زبان برنامه نویسی متلب

متلب (MATLAB) چیست؟

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.

به زبان دیگر متلب یک ماشین حساب فوق پیشرفته است که میتوانید از آن برای انجام محاسبات خود استفاده کنید. همچنین به کمک زبان برنامه نویسی متلب می‌توانید توابع و برنامه‌ هایی برای انجام عملیات‌های تکراری بنویسید. راهنمای متلب (با زدن دکمه F1) برای افرادی که به تازگی با این نرم افزار آشنا شده اند بسیار راهگشا خواهد بود.

بر خلاف جاوا، توسعه الگوریتم‌ها در متلب سریعتر صورت می‌گیرد. متلب به شما امکان استفاده از داده‌ها در منابع مختلف موجود در فایل، دیتابیس و اینترنت و به تصویر کشیدن آن‌ها را فراهم می‌کند. نرم افزار متلب همچنین به شما امکان رسم انواع نمودار برای داده‌هایتان را فراهم می‌کند.

تاریخچه نرم افزار متلب

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.

کاربردهای زبان برنامه نویسی متلب

به طور کلی کاربران حوزه های مذکور، با استفاده از زبان برنامه نویسی Matlab، کارهایی نظیر آنچه در زیر اشاره می شود را می توانند انجام دهند :

1- تحلیل داده
2- توسعه الگوریتم ها
3- خلق مدل ها و اپلیکیشن ها
زبان برنامه نویسی متلب، پلتفرم و اپلیکیشن آن و همچنین توابع ریاضیات موجود در آن، همگی دست به دست هم می دهند تا کاربران بتوانند برای مسائلی که در حوزه ریاضیات، دانش و علوم تخصصی با آن سر و کار دارند، راه حل های مهندسی شده و منطقی ارائه دهند.

در واقع زبان برنامه نویسی Matlab، به کاربران خود این امکان را ارائه می دهد که بتوانند نتیجه مطالعات و تحقیقات خود را به صورت برنامه هایی کاربردی مبتنی بر ساختار ریاضیات و منطق به جامعه حوزه کاری خود ارائه دهند.

این برنامه های کاربردی می تواند در قالب یک نرم افزار یا اپلیکیشن باشد و یا اینکه به شکل یک دیوایس طراحی شده در اختیار دیگران قرار گیرد.

چه کسانی از زبان برنامه نویسی Matlab استفاده می کنند؟

میلیون ها ریاضی دان، مهندس و دانشمند در سطح جهان از متلب در حوزه صنعتی یا آکادمیک استفاده می کنند. شما می توانید برای طیف عظیمی از اپلیکیشن ها از متلب بهره بگیرید. اپلیکیشن هایی مانند:

• deep learning
• یادگیری ماشین
• پردازش سیگنال و ارتباطات
• پردازش تصاویر و ویدیوها
• کنترل سیستم
• آزمایش و اندازه گیری
• محاسبات مالی و محاسبات بیولوژی

مزایا و معایب زبان برنامه نویسی متلب

مزایای زبان برنامه نویسی Matlab :
1- متلب یک سیستم بسیار آسان جهت استفاده کاربران است.

2- با استفاده از متلب به هر یک از زبان های برنامه نویسی دیگر نیز می توان دسترسی داشت.

3- متلب از GPU پشتیبانی می کند.

4- متلب یک زبان برنامه نویسی سطح بالای نسل چهارم محسوب می شود.

5- Tool Box های مختلف و بسیار متنوعی برای استفاده در سیستم متلب وجود دارد.

6- برخلاف زبان های C و C++ که برای اجرا به کامپایلر نیاز دارند، زبان متلب خود یک کامپایلر مستقل محسوب می شود که کدهای آن به صورت تک به تک اجرا خواهند شد.

7- کتابخانه داخلی و غنی زبان متلب دارای شبکه عصبی، سیستم قدرت، ارتباطات، منطق فازی (Fuzzy Logic)، مکانیک هیدرولیک، ابزار شبیه سازی سیمولینک (Simulink)، الکترومغناظیس و برق است. بنابراین توسعه و اجرای هرگونه شبیه سازی علمی با این ابزارها امکان پذیر است. البته شما می توانید ابزارهای ذکر شده را با استفاده از کدهای داخلی کنترل کنید، در نتیجه از هر گونه مداخله دستی در مدل شبیه سازی شده جلوگیری خواهد شد.

8- داده ها را می توان با استفاده از دستوراتی بسیار ساده در متغیرها (Variables) نیز ذخیره کرد؛ این دستورات در زمانی که به حلقه های تکراری نیاز نباشد با ذخیره کردن اعداد در یک بردار یا ماتریس به راحتی قابل استفاده هستند.

9- متلب ارتباطات بسیار زیادی را برای کاربران خود فراهم می کند به این ترتیب بسیاری از سوالات ریاضیات و منطق کاربران در آن به راحتی و با سرعت بسیار زیادی قابل حل شدن است.

10- Matlab دارای یک پشتیبانی بسیار مناسب و قابل توجه برای کاربران خود است.

11- UI و سیستم گرافیکی Matlab، یک ظاهر و سیستم مناسب و ارزنده در بین زبان های برنامه نویسی موجود در این دوره می باشد.

12- کامپایلر متلب، یک کامپایلر قوی برای تبدیل کردن برنامه های نوشته شده به زبان ماشین و P-code است.

معایب زبان برنامه نویسی Matlab :
1- یکی از بارزترین معایب متلب، قرار گرفتن آن در دسته زبان های برنامه نویسی تفسیری است. از این رو این ممکن است این زبان برنامه نویسی در هنگام اجرا اندکی کندتر از زبان های برنامه نویسی کامپایل شده باشد.

2- هزینه تهیه نسخه اصلی و FULL-PACK متلب به همراه بهره مندی از مزیت هایی مانند پشتیبانی و امکانات پولی دیگر برای سیستم متلب بالا است.

3- شیوه های برنامه نویسی بسیار ضعیف در این زبان نیز موجب کندی بیش از حد آن می شود.

4- کاربران برای استفاده از matlab باید هر کدام از ماژول های آن را به صورت جداگانه خریداری کنند. علاوه بر این، هزینه استفاده از لایسنس این زبان نیز بسیار بالاست.

5- متلب در هنگام نصب یک اپلیکیشن قادر نیست که فایل های مربوط به نصب و راه اندازی را دیپلوی کند.

6- متلب بیشتر برای تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرد و برای فعالیت های توسعه ای که مخصوص کاربر هستند مناسب نخواهد بود.

7- کراس کامپایل یا همان ترجمه دوگانه کدهای matlab به زبان های دیگر بسیار سخت است و شناسایی ارورهای موجود مستلزم دانش و تخصص بالایی از این زبان خواهد بود