MATLAB

Boshqa nomlar uchun qarang: the geographical region Matlab (Bangladesh).

Bu maqola MATHLAB haqidadir. bilan adashtirmang.

MATLAB (programming language)

Paradigmalari	multi-paradigm: functional, imperative, procedural, object-oriented, array
Muallifi	Cleve Moler
Tuzilgan yili	late 1970s
Vebsayt	https://de.mathworks.com/products/matlab.html mathworks.com/products/matlab.html, https://de.mathworks.com/products/matlab.html
Bunga asos boʻlgan tillar
APL EISPACK Fortran LINPACK PL/0 Speakeasy
Buning asosida tuzilgan tillar
Julia Octave Scilab INTLAB

MATLAB („MATrix LABoratory“ qisqartmasi) xususiy koʻp paradigmali dasturlash tili va MathWorks tomonidan ishlab chiqilgan raqamli hisoblash muhiti. MATLAB matritsani manipulyatsiya qilish, funktsiyalar va maʼlumotlar grafigini tuzish, algoritmlarni amalga oshirish, foydalanuvchi interfeysilarni yaratish va interfeyslarni oʻrnatish imkonini beradi. boshqa tillarda yozilgan dasturlar bilan.

MATLAB asosan raqamli hisoblash uchun moʻljallangan boʻlsa-da, ixtiyoriy asboblar toʻplami MuPAD simvolik dvigateldan simvolik hisoblash qobiliyatlaridan foydalanish imkonini beradi. Qoʻshimcha paket, Simulink, dinamik va o'rnatilgan tizimlar uchun grafik koʻp domenli simulyatsiya va modelga asoslangan dizaynni qoʻshadi.

{{|2020-yil holatiga}} MATLAB butun dunyo boʻylab toʻrt milliondan ortiq foydalanuvchiga ega. Ular turli xil muhandislik, [[fan] bilimlaridan kelib chiqqan. ]] va iqtisodiyot. {{2017-yil holatiga koʻra, 5000 dan ortiq jahon kollejlari va universitetlari oʻqitish va tadqiqotlarni qoʻllab-quvvatlash uchun MATLAB dan foydalanadilar.

Tarix

Kelib chiqishi

MATLAB matematik va kompyuter dasturchisi Kliv Moler tomonidan ixtiro qilingan. MATLAB gʻoyasi uning 1960-yillardagi nomzodlik dissertatsiyasiga asoslangan edi. Moler Nyu Meksiko universitetida matematika professori boʻldi. va oʻz shogirdlari uchunsevimli mashgʻuloti sifatida MATLAB dasturini ishlab chiqishni boshladi. U 1967 yilda oʻzining birinchi chiziqli algebra dasturini MATLAB dasturini ishlab chiqdi. -time dissertatsiya maslahatchisi, Jorj Forsythe.

1.0 versiyasidan oldin MATLAB "dasturlash tili emas edi; u oddiy interaktiv matritsali kalkulyator edi. Na dasturlar, na asboblar qutilari, na grafikalar. Va na ODElar yoki FFTlar mavjud emas edi.

MATLAB ning birinchi dastlabki versiyasi 1970-yillarning oxirida yakunlangan. Dasturiy taʼminot birinchi marta 1979-yil fevral oyida Dengiz aspiranturasi maktabida ommaga oshkor qilingan. Kaliforniyada. MATLABning dastlabki versiyalari oddiy matritsali kalkulyatorlar edi. -qurilgan funksiyalar. Oʻsha paytda MATLAB bepul tarqatilgan universitetlarga. Moler oʻzi tashrif buyurgan universitetlarda nusxalarini qoldiradi va dasturiy taʼminot universitetlar kampuslari matematika boʻlimlarida kuchli izdoshlarga ega boʻldi.Andoza:RP

1980-yillarda Kliv Moler Jon N. Little bilan uchrashdi. Ular MATLABni C tilida qayta dasturlashga va uni oʻsha paytdagi asosiy kompyuterlar oʻrnini bosgan IBM ish stollari uchun sotishga qaror qilishdi. Jon Littl va dasturchi Stiv Bangert MATLABni qayta dasturlashdi. C, MATLAB dasturlash tilini yaratdi va asboblar qutilari uchun xususiyatlarni ishlab chiqdi.

1993 yildan beri ochiq manbali muqobil GNU Octave (asosan matlab bilan mos keladi) va scilab (matlabga oʻxshash) mavjud.

Tijorat rivojlanishi

MATLAB birinchi marta tijorat mahsuloti sifatida 1984 yilda Las-Vegasda boʻlib oʻtgan Avtomatik boshqaruv konferensiyasida chiqarildi. MathWorks, Inc dasturiy taʼminotni ishlab chiqish uchun asos solingan va MATLAB dasturlash tili chiqarildi. Birinchi. MATLAB sotuvi keyingi yili, Massachusets Texnologiya Instituti dan Nik Trefethen oʻn nusxasini sotib olganida boʻldi.

1980-yillarning oxiriga kelib, MATLAB ning bir necha yuz nusxalari talabalar foydalanishi uchun universitetlarga sotildi. Dasturiy taʼminot asosan turli sohalardagi mutaxassislar tomonidan maxsus matematik vazifalarni bajarish uchun yaratilgan asboblar qutilari tufayli ommalashdi. Koʻpgina asboblar qutilari Stenford talabalari MATLAB-dan akademik muhitda foydalanganlari, soʻngra dasturiy taʼminotni oʻzlari bilan xususiy sektorga olib kelishlari natijasida yaratilgan.

Vaqt oʻtishi bilan MATLAB Digital Equipment Corporation, VAX, Sun Microsystems tomonidan yaratilgan dastlabki operatsion tizimlar va Unix kompyuterlari uchun qayta yozildi. 3-versiya 1987-yilda chiqarilgan. Birinchi MATLAB kompilyatori 1990-yillarda Stiven C. Jonson tomonidan ishlab chiqilgan.

2000 yilda MathWorks MATLAB 6 da chiziqli algebra uchun Fortran asosidagi kutubxonani qoʻshib, dasturiy taʼminotning C da boʻlgan LINPACK va EISPACK pastki dasturlarini almashtirdi. MATLAB Parallel Computing Toolbox edi. 2004-yildagi Superkompyuter konferensiyasida chiqarilgan va 2010-yilda unga grafik ishlov berish bloklarini (GPU) qoʻllab-quvvatlash qoʻshilgan.

Yaqin tarix

2012-yilda 8-versiyada dasturiy taʼminotga katta oʻzgarishlar kiritildi.Andoza:Kitobdan iqtibos Foydalanuvchi interfeysi qayta ishlandiAndoza:Citation required va Simulink funksiyasi kengaytirildi.{ {kitobga havola | last1=Xue | birinchi1=D. | last2=Chen | birinchi2=Y. | title=MATLAB va Simulink bilan tizimli simulyatsiya usullari | nashriyotchi=Wiley | series=Endi foydalanilmaydi | yil=2013 | isbn=978-1-118-69437-4 | url=https://books.google.com/books?id=6d7iAAAAQBAJ&pg=PT17 | access-date=2020-yil 15-oktabr | page=17}} 2016-yilga kelib MATLAB bir qancha texnik va foydalanuvchi interfeysi yaxshilanishlarini, jumladan MATLAB Live Editor notebookini va boshqa funksiyalarni taqdim etdi.

Sintaksis

MATLAB ilovasi MATLAB dasturlash tili atrofida qurilgan. MATLAB ilovasidan umumiy foydalanish interaktiv matematik qobiq sifatida „Buyruqlar oynasi“ dan foydalanish yoki MATLAB kodini oʻz ichiga olgan matnli fayllarni bajarishni oʻz ichiga oladi.

= "Salom, dunyo!" misol

"Salom, dunyo!" dasturi MATLAB da mavjud.

disp('Salom, dunyo!')

U shunday koʻrinadi:

Salom, dunyo!

Oʻzgaruvchilar

Oʻzgaruvchilar tayinlash operatori = yordamida aniqlanadi. MATLAB zaif terilgan dasturlash tilidir, chunki turlar bilvosita aylantiriladi. Bu taxminiy tiplangan til, chunki oʻzgaruvchilar mumkin Ularning turini eʼlon qilmasdan tayinlanishi mumkin, bundan tashqari, ular ramziy ob’ektlar sifatida koʻrib chiqilmasa, va ularning turi oʻzgarishi mumkin. Qiymatlar constantlardan, boshqa oʻzgaruvchilar qiymatlari bilan hisoblashdan yoki funksiyaning chiqishidan kelib chiqishi mumkin. Masalan:

>> x = 17
x =
17

>> x = "shlyapa"
x =
shlyapa

>> x = [3*4, pi/2]
x =
12.0000 1.5708

>> y = 3*sin(x)
y =
−1,6097 3,0000

Vektorlar va matritsalar

Oddiy massiv ikki nuqta sintaksisi yordamida aniqlanadi: initial:increment:terminator. Masalan; misol uchun:

>> massiv = 1:2:9
massiv =
1 3 5 7 9

1, 3, 5, 7 qiymatlaridan iborat massiv boʻlgan array nomli oʻzgaruvchini belgilaydi (yoki array nomli mavjud oʻzgaruvchiga yangi qiymat tayinlaydi), va 9. Yaʼni, massiv 1 dan (boshlangʻich qiymatdan) boshlanadi, har bir qadam bilan oldingi qiymatdan 2 ga (oʻsish qiymati) ortadi va u yetganda (yoki taxminan boʻlganida) toʻxtaydi. oshib ketish) 9 (terminator qiymati).

Standart qiymat 1 dan foydalanish uchun oʻsish qiymati aslida ushbu sintaksisdan (koʻp nuqtalardan biri bilan birga) qoldirilishi mumkin.

>> ari = 1:5
ari =
1 2 3 4 5

ari nomli oʻzgaruvchiga 1, 2, 3, 4 va 5 qiymatlari boʻlgan massivni tayinlaydi, chunki oʻsish sifatida standart qiymat 1 ishlatiladi.

Indekslash bir asosli, bu matematikada matritsalar uchun odatiy konventsiyadir, boshqa dasturlash tillarida nolga asoslangan indekslashdan farqli ravishda C, C++ va Java kabi.

Matritsalar qator elementlarini boʻsh joy yoki vergul bilan ajratish va satrlarni ajratish uchun nuqta-vergul yordamida aniqlanishi mumkin. Elementlar roʻyxati kvadrat qavslar bilan oʻralgan boʻlishi kerak []. Qavslar () elementlar va pastki massivlarga kirish uchun ishlatiladi (ular funktsiya argumentlari roʻyxatini belgilash uchun ham ishlatiladi).

>> A = [16, 3, 2, 13; 5, 10, 11, 8; 9, 6, 7, 12; 4, 15, 14, 1]
A =
16 3 2 13
5 10 11 8
9 6 7 12
4 15 14 1

>> A(2,3)
ans =
11

Indekslar toʻplamini 2:4 kabi ifodalar orqali belgilash mumkin, ular [2, 3, 4] ga baholanadi. Masalan, 2 dan 4 gacha satrlar va 3 dan 4 gacha ustunlardan olingan submatritsa quyidagicha yozilishi mumkin:

>> A(2:4,3:4)
ans =
11 8
7 12
14 1

eye funktsiyasi yordamida n oʻlchamli kvadrat identity matrix hosil boʻlishi mumkin, va har qanday oʻlchamdagi matritsalar nol yoki birlar bilan nollar< funksiyasi yordamida yaratilishi mumkin. /code> va ones.

>> koʻz(3,3)
ans =
1 0 0
0 1 0
0 0 1

>> nollar(2,3)
ans =
0 0 0
0 0 0

>> bir (2,3)
ans =
1 1 1
1 1 1

Transpose vektor yoki matritsa transpose funktsiyasi orqali yoki matritsadan keyin nuqta-prime qoʻshish orqali amalga oshiriladi (nuqtasiz, prime konjugat transposeni amalga oshiradi. murakkab massivlar):

>> A = [1; 2], B = A.', C = transpoze (A)
A =
1
2
B =
1 2
C =
1 2

>> D = [0, 3 ; 1, 5], D.'
D =
0 3
1 5
ans =
0 1
3 5

Aksariyat funktsiyalar massivlarni kirish sifatida qabul qiladi va har bir elementda elementlar boʻyicha ishlaydi. Masalan, mod(2*J,n) J dagi har bir elementni 2 ga koʻpaytiradi va keyin har bir element modulini n kamaytiradi. MATLAB standart for va while sikllarini oʻz ichiga oladi, lekin (boshqa shunga oʻxshash ilovalardagi kabi, masalan, APL va R) vektorlashtirilgan yozuvidan foydalanish tavsiya etiladi va tez-tez bajarilishi tezlashadi. magic.m funktsiyasidan olingan quyidagi kod n ning toq qiymatlari uchun sehrli kvadrat M hosil qiladi (MATLAB funksiyasi meshgrid Bu yerda 1:n oʻz ichiga olgan I va J kvadrat matritsalarni yaratish uchun foydalaniladi:

[J,I] = meshgrid(1:n);
A = mod (I + J – (n + 3) / 2, n);
B = mod(I + 2 * J – 2, n);
M = n * A + B + 1;

Tuzilmalar

MATLAB tuzilma maʼlumotlar turlarini qoʻllab-quvvatlaydi. MATLAB dagi barcha oʻzgaruvchilar massiv boʻlganligi uchun massivning har bir elementi bir xil maydon nomlariga ega boʻlgan „struktura massivi“ yanada mosroq nomdir. Bundan tashqari, MATLAB dinamik maydon nomlarini qoʻllab-quvvatlaydi (ism boʻyicha maydonlarni qidirish, maydonni manipulyatsiya qilish va h.k.).

Funksiyalar

MATLAB funksiyasini yaratishda fayl nomi fayldagi birinchi funksiya nomiga mos kelishi kerak. Yaroqli funktsiya nomlari alifbo belgisi bilan boshlanadi va harflar, raqamlar yoki pastki chiziqdan iborat boʻlishi mumkin. Oʻzgaruvchilar va funksiyalar katta-kichik harflarga sezgir. Andoza:Sxhl

Funksiya tutqichlari

MATLAB funksiya tutqichlarini kiritish orqali lambda hisobi elementlarini qoʻllab-quvvatlaydi, yoki funksiya havolalari, ular .m fayllarda yoki anonim/ichiga qoʻyilgan funksiyalar.

Sinflar va ob’ektga yoʻnaltirilgan dasturlash

MATLAB ob'ektga yo'naltirilgan dasturlashni qoʻllab-quvvatlaydi, jumladan sinflar, meroslash, virtual joʻnatish, paketlar, qiymatga o'tish semantikasi va o'tish-by- ma'lumotnoma semantika. Biroq, sintaksis va chaqiruv qoidalari boshqa tillardan sezilarli darajada farq qiladi. MATLABda qiymat sinflari va mos yozuvlar sinflari mavjud boʻlib, ular sinfning super-sinf sifatida tutqich (mos yozuvlar sinflari uchun) yoki yoʻqligiga (qiymat sinflari uchun) bogʻliqdir.

Metodni chaqirish harakati qiymat va mos yozuvlar sinflari oʻrtasida farq qiladi. Masalan, usulga qoʻngʻiroq qilish:

obyekt.metod();

faqat ob’ekt mos yozuvlar sinfining namunasi boʻlsa, „ob’ekt“ ning istalgan aʼzosini oʻzgartirishi mumkin, aks holda qiymat klassi usullari ob’ektni oʻzgartirishi kerak boʻlsa, yangi namunani qaytarishi kerak.

Oddiy sinfga misol quyida keltirilgan:

classdef Salom
usullari
salomlash funksiyasi(obj)
disp('Salom!')
oxiri
oxiri
oxiri

hello.m nomli faylga qoʻyilganda, buni quyidagi buyruqlar bilan bajarish mumkin:

>> x = Salom();
>> x.greet();
Salom!

Grafik va grafik foydalanuvchi interfeysi dasturlash

<grafik>{ „versiya“: 2, „kenglik“: 400, „balandlik“: 200, „maʼlumotlar“: [

{
„nom“: „jadval“,
„qiymatlar“: [
{
„x“: 3,
„y“: 1
},
{
„x“: 1,
„y“: 3
},
{
„x“: 2,
„y“: 2
},
{
„x“: 3,
„y“: 4
}
]
}

], „tarozi“: [

{
„ism“: „x“,
„turi“: „tartib“,
„diapazon“: „kenglik“,
„nol“: notoʻgʻri,
„domen“: {
„maʼlumotlar“: „jadval“,
„maydon“: „x“
}
},
{
„name“: „y“,
„turi“: „chiziqli“,
„diapazon“: „balandlik“,
„yaxshi“: rost,
„domen“: {
„maʼlumotlar“: „jadval“,
„maydon“: „y“
}
}

], „oxlar“: [

{
„turi“: „x“,
„shkala“: „x“
},
{
„turi“: „y“,
„shkala“: „y“
}

], „belgilar“: [

{
„turi“: „toʻgʻri“,
„dan“: {
„maʼlumotlar“: „jadval“
},
„xususiyatlar“: {
„kirish“: {
„x“: {
„shkala“: „x“,
„maydon“: „x“
},
„y“: {
„shkala“: „y“,
„maydon“: „y“
},
„y2“: {
„shkala“: „y“,
„qiymat“: 0
},
„toʻldirish“: {
„qiymat“: „steelblue“
},
„kenglik“: {
„shkala“: „x“,
„band“: „rost“,
„ofset“: −1
}
}
}
}

] }</graph>

MATLAB qattiq integratsiyalangan grafik chizish xususiyatlariga ega. Masalan, chizma funktsiyasidan ikkita x va y vektorlaridan grafik hosil qilish uchun foydalanish mumkin. Kod:

x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
uchastka(x, y)

sinus funksiyaning quyidagi koʻrsatkichini hosil qiladi:

MATLAB uch oʻlchovli grafiklarni ham qoʻllab-quvvatlaydi:

[X,Y] = meshgrid(-10:0.25:10,-10:0.25:10); f = sinc(sqrt((X/pi).²+(Y/pi).²)); mesh(X,Y,f); eksa([-10 10 −10 10 −0,3 1]) xlabel('{\bfx}') ylabel('{\bfy}') zlabel('{\bfsinc} ({\bfR})') yashiringan		[X,Y] = meshgrid(-10:0,25:10,-10:0,25:10); f = sinc(sqrt((X/pi).²+(Y/pi).²)); bemaqsad (X, Y, f); eksa([-10 10 −10 10 −0,3 1]) xlabel('{\bfx}') ylabel('{\bfy}') zlabel('{\bfsinc} ({\bfR})')
Bu kod ikki oʻlchovli normallashtirilmagan sinc funktsiyaning simli ramka 3D chizmasini hosil qiladi:		Ushbu kod ikki oʻlchovli normallashtirilmagan sinc funktsiyaning „sirt“ 3D syujetini hosil qiladi:

MATLAB grafik foydalanuvchi interfeysi (GUI) ilovalarini ishlab chiqishni qoʻllab-quvvatlaydi. UIlar dasturiy yoʻl bilan yoki GUIDE va App Designer kabi vizual dizayn muhitlari yordamida yaratilishi mumkin.

MATLAB va boshqa tillar

MATLAB C yoki Fortran dasturlash tillarida yozilgan funksiyalar va quyi dasturlarni chaqirishi mumkin. MATLAB maʼlumotlar turlarini uzatish va qaytarish imkonini beruvchi oʻram funksiyasi yaratilgan. MEX faylilar (MATLAB bajariladigan fayllar) bu kabi funksiyalarni kompilyatsiya qilish orqali yaratilgan dinamik yuklanadigan obyekt fayllari. 2014-yildan beri Python bilan ikki tomonlama interfeys qoʻshilmoqda.

Perl, Java, ActiveX yoki .NET da yozilgan kutubxonalar toʻgʻridan-toʻgʻri MATLAB dan chaqirilishi mumkin, va koʻplab MATLAB kutubxonalari (masalan, XML yoki SQL qoʻllab-quvvatlashi) Java yoki ActiveX kutubxonalari atrofida oʻram sifatida amalga oshirilgan. Java-dan MATLAB-ga qoʻngʻiroq qilish ancha murakkab, lekin MATLAB asboblar toʻplami yordamida amalga oshirilishi mumkin MathWorks tomonidan alohida sotiladi yoki JMI (Java-to-MATLAB Interface) deb nomlangan hujjatsiz mexanizm yordamida (uni JMI deb ham ataladigan aloqasi boʻlmagan Java Metadata Interface bilan aralashtirib yubormaslik kerak). Java uchun rasmiy MATLAB API 2016 yilda qoʻshilgan.

MathWorks’da mavjud boʻlgan MuPAD asosidagi Symbolic Math Toolbox’ga muqobil sifatida MATLAB Maple yoki Mathematica ga ulanishi mumkin.

Kutubxonalar MathML import va eksport qilish uchun ham mavjud.

AQSh sanksiyalariga aloqadorlik

2020-yilda MATLAB AQSh sanksiyalari tufayli Xitoyning ikkita universiteti xizmatlarini bekor qildi. Universitetlar bunga ochiq manbali muqobillardan koʻproq foydalanish va mahalliy muqobillarni ishlab chiqish orqali javob berishini aytishdi.

Shuningdek qarang

• Raqamli-tahlil dasturini taqqoslash
• Raqamli tahlil dasturlari roʻyxati

Eslatmalar

Qoʻshimcha oʻqish

• Andoza:Kitobdan iqtibos
• Andoza:Kitobdan iqtibos
• Andoza:Kitobdan iqtibos
• Andoza:Kitobdan iqtibos

Tashqi havolalar

• Andoza:Rasmiy veb-sayt