نرم افزارهای آموزشی

آشنايي با نرم افزارهاي رياضي

متلب ـ يک محيط نرم ‌افزاري براي انجام محاسبات عددي و يک زبان‌ برنامه ‌نويسي نسل چهارم است. واژه متلب هم به معني محيط محاسبات رقمي و هم به معني خود زبان برنامه ‌نويسي مربوطه ‌است که از ترکيب دو واژه MATrix ماتريس و LABoratory آزمايشگاه، ايجاد شده ‌است. اين نام حاکي از رويکرد ماتريس محور برنامه ‌است، که در آن حتي اعداد منفرد هم به عنوان ماتريس در نظر گرفته مي ‌شوند. کار کردن با ماتريس‌ها در متلب بسيار ساده است. در حقيقت تمامي داده‌‌ها در متلب به شکل يک ماتريس ذخيره مي‌ شوند. براي مثال يک عدد (اسکالر) به شکل يک ماتريس 1×1 ذخيره مي ‌شود. يک رشته مانند «Whale is the biggest animal» به شکل ماتريسي با يک سطر و چندين ستون (که تعداد ستون‌ها به تعداد کاراکترها است) ذخيره مي ‌شود. حتي يک تصوير به شکل يک ماتريس سه بعدي ذخيره مي شود که بُعد اول و دوم آن براي تعيين مختصات نقاط و بُعد سوم آن براي تعيين رنگ نقاط استفاده مي ‌شود. فايل‌هاي صوتي نيز در متلب به شکل ماتريس‌‌هاي تک ستون (بردارهاي ستوني) ذخيره مي‌ شوند. بنابراين جاي تعجب نيست که متلب مخفف عبارت «آزمايشگاه ماتريس» باشد. علاوه بر توابع فراواني که خود متلب دارد، برنامه ‌نويس نيز مي‌ تواند توابع جديد تعريف کند. استفاده از توابع متلب براي نمايش داده‌‌ها بسيار راحت و لذت بخش است. براي مثال با چند خط مي ‌توان يک شکل موج سينوسي با فرکانس 10 هرتز را توليد کرد و کشيد. مانند ديالوگ‌‌هايي که در محيط‌هاي ويژوال مانند بيسيک و C وجود دارند، در متلب نيز امکان ‌پذير است. اين قابليت، ارتباط بهتري را ميان برنامه‌‌هاي کاربردي نوشته ‌شده با متلب و کاربران برقرار مي ‌کند. 

متلب که از محصولات شرکت «مت‌ ورکس» است، براي گروه‌‌هاي مختلف مهندسان رشته‌هاي مختلف از جمله مهندسي برق، مکانيک، رايانه و غيره کاربرد بسياري دارد. هسته متلب براي سرعت و کارايي بالا به زبان سي نوشته شده ولي رابط گرافيکي آن به زبان جاوا پياده سازي شده ‌است. برنامه‌هاي متلب بيشتر متن ‌باز هستند و در واقع متلب (مانند بيسيک) مفسر است نه کامپايلر. قدرت متلب از انعطاف ‌پذيري آن و راحت بودن کار با آن ناشي مي ‌شود، همچنين شرکت سازنده و گروه‌‌هاي مختلف، از جمله دانشگاه‌‌هاي سراسر جهان و برخي شرکت‌هاي مهندسي هر ساله جعبه‌ ابزارهاي خاص – کاربردي به آن مي ‌افزايند که باعث افزايش کارآيي و محبوبيت آن شده ‌است. مهمترين انتقادات از متلب به خاطر متن باز نبودن و گران بودن آن است که امکان اجراي کدهاي نوشته‌ شده در متلب را در هر محيطي محدود مي ‌کند. متلب اساساً براي کار با ماتريس‌ها طراحي شده است و استفاده از ساختارهاي ديگر داده سرعت اجراي کد را کم مي‌ کند. براي نصب کردن متلب نياز به نصب برخي بسته‌هاي کامپايل شده است که در برخي سيستم عامل‌ها ايجاد مشکل مي ‌کند. همچنين ارتباط دادن کدهاي نوشته ‌شده در زبان‌هاي ديگر مي ‌تواند سخت ‌باشد. متلب رقيبان زيادي دارد و نرم افزارهاي مشابه بسياري مي توانند کارهاي مشابه نرم افزار متلب را انجام دهند.

نرم افزار Matlab يکي از برترين و پيشرفته‌ترين نرم افزار محاسباتي رياضي براي علوم به خصوص مهندسي به شمار مي‌رود که داراي امکانات فوق العاده زياد براي رسم اشکال هندسي، مدل سازي نرم افزارهاي مهندسي، پردازش تصوير، محاسبات دقيق رياضي و بسياري کاربردهاي ديگر نام برد. امروزه اين نرم افزار به علت همه کاره بودنش از ديگر نرم افزارها متمايز شده است. به عبارت ديگر يک زبان برنامه نويسي با قابليت بالا براي انجام محاسبات عددي است. همان طور که اشاره شد Matlab يک سيستم ماتريس ‌محور (Matrix Laboratory) براي محاسبات رياضي و مهندسي است. اين نرم افزار توانايي‌هاي محاسبه، نمايش و برنامه نويسي در محيطي ساده و با دستورالعمل‌هاي آشنا را گردآوري کرده است. هر چند هسته اصلي اين نرم افزار براي انجام محاسبات و تحليل‌هاي رياضي نظير محاسبات عددي و آناليز داده‌ها طراحي شده است اما قدرت بالاي تحليل و توانايي‌هاي گرافيکي قابل توجه اين نرم افزار در قالب جعبه ابزارهايي در اختيار مهندسان نيز قرار گرفته است تا از طريق آن به شبيه سازي و تحليل عملکرد سيستم‌هاي مورد نظر خود بپردازند. دسته اي از اين جعبه ابزارها (TOOLBOX) که مرتبط با مهندسي کنترل هستند عبارت هستند از: منطق فازي، پردازش سيگنال، شبکه‌هاي عصبي، پردازش‌هاي آماري، الگريتم‌هاي ژنتيک، سيستم‌هاي کنترلي، پردازش تصاوير، دريافت تصوير و طراحي فيلتر.

متلب در طول سال‌هاي اخير به ابزار بسيار قدرتمندي براي انجام پردازش‌هاي پرزحمت و سنگين مهندسي مبدل شده است. 

مث ‌ورلد (MathWorld) ـ دانشنامه برخط (آن ‌لاين) رياضي است که بيشتر بخش‌هاي آن توسط «اريک ويستين» نوشته شد‌ه است. اين دانشنامه توسط موسسه «ولفرم ريسرچ» پشتيباني مي ‌شود.

ادامه دارد…

codex09x

برگهٔ قبلی 1 2 3برگهٔ بعدی

Mahmoud Hosseini

من، یک معلم بازنشسته از سال ۱۳۸۸، با علاقه فراوان به فعالیت‌های آموزشی و فرهنگی و با هدف انتقال تجربه‌های شخصی و بهره‌گیری از تجربه‌های دیگران، در مهرماه همان سال وبلاگ بانک مقالات آموزشی و فرهنگی را با آدرس www.mh1342.blogfa.com راه‌اندازی کردم. خوشبختانه این وبلاگ با استقبال خوبی روبه‌رو شد و در ادامه، سایت مستقل خود را با آدرس www.eduarticle.me فعال نمودم. اکنون این سایت با طراحی زیباتر و امکانات گسترده‌تر در دسترس علاقه‌مندان قرار دارد. - مطالب و مقالات منتشرشده در سایت الزاماً مورد تأیید مدیریت نیست و مسؤولیت آن‌ها بر عهده نویسندگان است. - استفاده از یادداشت‌ها و مقالات اختصاصی سایت با ذکر منبع بلامانع است. - مطالب صفحه نخست روزانه به‌روزرسانی می‌شوند؛ برای دسترسی به موضوعات مورد نظر می‌توانید از فهرست اصلی، کلیدواژه‌های پایین مطالب و موتور جستجوی سایت استفاده کنید. - مراجعه‌کنندگان عزیز می‌توانند مقالات و نوشته‌های خود را ارسال کنند تا با افتخار به نام خودشان منتشر شود. ممکن است نام نویسندگان یا منابع برخی مقالات ناخواسته از قلم افتاده باشد که پیشاپیش پوزش می‌طلبم. همچنین لازم می‌دانم از همراهی ارزشمند همکار فرهنگی، خانم وحیده وحدتی، صمیمانه قدردانی کنم. از نظرات و پیشنهادهای سازنده شما برای ارتقای کیفیت سایت استقبال می‌کنم.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش جفنگ استفاده می‌کند. درباره چگونگی پردازش داده‌های دیدگاه خود بیشتر بدانید.

دکمه بازگشت به بالا