MATLAB

MATLAB
Fejlesztő	The MathWorks
Legfrissebb stabil kiadás	R2016a / 2016. március 3. (9.0 verzió)
Legfrissebb fejlesztői kiadás	ismeretlen +/-
Programozási nyelv	C, Java
Operációs rendszer	Platform független
Kategória	Numerikus matematikai szoftver
Licenc	kereskedelmi
A MATLAB weboldala

A MATLAB speciális programrendszer, amelyet numerikus számítások elvégzésére fejlesztettek ki és emellett egy programozási nyelv. A The MathWorks által kifejlesztett programrendszer képes mátrix számítások elvégzésére, függvények és adatok ábrázolására, algoritmusok implementációjára és felhasználói interfészek kialakítására. Habár a szoftver kizárólag numerikus, a MuPAD csomag hozzáadásával képes matematikai kifejezéseket grafikusan is megjeleníteni.

2004-ben, hivatalos információk alapján, a MATLAB több, mint 1 millió felhasználóval rendelkezett.

Történelem

A MATLAB-ot (jelentése: „matrix laboratory”) az 1970-es évek elején Cleve Moler kezdte el fejleszteni, az akkori Új-Mexikói Egyetem Számítástudományi Intézetének elnöke. Kezdetben csak a diákjai munkáját tervezte megkönnyíteni, hogy ezen keresztül el tudják érni a LINPACK és EISPACK csomagokat Fortran tudás nélkül. Hamarosan elterjedt más egyetemek hallgatói és munkatársai között is és így erős érdeklődésre tett szert az alkalmazott matematikával foglalkozók körében. Jack Little, egy mérnök, Molernél tett látogatása során felismerte a MATLAB-ban lévő lehetőségeket 1983-ban. Utána nem sokkal csatlakozott Molerhez és Steve Bangert-hez, majd újraírták a MATLAB-ot C nyelven és megalapították a The MathWorks-öt 1984-ben. Ezek az újraírt könyvtárak JACKPAC néven váltak ismertté. 2000-ben a MATLAB-ot ismét újraírták, hogy alkalmas legyen az akkoriban született LAPACK programkönyvtár használatára.

A MATLAB-ot először az irányítástechnikában alkalmazták, ami Little szakterülete is volt, de gyorsan elterjedt más területeken is. Manapság szintén használatos még az oktatásban, különösen a lineáris algebra és numerikus analízis szemléltetésében és népszerű még a képfeldolgozással foglalkozó kutatók között is.

A MATLAB nyelv

Az egész MATLAB programrendszer a MATLAB nyelv köré épül, amit néha M-code-nak vagy egyszerűen M-nek hívnak. A legegyszerűbb módja az M-code fordításának az, hogy a fordítandó programot begépeljük a >> prompt után a Command Windowban, ami a MATLAB felület része. Ebben az esetben a MATLAB egy interaktív környezetként fog működni. Ha az M-code több sorból áll, érdemes a MATLAB Editort használni, amivel akár saját függvényt is készíthetünk.

Változók

Változókat az értékadó operátorral lehet deklarálni, ami az =. A MATLAB egy dinamikusan típusos nyelv, ami azt jelenti, hogy a változókat típusdeklaráció nélkül is lehet használni, kivéve, ha szimbolikus objektumnak szánjuk őket. A változók az értékeiket kaphatják konstansokból, számításokból, vagy egy függvény visszatérési értékéből is. Például:

>> x = 17
x =
 17
>> x = 'hat'
x =
hat
>> x = [3*4, pi/2]
x =
   12.0000    1.5708
>> y = 3*sin(x)
y =
   -1.6097    3.0000

Mátrixok, vektorok

A MATLAB egy „Mátrix Laboratórium”, így többféle kényelmes megadási módját kínálja a vektoroknak, mátrixoknak és többdimenziós tömböknek.

A tömböket ciklus használata nélkül is fel lehet tölteni az alábbi szintaxissal: mettől:mennyivel:meddig. Például:

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

A fenti példa egy array nevű egydimenziós tömb változót deklarál, amely az 1, 3, 5, 7 és 9 értékeket tartalmazza. Ezzel a megadással a tömb elemei gyakorlatilag egy számtani sorozatot fognak képezni, amelynek első eleme a szintaxis első részében megadott mettől lesz, az utolsó eleme a szintaxis utolsó részében megadott meddig és a differencia pedig a középen álló mennyivel. Ha a meddig nem tagja a sorozatnak, akkor a legnagyobb tag a tőle kisebb számok közül az a szám lesz, amelyben mennyivel a legtöbbször megvan. Például:

>> array = 1:3:9
array =
 1 4 7

A mennyivel értékét nem kötelező megadni, ha ezt elhagyjuk, akkor az értéke alapértelmezetten 1 lesz. Például:

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

Így az array nevű egydimenziós tömb értékei rendre az 1, 2, 3, 4 és 5 lesz.

A MATLAB nyelvben, ahogy a matematikában is, a tömbök és mátrixok indexelése 1-től kezdődik. A legtöbb programozási nyelvben ez leggyakrabban 0-tól történik. A mátrixokat az elemek felsorolásával is meg lehet adni, szóközzel vagy vesszővel elválasztva úgy, hogy a listát szögletes zárójelek ([]) között helyezzük el. A pontosvessző azt jelenti a felsorolásban, hogy az utána álló elemek a következő sorba kerüljenek. A kerek zárójelek használatával al-mátrixok is megjeleníthetőek. Például:

>> 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

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

Négyzetes ($n\times n$-es) egységmátrix az eye függvény használatával generálható. A zeros és ones függvények pedig $n\times m$-es mátrixokat töltenek fel 0-kkal és 1-esekkel.

>> 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

Pontosvessző

Más programozási nyelvekkel ellentétben, ahol a pontosvessző (;) választja el egymástól a parancsokat, a Matlabban, a parancsok kiírása függ tőle. Ha egy parancs végén pontosvessző szerepel, akkor nem kerül kiíratásra. Ellenkező esetben kiíródik. Ha egy parancs vagy függvény nem rendelkezik visszatérési értékkel, akkor ugyanaz történik a pontosvessző megléte vagy hiánya esetén is.

Grafika

A plot függvény segítségével 2 dimenzióban ábrázolhatunk függvényeket, ahol az x tömb tartalmazza a megjelenítendő tartományt, az y tömb pedig a függvényt. Például:

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

Ez a kód az alábbi szinusz függvényt generálja:

3 dimenziós függvényeket a surf, plot3 és mesh függvényekkel lehet megjeleníteni:

[X,Y] = meshgrid(-10:0.25:10,-10:0.25:10); f = sinc(sqrt((X/pi).^2+(Y/pi).^2)); mesh(X,Y,f); axis([-10 10 -10 10 -0.3 1]) xlabel('{\bfx}') ylabel('{\bfy}') zlabel('{\bfsinc} ({\bfR})') hidden off		[X,Y] = meshgrid(-10:0.25:10,-10:0.25:10); f = sinc(sqrt((X/pi).^2+(Y/pi).^2)); surf(X,Y,f); axis([-10 10 -10 10 -0.3 1]) xlabel('{\bfx}') ylabel('{\bfy}') zlabel('{\bfsinc} ({\bfR})')
Ez a kód egy normalizálatlan szinusz kardinálisz függvényt ábrázol hálós formában:		Ez a kód egy normalizálatlan szinusz kardinálisz függvényt ábrázol összefüggő felülettel:

Verziók

Verzió	Kódnév	Megjelenés éve
MATLAB 1.0		1984
MATLAB 2		1986
MATLAB 3		1987
MATLAB 3.5		1990
MATLAB 4		1992
MATLAB 4.2c	R7	1994
MATLAB 5.0	R8	1996
MATLAB 5.1	R9	1997
MATLAB 5.1.1	R9.1
MATLAB 5.2	R10	1998
MATLAB 5.2.1	R10.1
MATLAB 5.3	R11	1999
MATLAB 5.3.1	R11.1
MATLAB 6.0	R12	2000
MATLAB 6.1	R12.1	2001
MATLAB 6.5	R13	2002
MATLAB 6.5.1	R13SP1	2003
MATLAB 6.5.2	R13SP2
MATLAB 7	R14	2004
MATLAB 7.0.1	R14SP1
MATLAB 7.0.4	R14SP2	2005
MATLAB 7.1	R14SP3
MATLAB 7.2	R2006a	2006
MATLAB 7.3	R2006b
MATLAB 7.4	R2007a	2007
MATLAB 7.5	R2007b
MATLAB 7.6	R2008a	2008
MATLAB 7.7	R2008b
MATLAB 7.8	R2009a	2009
MATLAB 7.9	R2009b
MATLAB 7.9.1	R2009bSP1	2010
MATLAB 7.10	R2010a
MATLAB 7.11	R2010b
MATLAB 7.11.1	R2010bSP1	2011
MATLAB 7.12	R2011a
MATLAB 7.13	R2011b
MATLAB 7.14	R2012a	2012
MATLAB 7.14	R2012b

Forrás

Ez a szócikk részben vagy egészben a MATLAB című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Külső hivatkozások

• Hivatalos blog
• MATLAB áttekintés, a The MathWorks oldaláról