یک زبان مفسری است و بنابراین سرعت اجرای آن نسبت به زبان‌های کامپایلری کمتر است. این مشکل را می‌تواند با به‌کارگیری درست ساختار برنامه در متلب و استفاده از کامپایلر متلب برای کامپایل برنامه نهایی قبل از توزیع برنامه حل نمود.
• استفاده از راهنمای متلب فرایندی بسیار زمانبر هست و معمولا یافتن پاسخ سوالات و شمکلات امری زمانبر است

منابع:

1. “Matlab Tutorial of Fundamental Programming”, Khairul Anuar Ishak, Department of Electrical, Electronic & System Engineering Faculty of Engineering Universiti Kebangsaan Malaysi
2. “Matlab numerical computing”,tutorialspoint, www.tutorialspoint.com
3. “The Origins of MATLAB”, Cleve Moler, MathWorks
4.  https://en.wikipedia.org/wiki/MATLAB