Что такое МАТЛАБ?

Как и другие известные языки программирования, такие как Java, C# и т. д., MATLAB имеет собственную интегрированную среду разработки (IDE) и набор библиотек. Поскольку изначально MATLAB был известен как язык матричного программирования, это аббревиатура от «Матричная лаборатория». Это язык программирования четвертого поколения. Это мультипарадигма MATLAB. Следовательно, его можно использовать с различными парадигмами программирования, включая функциональную, визуальную и объектно-ориентированную.

Клив Молер, в то время заведующий кафедрой информатики Университета Нью-Мексико, сделал первое открытие. Он хотел разработать для своих студентов другой подход, позволяющий выполнять линейную алгебру и численные вычисления без необходимости использования Фортрана. Клив Молар, Стив Бангарт и Джек Литтл основали MathWorks в 1984 году, увидев экономический потенциал MATLAB.

Давайте теперь рассмотрим использование MATLAB.

MATLAB использует

Встроенные функции MATLAB предлагают первоклассные ресурсы для выполнения вычислений, включая оптимизацию, линейную алгебру, численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ), анализ данных, квадратуру, обработку сигналов и многие другие научные задачи.

Для большинства этих функций используются современные алгоритмы. Их много как для анимации, так и для 2-D и 3-D графики. MATLAB также поддерживает внешний интерфейс.

Пользователь может создавать свои собственные функции на языке MATLAB. Таким образом, они не ограничиваются использованием только встроенных функций.

Дополнительные наборы инструментов предоставляются MATLAB. Эти наборы инструментов были созданы для общих целей, таких как нейронные сети, символьные вычисления, обработка изображений, проектирование систем управления и статистика.

Различные варианты использования MATLAB:

• Разработка алгоритмов
• Выполнение линейной алгебры, которая является линейной
• Построение графиков для больших наборов данных
• Визуализация и анализ данных
• Числовые матричные вычисления

Теперь, когда мы изучили возможности использования MATLAB, мы рассмотрим его различные преимущества.

Поднимите свои навыки специалиста по данным на новый уровень с помощью магистерской программы Data Scientist от IBMExplore Programme

Преимущества МАТЛАБ

Различные преимущества MATLAB:

• Компилятор MATLAB
• Простота использования
• Независимая от устройства построение графиков
• Независимость платформы
• Графический интерфейс пользователя
• Предопределенные функции

Теперь мы рассмотрим каждое из преимуществ более внимательно и подробно, чтобы лучше их понять.

Компилятор MATLAB

Преобразуя приложения MATLAB в машинно-независимый p-код, а затем, во время выполнения, интерпретируя инструкцию p-кода, MATLAB становится гибким и независимым от платформ. Этот подход сравним с подходом к языку программирования Microsoft Visual Basic. К сожалению, поскольку код MATLAB интерпретируется, а не компилируется, полученные программы могут работать медленно.

Доступен другой компилятор MATLAB. С помощью этого компилятора программы MATLAB можно превратить в настоящие исполняемые файлы, которые выполняются быстрее, чем интерпретируемый код. Это потрясающий способ превратить тестовую программу MATLAB в исполняемый файл, который можно продавать и предоставлять пользователям.

Простота использования

Программу можно использовать для выполнения длинных предварительно написанных программ или в качестве блокнота для оценки фраз, введенных в командной строке. Приложения можно создавать, изменять и отлаживать с помощью отладчика MATLAB и встроенной интегрированной среды разработки. Этот язык идеально подходит для быстрого создания прототипов новых приложений, поскольку он очень прост в использовании.

Чтобы сделать программное обеспечение удобным для пользователя, поддерживается множество инструментов разработки программ. Они включают в себя браузер рабочей области, встроенный редактор/отладчик, онлайн-документацию и руководства, а также обширные демонстрационные версии.

Независимая от устройства построение графиков

Инструкции по визуализации и построению основных графиков в MATLAB многочисленны. Любое устройство графического вывода, предлагаемое машиной, на которой работает MATLAB, может отображать графики и изображения. Эта функция поднимает MATLAB до уровня превосходного инструмента визуализации технических данных.

Независимость платформы

Поскольку MATLAB работает на различных компьютерах, он предлагает высокую степень свободы платформы. Linux, различные версии UNIX, Macintosh, Windows 2000/XP/Vista и другие операционные системы поддерживают этот язык. Приложения, созданные на любой платформе, будут полноценно работать на любой другой платформе, а файлы данных, созданные для любой платформы, якобы могут быть прочитаны на любой другой платформе. В результате, когда требования пользователя меняются, программы, созданные в MATLAB, могут переключаться на новые платформы.

Графический интерфейс пользователя

Графический интерфейс пользователя (GUI) программы может быть создан программистом в интерактивном режиме с использованием инструмента MATLAB. Благодаря этим возможностям программист может создавать сложные алгоритмы анализа данных, которые могут использовать относительно неопытные люди.

Предопределенные функции

Значительная библиотека предопределенных функций, включенная в MATLAB, предлагает проверенные решения многих распространенных технических проблем. Предположим, например, что мы создаем программное обеспечение, которое должно оценивать статистику, связанную со сбором входных данных. Для выполнения таких вычислений, как медиана, стандартное отклонение, среднее арифметическое и другие вычисления, нам обычно приходится разрабатывать собственные подпрограммы или функции на большинстве языков. Ваша работа станет значительно комфортнее благодаря сотням различных сервисов, уже включенных в язык программирования MATLAB.

Поскольку мы изучили различные преимущества MATLAB, теперь мы углубимся в различные недостатки MATLAB.

Недостатки MATLAB

Недостатки MATLAB суммированы ниже:

• Расходы
• Интерпретируемый язык

Давайте рассмотрим каждый из них немного подробнее.

Расходы

Полная копия MATLAB в пять-десять раз дороже типичного компилятора FORTRAN или C. MATLAB экономически эффективен для организаций, поскольку эта относительно высокая стоимость более чем компенсируется сокращением времени, которое инженер или ученый должен потратить на разработку функционального программного обеспечения. Однако стоимость не позволяет большинству людей даже подумать о его покупке. К счастью, MATLAB также предлагает недорогую студенческую версию, которая является отличным ресурсом для студентов, желающих изучить ее. Студенческая и полная версии MATLAB практически идентичны.

Интерпретируемый язык

Тот факт, что это интерпретируемый язык и, следовательно, может работать медленнее, чем компилируемый язык, является его первым недостатком. Программа MATLAB может быть правильно структурирована для проверки этой проблемы.

Теперь мы рассмотрим некоторые требования MATLAB.

Поднимите свои навыки специалиста по данным на новый уровень с помощью магистерской программы Data Scientist от IBMExplore Programme

Требования MATLAB

Каждая часть компьютерного программного обеспечения, включая MATLAB, запускается в операционной системе. Операционная система и другие части необходимы для эффективной работы компьютерной системы.

Здесь мы предоставляем все необходимые условия для различных типов операционных систем, которые необходимо выполнить перед загрузкой и установкой MATLAB.

Мак 64-бит

Линукс 64-бит

Windows 64-битная

Мы рассмотрели все требования к MATLAB и теперь рассмотрим, как загрузить и установить MATLAB.

Поднимите свои навыки специалиста по данным на новый уровень с помощью магистерской программы Data Scientist от IBMExplore Programme

Загрузка и установка MATLAB

Загрузка MATLAB

Доступны различные среды MATLAB. Например, он предлагается отдельно для школ, стартапов, предприятий и индивидуального использования, и все они являются платными ресурсами. Разные варианты относятся к разному программному обеспечению для разных целей. Однако мы можем тестировать его в течение 30 дней, не платя MathWorks ни копейки.

Чтобы начать загрузку, выполните следующие действия:

Шаг 1:

Чтобы загрузить MATLAB, перейдите на официальный сайт www.mathworks.com; вас могут перенаправить на веб-сайт в вашей стране или на другом языке, или вас могут попросить щелкнуть мышью в зависимости от того, где вы находитесь.

Шаг 2:

Нажмите ссылку «Пробная версия программного обеспечения» в разделе «Попробовать» или «Купить» нижнего колонтитула веб-страницы внизу.

Шаг 3:

После нажатия на ссылку пробной версии программного обеспечения загружается новая веб-страница. В появившемся поле введите свой адрес электронной почты.

Шаг 4:

После выбора продолжения вам будет предложено предоставить более подробную информацию, чтобы помочь MathWorks создать вашу учетную запись и предоставить вам доступ к их продуктам. Помимо запроса местоположения и ранее предоставленного вами адреса электронной почты, он также спрашивает, для чего вы планируете использовать программное обеспечение MATLAB; выберите либо личное использование, либо использование любителем, а затем нажмите «Создать».

Шаг 5:

И снова откроется новая страница; для этого выберите вариант, чтобы продолжить использовать текущий адрес электронной почты. Откройте электронное письмо от MathWorks, которое только что пришло на ваш почтовый ящик. Нажмите кнопку «Подтвердить свой адрес электронной почты», чтобы сделать это сейчас.

Шаг 6:

Вам необходимо заполнить всю информацию о себе, согласиться с условиями, а затем нажать кнопку «Создать» на новой веб-странице после перехода туда.

Шаг 7:

Ваш подтвержденный адрес электронной почты будет отображаться на новой странице при ее загрузке. Под ним есть кнопка «Я согласен»; нажмите на него для подтверждения, затем нажмите кнопку «Отправить». Теперь, когда мы зарегистрировались в MathWorks.

Шаг 8:

Выберите один из многочисленных типов возможностей надстроек и нажмите «Продолжить».

Выбор появится на следующей странице. Каждый из них является опцией. Вы можете продолжить, выбрав одну из этих альтернатив или нет.

Шаг 9:

Ваш адрес электронной почты и номер лицензии отображаются на новой странице; запишите эту информацию.

Сначала он загрузит установщик MATLAB, а затем установщик настроит требования среды MATLAB. В этом случае мы будем использовать Windows (64-разрядную версию), но вместо этого вы можете выбрать свою операционную систему.

В результате, когда мы нажмем на ссылку Windows, на экране появится всплывающее окно. Двоичный исполняемый файл начнет загружаться после выбора опции «Сохранить файл».

Когда вы откроете папку «Загрузки» на своем компьютере, в папке, где хранятся все загруженные вами файлы, появится значок «Загрузка MATLAB». Этот значок представляет двоичный исполняемый файл установщика.

После успешной загрузки MATLAB давайте посмотрим, как его установить.

Установка МАТЛАБ

Шаг 1

Дважды выберите значок MATLAB. Когда после щелчка по значку во всплывающем окне появится запрос на запуск установщика, выберите «Выполнить». На экране появится окно установщика MathWorks.

• Поскольку первый вариант «Войти с учетной записью MathWorks» теперь выбран по умолчанию, мы будем использовать его. Кроме того, убедитесь, что среда MATLAB правильно установлена, проверив подключение к Интернету. Поэтому выберите Далее в нижнем меню окна.
• Нажмите кнопку «Далее» еще раз после выбора «Да», чтобы принять условия лицензирования на следующем экране.
• Когда загружается новая страница, автоматически выбирается первый вариант: «Войти в свою учетную запись MathWorks». Введите здесь свой адрес электронной почты и пароль, полученные в процессе создания учетной записи MathWorks. Нажмите «Далее», помня изображение ниже.

Шаг 2

Идентификатор лицензии, который уже был выбран, будет выделен синим фоном в открывшемся окне выбора лицензии. Здесь вы должны выбрать свой идентификатор лицензии — это идентификатор, который был сохранен во время ШАГА 9 загрузки установщика (мы советовали вам записать его тогда) — а затем еще раз нажать «Далее».

Нет необходимости изменять расположение папки для установки MATLAB; просто нажмите «Далее» в появившемся окне выбора папки.

Шаг 3

Следующее окно выбора продукта. Поскольку MATLAB 9.6 является средой MATLAB, ее необходимо выбрать. Из других продуктов вы можете выбрать столько, сколько захотите, прежде чем нажимать «Далее».

• Появится окно выбора установки; выберите там предпочтительные варианты. Вы всегда можете нажать кнопку «Назад», чтобы вернуться к предыдущему шагу, когда захотите что-то изменить.
• После этого появится окно подтверждения. Здесь все, что вам нужно сделать, это подтвердить элементы, которые вы будете загружать как часть установки MATLAB и его дополнительных пакетов, а также их размеры, а затем нажать «Установить».
• Загрузка всех продуктов начнется после того, как вы нажмете «Установить». Поскольку загрузка очень велика, вам придется дождаться ее завершения.

Поднимите свои навыки специалиста по данным на новый уровень с помощью магистерской программы Data Scientist от IBMExplore ProgrammeШаг 4

Сообщение о том, что MATLAB необходимо активировать, отображается после загрузки всех элементов и завершения установки. Теперь просто нажмите кнопку «Далее».

• После нажатия кнопки «Далее» откроется новое окно с пояснением значения активации. Нажмите Далее, чтобы продолжить.
• И снова откроется новое окно с вашим адресом электронной почты и идентификатором лицензии для ваших товаров. Нажмите кнопку «Подтвердить», чтобы продолжить.
• Поздравляем! Вы успешно установили MATLAB и все связанные с ним продукты после завершения процесса установки. Нажмите кнопку «Готово».

Шаг 5

В соответствии с нашими выборами, сделанными во время процедуры установки, на рабочем столе будет создан ярлык MATLAB. Выбрав значок загрузки MATLAB, расположенный на рабочем столе, мы теперь можем работать с MATLAB.

Теперь мы изучим среду MATLAB.

Среда MATLAB (Введение в рабочую область)

В соответствии с нашими выборами, сделанными во время процедуры установки, на рабочем столе будет создан ярлык MATLAB. Выбрав значок загрузки MATLAB, расположенный на рабочем столе, мы теперь можем работать с MATLAB.

Три самых популярных типа окон:

• Командная Windows: платформа для ввода команд.
• Редактирование Windows: Благодаря этому программы MATLAB могут писаться и изменяться пользователем.
• Рисунок Windows: можно найти графики и графики.

Давайте теперь рассмотрим каждый из них подробно.

Командное окно

Главное окно вот это. Командная строка MATLAB (>>) идентифицирует его. MATLAB представляет вам это окно при запуске функциональной программы. В этом окне вы вводите все инструкции MATLAB, включая инструкции для запуска программ, написанных пользователем. Это окно в MATLAB представляет собой раздел программы, который также включает в себя другие, меньшие по размеру окна или панели.

Вот изображение экрана, который вы видите при первом запуске MATLAB:

Окно редактора

Наши программы пишутся, редактируются, создаются и сохраняются в этих файлах М-файлов. Любой текстовый редактор подойдет для выполнения этих задач. Поддерживается встроенный редактор MATLAB. Но мы можем использовать наш редактор, используя типичные системные команды для редактирования файлов. Команда вводится в приглашении MATLAB изнутри MATLAB, обязательно включая восклицательный знак (!). Восклицательные символы заставляют MATLAB временно передавать управление обратно локальной операционной системе, которая затем выполняет команды, необходимые для генерации символа. После завершения редактирования управление передается обратно в MATLAB.

Окно рисунка

Окно рисунка или графика, отдельное серое окно с (по умолчанию) белым цветом фона, получает выходные данные каждой графической команды, которую мы скопировали в командном окне. Если системной памяти достаточно, клиент может построить неограниченное количество окон рисунков.

Часто задаваемые вопросы

1. Для чего используется MATLAB?

Инженеры и ученые могут использовать среду программирования MATLAB® для анализа, создания и тестирования систем и технологий, которые изменят мир. Язык MATLAB — это матричный язык, который обеспечивает наиболее естественное выражение компьютерной математики и является ядром MATLAB.

2. Является ли MATLAB кодированием?

Для инженеров и ученых MATLAB — это язык программирования высокого уровня, который напрямую реализует математику матриц и массивов. С помощью MATLAB можно сделать все: от выполнения базовых интерактивных команд до создания сложных программ.

3. Какой язык используется в MATLAB?

Язык программирования MATLAB служит основой приложения MATLAB.

4. MATLAB — это то же самое, что C++?

Хотя C++ компилируется, MATLAB является языком сценариев. Использование компилятора, предоставляемого MATLAB, увеличит вашу скорость только в 1,5–2 раза. MATLAB использует JIT-компилятор для преобразования вашего сценария в машинный код.

5. Каковы основы MATLAB?

Основы MATLAB включают следующее:

• Использование графического пользовательского интерфейса MATLAB
• ввод команд и создание переменных
• Анализ матриц и векторов
• отображение данных из матриц и векторов
• Использование файлов данных
• Использование разных типов данных
• Использование скриптов для автоматизации команд.
• Создание программ с циклами и ветвлениями
• Написание выполняет

6. MATLAB — это инструмент или язык?

MATLAB — один из наиболее предпочтительных инструментов для высокопроизводительных исследований, анализа и разработок. Наборы инструментов MATLAB представляют собой решения для конкретных приложений.

Освойте MATLAB с Simplilearn

В этой статье мы узнали о MATLAB, вариантах его использования, преимуществах и недостатках. Далее мы узнали, как загрузить и установить его, а также познакомиться со средой MATLAB.

Чтобы узнать больше о MATLAB и подготовиться к карьере старшего специалиста по данным, посетите программу последипломного образования Simplilearn в области науки о данных.