متلب

متلب (به انگلیسی: MATLAB) یک محیط نرم‌افزاری برای انجام محاسبات عددی و یک زبان برنامه‌نویسی نسل چهارم است. واژهٔ متلب هم به معنی محیط محاسبات رقمی و هم به معنی خود زبان برنامه‌نویسی مربوطه‌است که از ترکیب دو واژهٔ MATrix (ماتریس) و LABoratory (آزمایشگاه) ایجاد شده‌است. این نام حاکی از رویکرد ماتریس محور برنامه‌است، که در آن حتی اعداد منفرد هم به عنوان ماتریس در نظر گرفته می‌شوند.

کار کردن با ماتریس‌ها در متلب بسیار ساده است. در حقیقت تمام داده‌ها در متلب به شکل یک ماتریس ذخیره می‌شوند. برای مثال یک عدد (اسکالر) به شکل یک ماتریس ۱*۱ ذخیره می‌شود. یک رشته مانند «Whale is the biggest animal» به شکل ماتریسی با یک سطر و چندین ستون (که تعداد ستون‌ها به تعداد کاراکترهاست) ذخیره می‌شود. حتی یک تصویر به شکل یک ماتریس سه بعدی ذخیره می‌گردد که بُعد اول و دوم آن برای تعیین مختصات نقاط و بُعد سوم آن برای تعیین رنگ نقاط استفاده می‌شود. فایل‌های صوتی نیز در متلب به شکل ماتریس‌های تک ستون (بردارهای ستونی) ذخیره می‌شوند؛ بنابراین جای تعجب نیست که متلب مخفف عبارت آزمایشگاه ماتریس باشد.

علاوه بر توابع فراوانی که خود متلب دارد، برنامه‌نویس نیز می‌تواند توابع جدید تعریف کند.

ساخت رابط گرافیکی کاربر مانند دیالوگ‌هایی که در محیط‌های ویژوال مانند بیسیک و C وجود دارند، در متلب امکان‌پذیر است. این قابلیت، ارتباط بهتری را میان برنامه‌های کاربردی نوشته‌شده با متلب و کاربران برقرار می‌کند.

متلب که از محصولات شرکت مت‌ورکس است، برای گروه‌های مختلف مهندسان رشته‌های مختلف از جمله مهندسی برق، مکانیک، رایانه و... کاربرد بسیاری دارد.

شرکت سازنده

شرکت سازنده متلب شرکت مت‌ورکس نام دارد. این شرکت در سال ۱۹۸۴ بنیان نهاده شد و هم اکنون دارای بیش از ۲۰۰۰ نفر پرسنل است. دفتر مرکزی این شرکت در شهر Natick در ایالت ماساچوست آمریکا قرار دارد.

قدرت متلب

هسته متلب برای سرعت و کارایی بالا به زبان سی نوشته شده‌است ولی رابط گرافیکی آن به زبان جاوا پیاده‌سازی گشته‌است.

برنامه‌های متلب اکثراً متن‌باز هستند و در واقع متلب (مانند بیسیک) مفسر (رایانه) است نه کامپایلر. قدرت متلب از انعطاف‌پذیری آن و راحت بودن کار با آن ناشی می‌شود، همچنین شرکت سازنده و گروه‌های مختلف، از جمله دانشگاه‌های سرتاسر جهان و برخی شرکت‌های مهندسی هر ساله جعبه‌ابزارهای خاص-کاربردی به آن می‌افزایند که باعث افزایش کارآیی و محبوبیت آن شده‌است. فهرستی از این جعبه‌ابزارها در زیر آمده‌است:

• سیمیولینک، ابزاری برای شبیه‌سازی سامانه‌ها به صورت مجرد
• جعبه‌ابزار مخابرات متلب، توابع و ابزارهای محاسبات مهندسی مخابرات
• جعبه‌ابزار کنترل متلب، توابع و ابزارهای محاسبات مهندسی کنترل
• جعبه‌ابزار فازی متلب، توابع و ابزارهای محاسبات فازی
• جعبه‌ابزار محاسبات متلب، توابع و ابزارهای محاسبات عددی
• جعبه‌ابزار تخمین متلب، توابع و ابزارهای محاسبات بحث تخمین سیستم در مهندسی کنترل
• جعبه‌ابزار آمار متلب، توابع و ابزارهای محاسبات آمار
• 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 محاسبات سیمبولیک متلب
• جعبه‌ابزار کارگاه بی‌درنگ متلب، توابع و ابزارهای محاسبات سامانه‌های بی‌درنگ

اندازه‌گیری دقیق

اندازه‌گیری میکروسکوپی با نرم‌افزار متلب

در نمایش ۳ بعدی سطح پشت سکه ۱ یورویی که توسط میکروسکوپ هم‌کانون نور سفید به ثبت رسیده است، تصویر جلوهٔ یکی از ۱۲ ستاره برجستهٔ سکه به وسیله میکروسکوپ به تصویر کشیده شده است. همچنین در این نمودار ۳ بعدی، طول، عرض و میزان برجستگی ستاره اندازه‌گیری شده است. محدودهٔ مختصات سطحی سنجش میکروسکوپ، ۸۰۰ در ۸۰۰ میکرومتر یا ۰٫۸ در ۰٫۸ میلی‌متر بین دو محور x و y می‌باشد. بلندی محور مختصات نیز ۶۰ میکرومتر معادل ۰٫۰۶ میلی‌متر تعبیه شده است. رنگ‌ها و گرافیک موجود در نگاره و تناسب آن با محور رنگی ارتفاع، با هدف درک کمیت برجستگی ستاره و بلندی آن توسط نرم‌افزار متلب ایجاد شده است.

انتقادات

مهمترین انتقادات از متلب به خاطر متن بازنبودن و گران بودن آن است که امکان اجرای کدهای نوشته‌شده در متلب را در هر محیطی محدود می‌کند. متلب اساساً برای کار با ماتریس‌ها طراحی شده است و استفاده از ساختارهای دیگر داده سرعت اجرای کد را کم می‌کند. برای نصب کردن متلب نیاز به نصب برخی بسته‌های کامپایل شده است که در برخی سیستم عامل‌ها ایجاد مشکل می‌کند. همچنین ارتباط دادن کدهای نوشته‌شده در زبان‌های دیگر می‌تواند سخت باشد.

مهمترین رقبای متلب

متلب رقیبان زیادی دارد و نرم‌افزارهای مشابه بسیاری می‌توانند کارهای مشابه نرم‌افزار متلب را انجام دهند و از آن جمله می‌توان نرم‌افزارهای زیر را نام برد:

• متمتیکا
• مت‌کد
• میپل
• سایلب
• مکسیما

• همچنین نرم‌افزار متن‌باز گنو اکتاو معادل تحت لینوکس متلب به شمار می‌آید.

==============

موپد

موپد (به انگلیسی: MuPAD) یک محیط گرافیکی در نرم‌افزار متلب است که کلیه عملیات ریاضیاتی و محاسباتی را می‌توان به راحتی در آن انجام داد. در این محیط گرافیکی به خوبی می‌توان از دستورات نرم‌افزار متلب استفاده کرد و خروجی را به صورت عددی نمایش داد و یا به شکل گرافیکی رسم کرد. هندسه سه بعدی و نیز حل دستگاه‌های معادلات دیفرانسلی با روشهای غیر عددی نیز در این نرم‌افزار امکان‌پذیر می‌باشد.

نحوه دستیابی به محیط MuPAD

برای دستیابی به محیط MuPAD کافی است در پنجره command نرم‌افزار متلب کلمه MuPAD را تایپ کرد. با اجرای این دستور پنجره‌ای ظاهر می‌شود که برای اجرای توابع مختلف ریاضی و رسم نمودارهای مختلف باید دستورات خود را در محیط مناسب نوشت و می‌توان از نمادها و توابع آماده نشان داده شده در قسمت راست محیط MuPAD نیز کمک گرفت.

=================

سیمیولینک

سیمیولینک (به انگلیسی: Simulink) یک ابزار شبیه‌سازی همراه با نرم‌افزار متلب است. موارد استفاده از سیمیولینک عمومی هستند و مانند بسیاری دیگر از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مهندسی، منحصر به کاربردهای خاصی نیست؛ که این مورد مزایا و معایب متفاوتی را برای سیمیولینک ایجاد می‌کند.

با استفاده از سیمولینک می‌توان رفتار یک سیستم را بدون نیاز به ساختن آن تحلیل نمود. در نتیجه یک مهندس با استفاده از سیمولینک می‌تواند علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه و زمان به بررسی تاثیر اغتشاشات یا سایر عوامل ورودی بر عملکرد یک سیستم بپردازد. همچنین شبیه‌سازی سیستم‌ها این توانایی را در اختیار می‌گذارد تا عکس‌العمل یک سیستم در صورت تغییر پارامترهای ورودی آن به خوبی شناخته شود. سیمولینک به صورت یک کتابخانه در نرم‌افزار MATLAB عرضه شده است که شبیه‌سازی توسط بلوک‌های این کتابخانه به صورت دیاگرام‌های بلوکی انجام می‌شود.

ارتباط با متلب

سیمیولینک را نمی‌توان جداگانه اجرا کرد. برای اجرای آن باید در ابتدا متلب را اجرا کرد و سپس در قسمت منو بار با کلیک بر روی گزینه New سپس انتخاب گزینه simulink model صفحه جدیدی باز می‌شود که در این صفحه ما می‌توانیم شبیه‌سازی‌های خود را انجام داده و خروجی‌ها را مشاهده نماییم. سیمولینک نرم‌افزاری است که شما برای شبیه‌سازی سیستم‌های دینامیکی، می‌تونید از آن استفاده کنید این نرم‌افزار زیرمجموعه نرم‌افزار متلب است که دارای کتابخانه‌های زیادی در زمینه رشته‌های مختلف از جمله برق و مکانیک می‌باشد.