نرم افزارهای آموزشی

آشنایی با نرم افزارهای ریاضی

متلب ـ یک محیط نرم ‌افزاری برای انجام محاسبات عددی و یک زبان‌ برنامه ‌نویسی نسل چهارم است. واژه متلب هم به معنی محیط محاسبات رقمی و هم به معنی خود زبان برنامه ‌نویسی مربوطه ‌است که از ترکیب دو واژه MATrix ماتریس و LABoratory آزمایشگاه، ایجاد شده ‌است. این نام حاکی از رویکرد ماتریس محور برنامه ‌است، که در آن حتی اعداد منفرد هم به عنوان ماتریس در نظر گرفته می ‌شوند. کار کردن با ماتریس‌ها در متلب بسیار ساده است. در حقیقت تمامی داده‌‌ها در متلب به شکل یک ماتریس ذخیره می‌ شوند. برای مثال یک عدد (اسکالر) به شکل یک ماتریس ۱×۱ ذخیره می ‌شود. یک رشته مانند «Whale is the biggest animal» به شکل ماتریسی با یک سطر و چندین ستون (که تعداد ستون‌ها به تعداد کاراکترها است) ذخیره می ‌شود. حتی یک تصویر به شکل یک ماتریس سه بعدی ذخیره می شود که بُعد اول و دوم آن برای تعیین مختصات نقاط و بُعد سوم آن برای تعیین رنگ نقاط استفاده می ‌شود. فایل‌های صوتی نیز در متلب به شکل ماتریس‌‌های تک ستون (بردارهای ستونی) ذخیره می‌ شوند. بنابراین جای تعجب نیست که متلب مخفف عبارت «آزمایشگاه ماتریس» باشد. علاوه بر توابع فراوانی که خود متلب دارد، برنامه ‌نویس نیز می‌ تواند توابع جدید تعریف کند. استفاده از توابع متلب برای نمایش داده‌‌ها بسیار راحت و لذت بخش است. برای مثال با چند خط می ‌توان یک شکل موج سینوسی با فرکانس ۱۰ هرتز را تولید کرد و کشید. مانند دیالوگ‌‌هایی که در محیط‌های ویژوال مانند بیسیک و C وجود دارند، در متلب نیز امکان ‌پذیر است. این قابلیت، ارتباط بهتری را میان برنامه‌‌های کاربردی نوشته ‌شده با متلب و کاربران برقرار می ‌کند. 

متلب که از محصولات شرکت «مت‌ ورکس» است، برای گروه‌‌های مختلف مهندسان رشته‌های مختلف از جمله مهندسی برق، مکانیک، رایانه و غیره کاربرد بسیاری دارد. هسته متلب برای سرعت و کارایی بالا به زبان سی نوشته شده ولی رابط گرافیکی آن به زبان جاوا پیاده سازی شده ‌است. برنامه‌های متلب بیشتر متن ‌باز هستند و در واقع متلب (مانند بیسیک) مفسر است نه کامپایلر. قدرت متلب از انعطاف ‌پذیری آن و راحت بودن کار با آن ناشی می ‌شود، همچنین شرکت سازنده و گروه‌‌های مختلف، از جمله دانشگاه‌‌های سراسر جهان و برخی شرکت‌های مهندسی هر ساله جعبه‌ ابزارهای خاص – کاربردی به آن می ‌افزایند که باعث افزایش کارآیی و محبوبیت آن شده ‌است. مهمترین انتقادات از متلب به خاطر متن باز نبودن و گران بودن آن است که امکان اجرای کدهای نوشته‌ شده در متلب را در هر محیطی محدود می ‌کند. متلب اساساً برای کار با ماتریس‌ها طراحی شده است و استفاده از ساختارهای دیگر داده سرعت اجرای کد را کم می‌ کند. برای نصب کردن متلب نیاز به نصب برخی بسته‌های کامپایل شده است که در برخی سیستم عامل‌ها ایجاد مشکل می ‌کند. همچنین ارتباط دادن کدهای نوشته ‌شده در زبان‌های دیگر می ‌تواند سخت ‌باشد. متلب رقیبان زیادی دارد و نرم افزارهای مشابه بسیاری می توانند کارهای مشابه نرم افزار متلب را انجام دهند.

نرم افزار Matlab یکی از برترین و پیشرفته‌ترین نرم افزار محاسباتی ریاضی برای علوم به خصوص مهندسی به شمار می‌رود که دارای امکانات فوق العاده زیاد برای رسم اشکال هندسی، مدل سازی نرم افزارهای مهندسی، پردازش تصویر، محاسبات دقیق ریاضی و بسیاری کاربردهای دیگر نام برد. امروزه این نرم افزار به علت همه کاره بودنش از دیگر نرم افزارها متمایز شده است. به عبارت دیگر یک زبان برنامه نویسی با قابلیت بالا برای انجام محاسبات عددی است. همان طور که اشاره شد Matlab یک سیستم ماتریس ‌محور (Matrix Laboratory) برای محاسبات ریاضی و مهندسی است. این نرم افزار توانایی‌های محاسبه، نمایش و برنامه نویسی در محیطی ساده و با دستورالعمل‌های آشنا را گردآوری کرده است. هر چند هسته اصلی این نرم افزار برای انجام محاسبات و تحلیل‌های ریاضی نظیر محاسبات عددی و آنالیز داده‌ها طراحی شده است اما قدرت بالای تحلیل و توانایی‌های گرافیکی قابل توجه این نرم افزار در قالب جعبه ابزارهایی در اختیار مهندسان نیز قرار گرفته است تا از طریق آن به شبیه سازی و تحلیل عملکرد سیستم‌های مورد نظر خود بپردازند. دسته ای از این جعبه ابزارها (TOOLBOX) که مرتبط با مهندسی کنترل هستند عبارت هستند از: منطق فازی، پردازش سیگنال، شبکه‌های عصبی، پردازش‌های آماری، الگریتم‌های ژنتیک، سیستم‌های کنترلی، پردازش تصاویر، دریافت تصویر و طراحی فیلتر.

متلب در طول سال‌های اخیر به ابزار بسیار قدرتمندی برای انجام پردازش‌های پرزحمت و سنگین مهندسی مبدل شده است. 

مث ‌ورلد (MathWorld) ـ دانشنامه برخط (آن ‌لاین) ریاضی است که بیشتر بخش‌های آن توسط «اریک ویستین» نوشته شد‌ه است. این دانشنامه توسط موسسه «ولفرم ریسرچ» پشتیبانی می ‌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