กนู อ็อกเตฟ

**GNU Octave** เป็น ภาษาการเขียนโปรแกรมทางวิทยาศาสตร์ สำหรับ การคำนวณทางวิทยาศาสตร์ และ การคำนวณเชิงตัวเลข อ็อกเทฟช่วยในการแก้ปัญหาเชิงเส้นและไม่เชิงเส้นในเชิงตัวเลข และสำหรับดำเนินการทดลองเชิงตัวเลขอื่นๆ โดยใช้ภาษาที่ส่วนใหญ่เข้ากันได้กับ MATLAB นอกจากนี้ยังอาจใช้เป็นภาษา ที่เน้นแบบแบตช์ ด้วย ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของ โครงการ GNU ซอฟต์แวร์นี้เป็น ซอฟต์แวร์เสรี ภายใต้เงื่อนไขของ GNU General Public License

## ประวัติ
โครงการนี้เกิดขึ้นประมาณปี พ.ศ. 2531  ในตอนแรกตั้งใจที่จะใช้ร่วมกับหลักสูตรการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เคมี การพัฒนาเต็มรูปแบบเริ่มต้นโดย John W. Eaton ในปี 1992 อัลฟ่ารุ่นแรกเริ่มตั้งแต่วันที่ 4 มกราคม พ.ศ. 2536 และในวันที่ 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2537 เวอร์ชัน 1.0 ได้รับการเผยแพร่ เวอร์ชัน 8.4.0 เปิดตัวเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน 2023 

โปรแกรมนี้ตั้งชื่อตาม Octave Levenspiel อดีตศาสตราจารย์ของผู้เขียนหลัก Levenspiel เป็นที่รู้จักจากความสามารถของเขาในการ คำนวณแบบ back-of-envelope อย่างรวดเร็ว 

## ประวัติการพัฒนา

## การพัฒนา
นอกเหนือจากการใช้บนเดสก์ท็อปสำหรับการคำนวณทางวิทยาศาสตร์ส่วนบุคคลแล้ว Octave ยังใช้ในด้านวิชาการและอุตสาหกรรมอีกด้วย ตัวอย่างเช่น Octave ถูกใช้บนคอมพิวเตอร์คู่ขนาน ขนาดใหญ่ที่ Pittsburgh Supercomputing Center เพื่อค้นหาช่องโหว่ที่เกี่ยวข้องกับการเดาหมายเลขประกันสังคม 

การเร่งความเร็วด้วย OpenCL หรือ CUDA ก็สามารถทำได้ด้วยการใช้ GPU 

## รายละเอียดทางเทคนิค

* อ็อกเทฟเขียนด้วย ภาษา C++ โดยใช้ ไลบรารี่มาตรฐาน C++
* อ็อกเทฟใช้ ล่าม เพื่อรันภาษาสคริปต์อ็อกเทฟ
* อ็อกเทฟสามารถขยายได้โดยใช้โมดูลที่สามารถโหลดได้แบบไดนามิก
* ตัวแปลระดับแปดเสียงมีกลไกกราฟิกที่ใช้ OpenGL เพื่อสร้างแปลง กราฟ และแผนภูมิ และบันทึกหรือพิมพ์ หรืออีกทางหนึ่ง gnuplot สามารถใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกันได้
* อ็อกเทฟมี ส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ (GUI) นอกเหนือจาก ส่วนต่อประสานบรรทัดคำสั่ง (CLI) แบบดั้งเดิม ดู #อินเทอร์เฟซผู้ใช้ สำหรับรายละเอียด

## ภาษาอ็อกเทฟ
ภาษาอ็อกเทฟเป็นภาษาการเขียนโปรแกรมแบบตีความ มันเป็นภาษาโปรแกรมที่มีโครงสร้าง (คล้ายกับ C ) และสนับสนุนฟังก์ชันคลังมาตรฐาน C ทั่วไปจำนวนมาก และการเรียกและฟังก์ชันของระบบ UNIX บางอย่าง  อย่างไรก็ตาม มันไม่สนับสนุนการส่งผ่านอาร์กิวเมนต์โดยการอ้างอิง  แม้ว่าอาร์กิวเมนต์ของฟังก์ชันเป็น แบบคัดลอกเมื่อเขียน เพื่อหลีกเลี่ยงการทำซ้ำที่ไม่จำเป็น

โปรแกรมอ็อกเทฟประกอบด้วยรายการการเรียกใช้ฟังก์ชันหรือ สคริปต์ ไวยากรณ์เป็นแบบ เมทริกซ์ และมีฟังก์ชันต่างๆ สำหรับการดำเนินการเมทริกซ์ รองรับ โครงสร้างข้อมูล ที่หลากหลายและอนุญาต การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ 

ไวยากรณ์ของมันคล้ายกับ MATLAB มากและการเขียนโปรแกรมอย่างระมัดระวังของสคริปต์จะช่วยให้สามารถทำงานได้ทั้งบน Octave และ MATLAB 

เนื่องจากอ็อกเทฟมีให้บริการภายใต้ สัญญาอนุญาตสาธารณะทั่วไปของ GNU จึงอาจมีการเปลี่ยนแปลง คัดลอก และใช้งานได้อย่างอิสระ  โปรแกรมนี้ทำงานบน Microsoft Windows และ ระบบปฏิบัติการ ที่คล้าย Unix และ Unix ส่วนใหญ่ รวมถึง Linux, Android และ macOS   

## คุณสมบัติเด่น

### การกรอกคำสั่งและชื่อตัวแปร
การพิมพ์อักขระ TAB บนบรรทัดคำสั่งทำให้ Octave พยายามกรอกตัวแปร ฟังก์ชัน และชื่อไฟล์ให้สมบูรณ์ (คล้ายกับ การเสร็จสิ้นแท็บ ของ Bash ) อ็อกเทฟใช้ข้อความหน้าเคอร์เซอร์เป็นส่วนเริ่มต้นของชื่อเพื่อเติมให้สมบูรณ์ 

### ประวัติคำสั่ง
เมื่อทำงานแบบโต้ตอบ Octave จะบันทึกคำสั่งที่พิมพ์ในบัฟเฟอร์ภายในเพื่อให้สามารถเรียกคืนและแก้ไขได้

### โครงสร้างข้อมูล
อ็อกเทฟมีการรองรับจำนวนจำกัดสำหรับการจัดระเบียบข้อมูลในโครงสร้าง ในตัวอย่างนี้ เราเห็นโครงสร้าง มีองค์ประกอบ, (จำนวนเต็ม อาร์เรย์ และสตริง ตามลำดับ):
```octave
octave:1> x.a = 1; x.b = [1, 2; 3, 4]; x.c = "string";
octave:2> x.a
ans =  1
octave:3> x.b
ans =

   1   2
   3   4

octave:4> x.c
ans = string
octave:5> x
x =

  scalar structure containing the fields:

    a = 1
    b =

       1   2
       3   4

    c = string
```


### ตัวดำเนินการบูลีนลัดวงจร
อ็อกเทฟ `&&` และ `||` ตัวดำเนินการ เชิงตรรกะได้รับการประเมินในลักษณะ ลัดวงจร (เช่น ตัวดำเนินการที่สอดคล้องกันในภาษา C ) ตรงกันข้ามกับตัวดำเนินการแบบองค์ประกอบต่อองค์ประกอบ `&` และ `|` .

### ตัวดำเนินการเพิ่มและลด

อ็อกเทฟประกอบด้วย ตัวดำเนินการการเพิ่มและลดค่า แบบ C `++` และ `--` ทั้งในแบบฟอร์มคำนำหน้าและคำต่อท้าย อ็อกเทฟยังทำการ เสริมการมอบหมาย เช่น `x += 5`

### ผ่อนคลาย-ปกป้อง
Octave รองรับรูปแบบ การจัดการข้อยกเว้น ที่จำกัดซึ่งจำลองตาม <code>unwind_protect</code> ของ Lisp รูปแบบทั่วไปของบล็อก unwind_protect มีลักษณะดังนี้:
```octave
unwind_protect
  body
unwind_protect_cleanup
  cleanup
end_unwind_protect
```
ตามกฎทั่วไป GNU Octave รับรู้ว่าเป็นการยกเลิก `''block''` ที่กำหนด ไม่ว่าจะเป็นการ `end` คำหลัก (ซึ่งเข้ากันได้กับภาษา MATLAB) หรือ `end ''block''` คำหลักที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น หรือในบางกรณี `end_ ''block''` ด้วยเหตุนี้ บล็อก `unwind_protect` จึงสามารถยุติได้ด้วยคีย์เวิร์ด `end_unwind_protect` ดังตัวอย่าง หรือใช้คีย์เวิร์ดแบบพกพามากกว่า `end`

ส่วน *การล้างข้อมูล* ของบล็อกจะถูกดำเนินการเสมอ ในกรณีที่ส่วน *ของร่างกาย* เกิดข้อยกเว้น *การล้างข้อมูล* จะดำเนินการทันทีก่อนที่จะเผยแพร่ข้อยกเว้นไปนอกบล็อก `unwind_protect`

GNU Octave ยังรองรับการจัดการข้อยกเว้นรูปแบบอื่น (เข้ากันได้กับภาษา MATLAB):
```matlab
try
   body
catch
   exception_handling
end
```
รูปแบบหลังนี้แตกต่างจากบล็อก `unwind_protect` ในสองวิธี ขั้นแรก *Exception_handling* จะดำเนินการเฉพาะเมื่อมีการยกข้อยกเว้นโดย *body* เท่านั้น ประการที่สอง หลังจากการดำเนินการของ *Exception_handling* ข้อยกเว้นจะไม่แพร่กระจายออกไปนอกบล็อก (เว้นแต่จะมีการแทรกคำสั่ง `rethrow( lasterror )` ไว้อย่างชัดเจนภายในโค้ด *Exception_handling* )

### รายการอาร์กิวเมนต์ที่มีความยาวผันแปรได้
อ็อกเทฟมีกลไกในการจัดการฟังก์ชันที่รับอาร์กิวเมนต์ที่ไม่ระบุจำนวนโดยไม่มีขีดจำกัดบนที่ชัดเจน หากต้องการระบุรายการอาร์กิวเมนต์ตั้งแต่ศูนย์ขึ้นไป ให้ใช้อาร์กิวเมนต์พิเศษ `varargin` เป็นอาร์กิวเมนต์สุดท้าย (หรือเท่านั้น) ในรายการ `varargin` เป็นอาร์เรย์เซลล์ที่มีอาร์กิวเมนต์อินพุตทั้งหมด
```octave
function s = plus (varargin)
   if (nargin==0)
      s = 0;
   else
      s = varargin{1} + plus (varargin{2:nargin});
   end
end
```


### รายการส่งคืนที่มีความยาวผันแปรได้
สามารถตั้งค่าฟังก์ชันให้ส่งคืนค่าจำนวนเท่าใดก็ได้โดยใช้ค่าส่งคืนพิเศษ `varargout` ตัวอย่างเช่น:
```octave
function varargout = multiassign (data)
   for k=1:nargout
      varargout{k} = data(:,k);
   end
end
```


### บูรณาการ C++
นอกจากนี้ยังสามารถรันโค้ด Octave ได้โดยตรงในโปรแกรม C++ ตัวอย่างเช่น นี่คือข้อมูลโค้ดสำหรับการเรียก `rand([10,1])` :
```cpp
#include <octave/oct.h>
...
ColumnVector NumRands(2);
NumRands(0) = 10;
NumRands(1) = 1;
octave_value_list f_arg, f_ret;
f_arg(0) = octave_value(NumRands);
f_ret = feval("rand", f_arg, 1);
Matrix unis(f_ret(0).matrix_value());
```
รหัส C และ C++ สามารถรวมเข้ากับ GNU Octave ได้โดยการสร้างไฟล์ oct หรือใช้ ไฟล์ MEX ที่เข้ากันได้กับ MATLAB

## ความเข้ากันได้ของ MATLAB
Octave ได้รับการสร้างขึ้นโดยคำนึงถึงความเข้ากันได้ของ MATLAB และแบ่งปันคุณสมบัติมากมายกับ MATLAB:

# เมทริกซ์เป็นชนิดข้อมูลพื้นฐาน
# รองรับจำนวนเชิงซ้อนในตัว
# ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ในตัวอันทรงพลังและไลบรารีฟังก์ชันที่กว้างขวาง
# ความสามารถในการขยายในรูปแบบของฟังก์ชันที่ผู้ใช้กำหนด

อ็อกเทฟถือว่าความไม่เข้ากันกับ MATLAB ว่าเป็น ข้อบกพร่อง ดังนั้นจึงถือได้ว่าเป็น ซอฟต์แวร์โคลน ซึ่งไม่ ละเมิดลิขสิทธิ์ซอฟต์แวร์ ตามคดีของศาล *[[โลตัส กับ บอร์แลนด์|Lotus v. Borland]]*

โดยหลักการแล้วสคริปต์ MATLAB จากที่เก็บ FileExchange ของ MathWorks นั้นเข้ากันได้กับ Octave อย่างไรก็ตาม แม้ว่าผู้ใช้มักจะจัดเตรียมและอัปโหลดภายใต้ ใบอนุญาต BSD แบบ โอเพ่นซอร์ส ที่เข้ากันได้กับ Octave และเหมาะสม แต่ ข้อกำหนดการใช้งาน FileExchange ห้ามการใช้งานใดๆ นอกเหนือจาก MATLAB ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ของ MathWorks   

### ความเข้ากันได้ของไวยากรณ์
มี การเพิ่มไวยากรณ์  ที่มีจุดประสงค์เล็กน้อยแม้ว่าจะเล็กน้อยก็ตาม:

# บรรทัด ความคิดเห็น สามารถขึ้นต้นด้วยอักขระ # และ % อักขระ;
# รองรับตัวดำเนินการ ที่ใช้ C ต่างๆ ++, --, +=, *=, /=;
# องค์ประกอบสามารถอ้างอิงได้โดยไม่ต้องสร้างตัวแปรใหม่โดยการจัดทำดัชนีแบบเรียงซ้อน เช่น [1:10](3);
# สตริง สามารถกำหนดได้ด้วยอักขระ double-quote " เช่นเดียวกับอักขระ single-quote ';
# เมื่อประเภทตัวแปรเป็นแบบ เดี่ยว (ตัวเลขทศนิยมที่มีความแม่นยำเดียว) อ็อกเทฟจะคำนวณ " ค่าเฉลี่ย " ในโดเมนเดียว (MATLAB ใน โดเมนคู่ ) ซึ่งจะเร็วกว่าแต่ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำน้อยกว่า
# การบล็อกยังสามารถยุติได้ด้วยคีย์เวิร์ด โครงสร้างการควบคุม ที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น เช่น endif, endfor, end While เป็นต้น;
# ฟังก์ชั่นสามารถกำหนดได้ภายในสคริปต์และที่พรอมต์อ็อกเทฟ
# การมีอยู่ของลูป do-until (คล้ายกับ do- while ในภาษา C)

### ความเข้ากันได้ของฟังก์ชัน
ฟังก์ชันต่างๆ ของ MATLAB จำนวนมาก แต่ไม่ใช่ทั้งหมดมีอยู่ใน GNU Octave และบางฟังก์ชันสามารถเข้าถึงได้ผ่านแพ็คเกจใน Octave Forge ฟังก์ชันที่มีให้ใช้งานโดยเป็นส่วนหนึ่งของแพ็คเกจ Octave หลักหรือแพ็คเกจ Forge นั้นแสดงอยู่ ในระบบออนไลน์ 

รายการฟังก์ชันที่ไม่พร้อมใช้งานจะรวมอยู่ในฟังก์ชันอ็อกเทฟ <code>__unimplemented.m__</code> ฟังก์ชันที่ยังไม่ได้ดำเนินการยังแสดงอยู่ในแพ็คเกจ Octave Forge จำนวนมากใน Octave Wiki

เมื่อเรียกใช้ฟังก์ชันที่ยังไม่ได้ใช้งาน ข้อความแสดงข้อผิดพลาดต่อไปนี้จะปรากฏขึ้น:
```octave
octave:1> guide
  warning: the 'guide' function is not yet implemented in Octave

  Please read <http://www.octave.org/missing.html> to learn how you can contribute missing functionality.
  error: 'guide' undefined near line 1 column 1
```


## ส่วนติดต่อผู้ใช้
อ็อกเทฟมาพร้อมกับ ส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ (GUI) อย่างเป็นทางการและ สภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบรวม (IDE) ที่ใช้ Qt มีให้บริการตั้งแต่ Octave 3.8,  และกลายเป็นอินเทอร์เฟซเริ่มต้น (ผ่าน อินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่ง ) ด้วยการเปิดตัว Octave 4.0  ได้รับการตอบรับอย่างดีจากผู้สนับสนุน EDN ผู้เขียน "[Octave] ตอนนี้มี GUI ที่ใช้งานได้ดีมาก" ในการตรวจสอบ GUI รุ่นใหม่ในปี 

ส่วนหน้าแบบกราฟิกของบุคคลที่สามจำนวนมากได้รับการพัฒนา เช่น ToolboX สำหรับการศึกษาการเขียนโค้ด

## แอปพลิเคชัน GUI
ด้วยรหัส Octave ผู้ใช้สามารถสร้างแอปพลิเคชัน GUI ได้ ดู การพัฒนา GUI (GNU Octave (เวอร์ชัน 7.1.0)) ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างบางส่วน:

ปุ่ม, การควบคุมการแก้ไข, ช่องทำเครื่องหมาย
```octave
# create figure and panel on it
f = figure;
# create a button (default style)
b1 = uicontrol (f, "string", "A Button", "position",[10 10 150 40]);
# create an edit control
e1 = uicontrol (f, "style", "edit", "string", "editable text", "position",[10 60 300 40]);
# create a checkbox
c1 = uicontrol (f, "style", "checkbox", "string", "a checkbox", "position",[10 120 150 40]);
```
กล่องข้อความ
```octave
prompt = {"Width", "Height", "Depth"};
defaults = {"1.10", "2.20", "3.30"};
rowscols = [1,10; 2,20; 3,30];
dims = inputdlg (prompt, "Enter Box Dimensions", rowscols, defaults);
```

```octave
prompt = {"Width", "Height", "Depth"};
defaults = {"1.10", "2.20", "3.30"};
rowscols = [1,10; 2,20; 3,30];
dims = inputdlg (prompt, "Enter Box Dimensions", rowscols, defaults);
```
กล่องรายการพร้อมกล่องข้อความ
```octave
my_options = {"An item", "another", "yet another"};
[sel, ok] = listdlg ("ListString", my_options, "SelectionMode", "Multiple");
if (ok == 1)
  msgbox ("You selected:");
  for i = 1:numel (sel)
    msgbox (sprintf ("\t%s", my_options{sel(i)}));
  endfor
else
  msgbox ("You cancelled.");
endif
```
ปุ่มเรดิโอ
```octave
# create figure and panel on it
f = figure;
# create a button group
gp = uibuttongroup (f, "Position", [ 0 0.5 1 1])
# create a buttons in the group
b1 = uicontrol (gp, "style", "radiobutton", "string", "Choice 1", "Position", [ 10 150 100 50 ]);
b2 = uicontrol (gp, "style", "radiobutton", "string", "Choice 2", "Position", [ 10 50 100 30 ]);
# create a button not in the group
b3 = uicontrol (f, "style", "radiobutton","string", "Not in the group","Position", [ 10 50 100 50 ]);
```


## แพ็คเกจ
Octave ยังมีแพ็คเกจมากมายให้เลือก แพ็คเกจเหล่านั้นตั้งอยู่ที่ Octave-Forge Octave Forge - Package หรือ Github Octave Package ใครๆ ก็สามารถสร้างและดูแลรักษาแพ็คเกจได้

## เปรียบเทียบกับซอฟต์แวร์อื่นที่คล้ายคลึงกัน
ทางเลือก ฟรี อื่น ๆ สำหรับ MATLAB ได้แก่ Scilab และ FreeMat     Octave เข้ากันได้กับ MATLAB มากกว่า Scilab    และ FreeMat ยังไม่ได้รับการอัปเดตตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2013 

## ดูสิ่งนี้ด้วย

* รายการซอฟต์แวร์วิเคราะห์เชิงตัวเลข
* การเปรียบเทียบซอฟต์แวร์วิเคราะห์เชิงตัวเลข
* รายการแพ็คเกจทางสถิติ
* รายชื่อไลบรารีตัวเลข
* แมทแล็บ

## หมายเหตุ

## อ้างอิง

## อ่านเพิ่มเติม

* 

## แหล่งข้อมูลอื่น

* 

หมวดหมู่:ซอฟต์แวร์เสรีข้ามแพลตฟอร์ม
หมวดหมู่:หน้าที่มีการแปลที่ยังไม่ได้ตรวจทาน