MATLAB

MATLAB (matrix laboratory) е бројчено анализаторска околина и програмски јазик. Создаден е од MathWorks MATLAB овозможува лесна манипулација со матрици, исцртување на функции, визуализација на податоци, имплементација на алгоритми, создавање на кориснички работни средини, и поврзување со програми во други јазици. Вклучувајќи и C, C++, Java и Fortfan.
Инаку MATLAB е наменет првенствено за бројчен компјутери, изборниот алатникот користи MuPAD симболична мотор, овозможувајќи пристап до симболички компјутерски способности.
Додатен пакет, Simulink додава графички домеин симулатор и Модел-засновани дизајн за динамичност и Вградени системи.
Во 2004, MATLAB имасе околу еден милион корисници низ индустријата и академии .MATLAB корисниците доаѓаат од разлицни околини од инженерство, наука, и економија.MATLAB широко се користи во академските и истражувачки институции, како и индустриски претпријатија.
1 Историја
Клив Молер е директор на computer-science оддел на Универзитетот на Ново Мексико, започна да се развива MATLAB во доцните 70-ти. Тој го дизајниран да им даде на своите ученици пристап до LINPACK и EISPACK кои морале да научат FORTRAN. Наскоро се шири во другите универзитети и се најде силна публика во рамките на применета математичка заедница.Џек Литл инженер, бил изложен на посетата на Универзитетот Стенфорд во 1983 година. Препознавајќи го нејзиниот комерцијални потенцијал, тој се приклучи со молер и Стив Багерт. Тие го прена пишале MATLAB во C и во основаната MathWorks во 1984 година за да продолжи нејзиниот развој. Овие новонапишани библиотеки биле познати како JACKPAC.Во 2000 година, MATLAB е пренапишан за да користи понов збир на библиотеки за манипуација со мартици, LAPACK.
MATLAB за првпат беше усвоена од страна на истражувачи и практичари во контрола на инженерство.Мал специјалитет, но брзо се шири во многу други области. Таа е сега исто така се користи во образованието, особено во наставата на линеарна алгебра и бројчени анализи, и е популарен меѓу научниците вклучени во обработка на сликата .
2 Синтакса
MATLAB апликацијата е изграден околу јазикот MATLAB, а повеќето користење на MATLAB вклучува пишување MATLAB код во командниот прозорец (како интерактивен математички штит) или извршување на текстуални податотеки кои содржат MATLAB код и функции .
2.1 Променливи
Променливи се дефинирани со користење на оператор, =. MATLAB е слабо напишан програмскиот јазик. Тоа е слабо напишан јазик, бидејќи видовите имплицитно се претвораат. Тоа е динамички напишан јазик, бидејќи променливи можат да бидат доделени без прогласување на нивниот вид, освен ако тие треба да се третира како симболички објекти, и дека нивниот тип може да се промени. Вредности може да дојде од константи, од пресметката која вклучени вредностите на другите променливи, или од излезот на функцијата. На пример:
>> x = 17
x =
17
>> x = 'hat'
x =
hat
>> y = x + 0
y =
104 97 116
>> x = [3*4, pi/2]
x =
12.0000 1.5708
>> y = 3*sin(x)
y =
-1.6097 3.0000
2.2 Вектори / Матрици
Како што е предложено од страна на нејзиното име (контракција на „Матрична лабораторија“), MATLAB може да се создаде и манипулира низи на 1 (вектор), 2 (матрици), или повеќе димензии. Во жаргонот MATLAB, вектор се однесува на една димензионална (1 × N или N × 1) матрица, честопати се нарекува низа во други програмски јазици. А матрица генерално се однесува на 2-димензионална низа, односно m × n низа каде m и n се поголеми од 1. Низи со повеќе од две димензии се наведени како повеќедимензионална низа. Низи се основен тип и многу стандардни функции вообичаено поддржуваат низа операции и им овозможува работа на низи без експлицитна јамки.
Едноставна низа е дефиниран со користење на синтаксата: init:increment:terminator. На пример:
>> array = 1:2:9
array =
1 3 5 7 9
дефинира променлива со име <code>array</code> (или доделува нова вредност на постоечките променлива со име <code>array</code>), која низа се состои од вредности: 1, 3, 5, 7 и 9. Тоа е, низата започнува во 1 (' ' init ' ' вредност), постепено со секој чекор од претходната вредност од 2 (' ' increment ' ' вредност), и запира кога ќе достигне (или да се избегне поголема) 9 (' ' terminator ' ' вредност).
>> array = 1:3:9
array =
1 4 7
' ' increment ' ' вредност всушност може да биде оставенa надвор од оваа синтакса (заедно со една од две точки), да се користи стандардната вредност на 1.
>> ari = 1:5
ari =
1 2 3 4 5
доделува на променлива со име ari низа со вредности 1, 2, 3, 4 и 5, од стандардната вредност на 1 се користи како incrementer.
Индексирањето е едно-засновано, кое е вообичаена конвенција за матрици во математиката, иако не за некои програмски јазици како C, C + +, Java и.
Матрици може да се дефинира со одвојување на елементи на спорот со празно место или запирка и користење на точка-запирка за да го прекине секој ред. Список на елементи треба да бидат опкружени со квадратни загради: []. Заграда: се користи за пристап до елементите (тие исто така се користи за означување функција на аргумент листа).
>> 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
Sets of indices can be specified by expressions such as "2:4", which evaluates to [2, 3, 4]. For example, a submatrix taken from rows 2 through 4 and columns 3 through 4 can be written as:
>> A(2:4,3:4)
ans =
11 8
7 12
14 1
Групи на индекси може да се специфицира со изрази како што се "2:4", кој се евалуира до [2, 3, 4]. На пример, подматрица земена од редови од 2 до 4 и колони од 3 до 4 може да се запише како:
>> A(2:4,3:4)
ans =
11 8
7 12
14 1
А квадратни идентични матрици на големина ''n'' може да бидат генерирани со помош на функцијата ''eye'', и матрици од која било големина со нули или оние кои може да бидат генерирани со функциите нули и единици, соодветно.
>> eye(3)
ans =
1 0 0
0 1 0
0 0 1
>> zeros(2,3)
ans =
0 0 0
0 0 0
>> ones(2,3)
ans =
1 1 1
1 1 1
Повеќето MATLAB функции може да го прифати матрици и ќе се применува на секој елемент. На пример, <code>mod(2*J,n)</code> ќе се мултиплицираат секој елемент во "Ѕ" со 2, а потоа се намали секој елемент модул "n". MATLAB не вклучуваат стандардни "for" и "while" наредби, но (како во други слични апликации како што се R), со користење на векторизација нотација често се произведува кодот кој е побрз да се изврши. Овој код, изваден од функцијата ''magic.m'', создава magic square М за чудни вредности на ''n '' (MATLAB функција ''meshgrid'' тука се користи да се генерираат квадратни матрици I и J содржејки 1: n).
[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;
2.3 Структури
MATLAB има структурни типови на податоци. Бидејќи сите променливи во MATLAB се низи, поадекватно име е "структурна низа", каде секој елемент од низата има исти имиња. Покрај тоа, MATLAB поддржува динамичка обласни имиња (област look-ups by name, област manipulations, итн.) За жал, MATLAB JIT не поддржува MATLAB структури, па затоа едноставно занимаваат на различни променливи во структурата.
2.4 Справување со функција
MATLAB поддржува елементи на ламбда-анализа со воведување на функција препораки, со кои се остваруваат во .m податотеки или анонимни / вгнездени функции.
Ако повикате вашите податоци "statistics.clever" или (.dat, .txt whatever) Можете да ги зачувате податоци со создавање на табела со функции како ова:
function nanotabl(b)
d=load(b);
figure('Position', [100, 300, 600, 460],...
'Name', 'TablePlot',... % Title figure
'NumberTitle', 'off',... % Do not show figure number
'MenuBar', 'none'); % Hide standard menu bar menus
%Converting to Matrix
X=d;
%Inverse Matrix
A=X.';
S=size(A,2);
N=round(S/2);
M=size(A,1);
B1 = A(1:M, 1:N);
C1 = A(1:M, N+1:S);
B=B1';
C=C1';
% Дефинирање параметри за uitable (колекција headers are fictional) colnames = {'Banana', 'Apple', 'Orange', 'Pinapple', 'Strawberry'}; %colnames = {'Longitude', 'Latitude', 'Min', 'Max', 'Mean','Longitude', 'Latitude', 'Min', 'Max', 'Mean'}; % All column contain numeric data (integers, actually) colfmt = {'numeric', 'numeric', 'numeric', 'numeric', 'numeric'}; %colfmt = {'numeric', 'numeric', 'numeric', 'numeric', 'numeric','numeric', 'numeric', 'numeric', 'numeric', 'numeric'};;
% Забрана за уредување вредности (но ова може да се промени) coledit = [false false false false false]; %coledit = [false false false false false false false false false false]; % Set columns all the same width (must be in pixels) colwdt = {80 80 80 80 80 }; %colwdt = {80 80 80 80 80 80 80 80 80 80}; foregroundColor = [1 1 1]; backgroundColor = [.4 .1 .1; .1 .1 .4]; % Создај uitable на левата страна на фигурата htable = uitable ('Units', 'normalized',...
'Position', [0 0 .5 1],...
'Data', B,...
'ColumnName', colnames,...
'ColumnFormat', colfmt,...
'ForegroundColor', foregroundColor,...
'BackgroundColor', backgroundColor,...
'ColumnWidth', colwdt,...
'ColumnEditable', coledit,...
'ToolTipString',...
'Select cells to highlight them on the plot',...
'CellSelectionCallback',{@select_callback});
% 'Позиција', [0.025 0.03 0.375 0.92],...gtable = uitable('Units', 'normalized',...
'Position', [.5 0 0.5 1],...
'Data', C,...
'ColumnName', colnames,...
'ColumnFormat', colfmt,...
'ForegroundColor', foregroundColor,...
'BackgroundColor', backgroundColor,...
'ColumnWidth', colwdt,...
'ColumnEditable', coledit,...
'ToolTipString',...
'Select cells to highlight them on the plot',...
'CellSelectionCallback',{@select_callback});
Тогаш се пишуваат овие две линии
b = 'statistics.clever';
tableD(b)
Ќе создадеш табела.
Поврзано:
2.5 Kласи
Иако MATLAB има класи, синтаксата и повикувачките конвенции се значително различни од другите јазици. MATLAB има вредност класи и референтни класи, во зависност од тоа дали класа се ''смета '' како супер-класа (за референца класи) или не (за вредност класи).
Метод повик однесување е различно помеѓу вредноста и референтната класа. На пример, повик кон метод
object.method();
може да ја смени било кој член на '' објект'' само ако '' објект'' е пример на повикување класа.
3 Графика и графички кориснички интерфејс за програмирање
MATLAB поддржува развој на апликации со графички кориснички интерфејс одлики. MATLAB вклучува GUIDE-водич (GUI развој на животната средина) за графички дизајнирани GUIs. .Исто така, има тесно интегриран графикон-заговор одлики. На пример, функција ''plot'' може да се користи за да создаде графиконот од два вектора x и y. Кодот:
x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
plot(x,y)
ја произведува следнива фигура на синусна функција:
А програма MATLAB може да произведе три-димензионалнa графика со користење на функции ''surf'', ''plot3'' or ''mesh''.
[X,Y] = meshgrid(-10:0.25:10,-10:0.25:10);, , Со овој код се добива wireframe 3D заплетот на две-димензионални sinc функции:, Со овој код се добива surface 3D заплетот на две-димензионални sinc функции:
Во MATLAB, графички кориснички интерфејси може да се programed со дизајн GUI средина (GUIDE) алатка.
== Објектно-ориентирано програмирање ==
Поддршка MATLAB за објектно-ориентирано програмирање вклучува класи, наследување, виртуелен испраќање, пакети, pass-by-value семантики, и pass-by-reference семантика.
source>
classdef hello
methods
function doit(this)
disp('Hello!')
end
end
end
Кога се ставаат во податотека со име hello.m, ова може да се изврши со следниве команди:
>> x = hello;
>> x.doit;
Hello!
4 Сличности со други јазици
MATLAB може да повика функции напишани во C програмскиот јазик или Fortran. А wrapper функција е создадена овозможувајќи MATLAB типовите на податоци да се донесуваат и да се вратат. Динамично loadable објект податотеки создадени од составувањето на такви функции се нарекува "MEX-датотеки" (за M ATLAB извршна).
Библиотеки пишувани во Java, ActiveX or .NET да биде директно повикани од MATLAB и многу MATLAB библиотеки (на пример XML или SQL поддршка) се имплементирани како обвивки околу Јава или ActiveX библиотеки. Повикувајќи MATLAB од Јава е многу покомплицирано, но може да се направи со MATLAB проширување, V кои се продава одделно од MathWorks, или со користење на недокументирани механизам наречен JMI (Јава-за-MATLAB интерфејс), кои не треба да се мешаат со неповрзани Јава интерфејс, кој е исто така, повика JMI.
Како алтернативи на MuPAD засновани Симболична математичка лента со алатки достапни од MathWorks, MATLAB може да биде поврзан со Maple или Математика.
5 Лиценца
MATLAB е комерцијален производ на MathWorks, така што корисниците се предмет на vendor lock-in. Иако MATLAB Builder може да се распореди MATLAB функции како библиотека податотеки кои може да се користи со.NET или Java апликација bilding enviroment, идниот развој сè уште ќе биде врзан со MATLAB програмскиот јазик.
Секоја алатник се купува одделно. Ако се бара еволуцона лиценца, на MathWorks одделот за продажба бара детални информации за проектот за кој MATLAB треба да се оцени. Целокупниот процес на добивање лиценца е скапо во однос на време и пари . Ако е призната(што често е), еволуционата лиценца важи за 2-4 недели.Студентска верзија на MATLAB е исто така достапна.
Се известува дека ЕУ антимонополските регулатори се испитуваат дали Mathworks одби да ja продаде лиценците на некој конкурент.
6 Aлтернативи
Поврзано: Список на бројчен анализа на софтвер и споредба на бројчена анализа на софтвер
MATLAB има голем број на конкуренти. Комерцијалните конкуренти вклучуваат Математика, Maple, NAG, и IDL. Постојат, исто така, слободен софтвер со отворен код алтернативи за MATLAB, особено GNU Octave, FreeMat и Scilab кои се наменети да бидат главно компатибилни со јазикот MATLAB. Меѓу другите јазици кои ги третираат низите како основни субјекти (низа програмски јазици) се APL и Ј, FORTRAN 90 и повисоко, како и статистички јазик S (главната имплементации на S се S-PLUS, и популарни програми со отворен код: јазик R) . Исто така, постојат неколку библиотеки за да додадете слична функционалност на постоечките јазици, како што се IT++ за C + +, Perl Data јазик за Perl, ScalaLab за Scala и SciPy (заедно со NumPy и Matplotlib) за Python.
7 Историја на пуштање во употреба
Version, Release name, Number, Bundled JVM, Year, Release Date, Notes
MATLAB 1.0, 1984
MATLAB 2, 1986
MATLAB 3, 1987
MATLAB 3.5, 1990, Ran on MS-DOS but required at least a 386 processor. Version 3.5m required math coprocessor
MATLAB 4, 1992
MATLAB 4.2c, 1994, Ran on Windows 3.1. Required a math coprocessor
MATLAB 5.0, Volume 8, 1996, December, 1996, Unified releases across all platforms.
MATLAB 5.1, Volume 9, 1997, May, 1997
MATLAB 5.1.1, R9.1
MATLAB 5.2, R10, 1998, March, 1998
MATLAB 5.2.1, R10.1
MATLAB 5.3, R11, 1999, January, 1999
MATLAB 5.3.1, R11.1, November, 1999
MATLAB 6.0, R12, 12, 1.1.8, 2000, November, 2000, First release with bundled Java Virtual Machine (JVM).
MATLAB 6.1, R12.1, 1.3.0, 2001, June, 2001
MATLAB 6.5, R13, 13, 1.3.1, 2002, July, 2002
MATLAB 6.5.1, R13SP1, 2003
MATLAB 6.5.2, R13SP2
MATLAB 7, R14, 14, 1.4.2, 2004, June, 2004
MATLAB 7.0.1, R14SP1, October, 2004
MATLAB 7.0.4, R14SP2, 1.5.0, 2005, March 7, 2005
MATLAB 7.1, R14SP3, 1.5.0, September 1, 2005
MATLAB 7.2, R2006a, 15, 1.5.0, 2006, March 1, 2006
MATLAB 7.3, R2006b, 16, 1.5.0, September 1, 2006, HDF5-based MAT-file support
MATLAB 7.4, R2007a, 17, 1.5.0_07, 2007, March 1, 2007
MATLAB 7.5, R2007b, 18, 1.6.0, September 1, 2007, Last release for Windows 2000 and PowerPC Mac. License Server support for Windows Vista
MATLAB 7.6, R2008a, 19, 1.6.0, 2008, March 1, 2008
MATLAB 7.7, R2008b, 20, 1.6.0_04, October 9, 2008
MATLAB 7.8, R2009a, 21, 1.6.0_04, 2009, March 6, 2009, First release for 32-bit & 64-bit Microsoft Windows 7.
MATLAB 7.9, R2009b, 22, 1.6.0_12, September 4, 2009, First release for Intel 64-bit Mac, and last for Solaris SPARC.
MATLAB 7.9.1, R2009bSP1, 1.6.0_12, 2010, April 1, 2010
MATLAB 7.10, R2010a, 23, 1.6.0_12, March 5, 2010, Last release for Intel 32-bit Mac.
MATLAB 7.11, R2010b, 24, 1.6.0_17, September 3, 2010
MATLAB 7.11.1, R2010bSP1, 1.6.0_17, 2011, March 17, 2011
MATLAB 7.12, R2011a, 25, 1.6.0_17, April 8, 2011
MATLAB 7.13, R2011b, 26, 1.6.0_17, September 1, 2011
MATLAB 7.14, R2012a, 27, 1.6.0_17, 2012, March 1, 2012
MATLAB 8, R2012b, 28, September 11, 2012, First release with Ribbon interface.
Број (или број на издавање) е верзијата пријавени од страна на конкурентот лиценца: менаџер програма FlexLM.
8 Екстензии на податотеки
8.1 Наставки
* .fig
MATLAB фигура
* .m
MATLAB функција, скрипта
* .mat
MATLAB бинарен податотека за зачувување на променливи
* .mex...
MATLAB извршна (платформа специфични, на пример ". .mexmac" за Mac ". mexglx" за Linux, итн)
* .p
MATLAB содржина ,M податотека (резултат е)
8.2 Трета страна
* .jkt
графичкиот процесор генериран од изолација за MATLAB (AccelerEyes)
* .mum
отворено студио за моделирање (AmsterCHEM)
9 Easter eggs
Неколку Easter eggs постојат во MATLAB. Тие вклучуваат скриени слики, и рандом шеги. На пример, пишување во "spy" ќе генерира слика на шпиони од Spy vs Spy.. [Пишување "why" ќе добие филозофски одговор. Други команди вклучуваат "penny", "toilet", "image" и"life".
10 Поврзано
* Список на бројчена анализа на софтвер
* Споредба на бројчена анализа на софтвер
11 Наводи
****
12 Додатни врски
* , at the MathWorks website
* , at the MathWorks website.
* - library of over 12,000 MATLAB files and toolboxes, mostly distributed under BSD License.
****** ScientificWeb
* by Allen B. Downey, Green Tea Press, , ISBN 978-0-615-18550-7. An introduction to MATLAB.
* by P. Getreuer
** by WorldServe Education