MATLAB چیست و در چه زمینه هایی استفاده می‌شود؟

در این مقاله ، نگاهی به کاربردهای MATLAB خواهیم داشت. اما قبل از اینکه بیشتر به آن بپردازیم ، باید تعریف و ویژگی های MATLAB را بدانیم.

متلب چیست؟

MATLAB یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی نسل چهارم در جهان است. این یکی از بهترین محیط های تجزیه و تحلیل عددی است. MATLAB زبانی قدرتمند و با کارایی بالا است که در محاسبات فنی استفاده می شود. برای حل مسائلی که از علامت های ریاضی استفاده می کنند، ساخته شده است.

این برای محاسبات ماتریس و توسعه الگوریتم ها استفاده می شود. ما همچنین از آن برای ایجاد UI و
تجسم داده (Data visualization)  استفاده می‌کنیم. همچنین به شما امکان می دهد برنامه هایی را که به هر زبان برنامه نویسی دیگری ایجاد شده اند ، اجرا کنید. این بدان معنی است که شما می توانید از قدرت سایر زبان های برنامه نویسی در MATLAB استفاده کنید.

MATLAB به طور گسترده ای برای پردازش تصویر ، ارتباطات ، سیستم های کنترل ، پردازش سیگنال و همچنین برای رباتیک استفاده می شود. متلب در سال 1970 توسط کلیو مولر برای کمک به دانشجویان خود تاسیس شد. وی استاد دانشگاه نیومکزیکو بود.

اما MATLAB در سال 1983 به صورت تجاری در دسترس بود. برای راه اندازی تجاری برنامه MATLAB ، جک لیتل و استیو بانگارت MATLAB را به زبان C بازنویسی کردند. و سپس توزیع نرم افزار تحت مجوز شرکت خود را با نام Math Works در سال 1984 آغاز کنید.

ویژگی های MATLAB

• متغیرها
• بردارها و ماتریس ها
• سازه های
• توابع
• دستگیره های عملکردی
• کلاسها و برنامه نویسی شی گرا

موارد استفاده از Matlab

راه حل های مهندسی

اکثر مهندسان در زمینه های مختلف به انواع مختلف توابع و محاسبات ریاضی تکیه می کنند. این موضوع به آنها کمک می‌کند تا از نتایج هر نظریه جدیدی اطمینان حاصل کنند. ایجاد ایده های جدید همیشه مستلزم استفاده از ریاضیات است زیرا به دیگران کمک می کند تا جدیدترین ایده فناوری مهندسی را درک کنند.

تأثیر بر آموزش

MATLAB بهترین گزینه برای یادگیری به عنوان آمار یا نرم افزار ریاضی است. این امر همچنین تأثیر زیادی در آموزش و پرورش دارد که MATLAB به طور خاص برای دانش آموزان طراحی شده است. بنابراین می توانید برخی از مطالب مرتبط با آموزش را در سایت رسمی آنها پیدا کنید. اگر MATLAB را به طور موثرتری یاد بگیرید می‌‌توانید برای حل مشکلات پیچیده با استانداردهای این زبان، از آن بهره ببرید.

سپس می توانید مشکلات پیچیده دیگر نرم افزارها را نیز حل کنید زیرا استانداردهای پیروی از آن برای سایر محصولات نیز به همان اندازه قابل استفاده است. Mathworks برای خرید Matlab تخفیف ویژه ای برای دانش آموزان در نظر گرفته است. انواع مختلفی از MATLAB برای استفاده در دسترس دانشجویان است.

دخیل بودن در علم

دانشمندان بیشتر از هر متخصص دیگری از MATLAB استفاده می کنند. دلیل این استفاده دانشمند از آن برای کشف نظریه های جدید است. Matlab تجزیه و تحلیل "چه می شود اگر" را ارائه می دهد ، که به شما کمک می کند عملی بودن نظریه جدید خود را که تکامل داده اید، تأیید کنید. تقریباً در هر علمی از متلب استفاده می شود. علم پزشکی روزانه از آن استفاده می کند.

به کارگیری پردازش تصویر

پردازش تصویر یکی از تکنیک های قابل توجهی است که با کمک MATLAB استفاده می شود. این عمل مدیریت پیکسل های یک تصویر با اصلاح مقادیر ماتریس با کمک تکنیک های ریاضی است. پردازش تصویر معمولاً شامل اضافه کردن دو ماتریس به یکدیگر است. همچنین می توانید تکنیک های جدید پردازش تصویر را ایجاد و آزمایش کنید

سیستم های جاسازی شده

سیستم های تعبیه شده آن سیستم هایی هستند که بیش از 90٪ به سخت افزار و فقط 10٪ به نرم افزار بستگی دارند. این مخصوصاً برای انجام کارهای خاص طراحی شده است.

برخی از نمونه های برجسته سیستم های جاسازی شده ، مایکروویو ، دوربین های دیجیتال ، ربات های اتومبیل و غیره هستند. Matlab  ویژگی منحصر به فردی به نام فشار دکمه را ارائه می دهد که به شما امکان می دهد کد را تولید کنید و سپس آن را در سخت افزار آزمایش کنید.

سیستمهای کنترل

سیستم های کنترل از Matlab نیز استفاده می کنند. دلیل آن ، کنترل کامل دستگاه ها و سیستم ها است. سیستم کنترل بر اساس حلقه کنترل است. MATLAB توانایی برنامه ریزی هر سیستم کنترل پیچیده ای را دارد که می تواند از یک ماشین تا سیستم های بزرگ صنعتی را کنترل کند.

MATLAB به ویژه جعبه ابزار سیستم کنترل را ارائه می دهد. این امکان را به شما می دهد تا الگوریتم ها و برنامه ها را به صورت سیستماتیک تجزیه و تحلیل کنید و سیستم های کنترل خطی را طراحی کنید.

ارتباطات بی سیم

MATLAB همچنین نقشی اساسی در فناوری ارتباطات بی سیم دارد. اصولاً به اتصال دو دستگاه با استفاده از سیگنال بی سیم اشاره دارد.تیم مسئول برای طراحی سیستم بی سیم از MATLAB برای کاهش زمان توسعه استفاده می کند. استفاده از MATLAB همچنین مشکلات طراحی را در مراحل اولیه برطرف می کند. جدا از آن ، همچنین آزمایش ساده و تأیید دستگاه های بی سیم را فراهم می کند.

دید رایانه ای

بینایی رایانه یک بخش مسلم در پردازش تصویر است. دلیل آن این است که پردازش تصویر را برای پردازش تصاویر خام و آماده سازی تصاویر، برای دید رایانه استفاده می‌کنند.

از طرف دیگر ، اگر در مورد بینایی رایانه صحبت کنیم، این شامل تکنیک هایی برای مشاهده تصاویر به عنوان چشم انسان است. در مقابل ، این روش برای درک و پیش بینی خروجی بصری تشکیل شده است.

متلب اجازه می دهد تا یک الگوریتم برای تجزیه و تحلیل تصاویر و ایجاد یک محیط فراگیر برای پردازش تصویر و دید رایانه ایجاد کند.

اینترنت اشیا

اینترنت اشیا فناوری آینده است و دامنه عظیمی برای دانشجویان دارد. اینترنت اشیاء (Internet of Things) شبکه دستگاه هایی است که با الکترونیک ، نرم افزار و سنسورها جاسازی شده است که به شما امکان تبادل داده را می دهد.

با استفاده از نرم افزار Matlab طراحی ، ساخت نمونه اولیه و استقرار دستگاه های اینترنت اشیا بسیار آسان و کارآمد است. جدا از آن ، همچنین به شما امکان می دهد تعمیر و نگهداری از پیش تعیین شده ، بهینه سازی عملیات ، کنترل نظارت و موارد دیگر را انجام دهید.

آزمون و اندازه گیری

اکثر شرکت ها و کارخانه ها محصول الکترونیکی را قبل از اینکه به صورت تجاری در دسترس کاربران قرار دهد ، آزمایش می کنند. در این محصولات الکترونیکی ، دامنه ای از آزمایشات انجام میشود. این تست ها از آزمایش های فیزیکی شروع می شود که برای شناسایی نقص جسمی استفاده می شود. Matlab دارای ابزارهای زیادی است که برای بدست آوردن و خودکار کردن کارهای آزمایشی از آن ها استفاده خواهید کرد.

رباتیک

رباتیک سریعترین رشد علم و مهندسی است. این موضوع فقط به  نوع مهندسی خاصی محدود نمی‌شود . رباتیک ترکیبی از مهندسی مکانیک ، علوم کامپیوتر و مهندسی الکترونیک است.

توسعه ، طراحی و تنظیم الگوریتم های رباتیک با کمک MATLAB برای محققان و مهندسان رباتیک بسیار آسان خواهد بود.

تجزیه و تحلیل داده

متلب نقش مهمی در تجزیه و تحلیل داده ها دارد. این فرآیند مطالعه داده ها برای به دست آوردن اطلاعات مفید است. برای تجزیه و تحلیل داده ها ، تعداد زیادی نرم افزار و ابزار در دسترس است.

اما مهندسان و پرسنل IT به احتمال زیاد از MATLAB برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده می کنند. جدا از آن ، آنها با کمک MATLAB سیستم های بزرگ تجزیه و تحلیل داده را ایجاد می کنند.

تعمیرات قابل پیش بینی

MATLAB همچنین در تعمیر و نگهداری پیش بینی شده نقش خود را ایفا می کند. این تکنیکی است که برای تعیین وضعیت تجهیزات خانه استفاده می شود. این به شما کمک می کند تا از تاریخ نگهداری دستگاه مطلع شوید.

به عبارت دیگر ، با تجزیه و تحلیل پیش بینی ، می توانید دریابید که چه زمانی باید تعمیر و نگهداری انجام شود. MATLAB یک جعبه ابزار پیش بینی برای این منظور ارائه می دهد. این ابزارهای مختلفی را برای تسطیح داده ها و طراحی شاخص های وضعیت دستگاه فراهم می کند.

موتور و کنترل قدرت

موتور و کنترل قدرت نیز بخشی از کاربردهای MATLAB است.قابلیت های آن به تنظیم سرعت و سایر ویژگی های عملکرد کمک می کند. جدا از آن ، MATLAB همچنین الگوریتم هایی برای دقت کنترل و محافظت از سیستم دارد. همچنین هزینه ایجاد و توسعه الگوریتم ها را کاهش می دهد.

یادگیری عمیق

یادگیری عمیق نیز سهم خود را در استفاده از Matlab دارد. این بخشی از یادگیری ماشین است. MATLAB در یادگیری عمیق بسیار مفید است. دلیل آن ساختن مدل یادگیری عمیق با کمک چند خط کد ساده با استفاده از MATLAB بسیار آسان است. برای توسعه یادگیری عمیق با استفاده از MATLAB نیازی به داشتن تخصص ندارید.

نتیجه

اکنون همه موارد عمده استفاده از MATLAB را مرور کرده ایم. سرانجام می توان گفت که متلب یکی از قدرتمندترین زبان ها است و در اکثر صنایع از آن استفاده می شود.