انجام پروژه متلب

پروژه متلب

متلب یک نرم‌افزاری محاسباتی برای انجام محاسبات عددی به کمک فضای ماتریسی است. پروژه متلب در دانشگاه استنفورد پایه گذاری شد. این نرم افزار از زبان برنامه نویسی نسل چهارم C استفاده می کند. همانطور که بیان شد اساس این نرم افزار بر استفاده از فضای ماتریسی برای محاسبات عددی استفاده شده است. کلمه‌ی متلب (Matlab) هم به معنی آزمایشگاه ماتریسی (MATric LABoratory) است. این نام از اهمیت محاسبات ماتریسی در این نرم افزار حکایت دارد. البته تغییرات ایجاد شده در ورژن‌های اخیر به نظر می‌رسد در آینده‌ی نزدیک نام نرم‌افزار به Poly Space یا “چند فضایی” تغیر پیدا کند. در صورت داشتن دانش کافی در استفاده از این نرم‌افزار، شما قادر به مختلفی از انجام پروژه متلب خواهید بود.

با توجه به رویکرد برنامه نویسی ماتریسی در این نرم‌افزار، حتی اعداد منفرد نیز در نرم افزار به صورت یک ماتریس تعریف می‌شوند. این روش ذخیره اگر چه در مجموعه اعداد کوچک موجب اشغال فضای بیشتری می‌شود؛ اما در مورد مجموعه‌ی چند هزارتایی اعداد موجب کاهش فضای اشغال شده و بهبود محاسبات خواهد شد.

رقبای متلب

متمتیکا (Mathematica)، میپل (Maple)، جی-پرامز (g-proms) و ای ای اس (EES) از جمله رقبای این نرم افزار هستند. اما به جرات می‌توان گفت پروژه متلب برترین جایگاه محاسباتی در علوم مهندسی را دارد. این نرم‌افزار آنچنان توسعه یافته که تدریس آن به عنوان درس تخصصی در علوم مهندسی در نظر گرفته شده و بخش های اختصاصی برای هر رشته‌ی مهندسی در آن در نظر گرفته شده است. از جمله قابلیت های نرم افزار می توان به کدنوسی، اجرای کدهای محاسبات، خواندن داده‌ها از فایل اکسل، بهینه سازی و برازش (Curve fitting) اشاره کرد. همچنین بسته های محاسباتی در داخل نرم افزار وجود دارد که برای انجام محاسبات خاص استفاده می‌شود.

کاربردها

مقالات زیادی بر اساس نرم افزار متلب نوشته می‌شود. در حال حاضر استفاده از این نرم افزار به عنوان یک نرم افزار محاسباتی به صورت کامل در جوامع مختلف علمی پذیرفته شده است. همچنین در سال‌های اخیر با همه گیر شدن متلب، پوسته‌های گرافیکی کاربر (GUI:Gerafical User Interface) زیادی برای متلب توسعه داده شده است. این پوسته‌ها از هسته‌ی متلب برای انجام محاسبات مهندسی استفاده می‌کنند. البته با توجه به الزامی بودن داشتن نرم‌افزار متلب، توسعه‌ی زیادی بین کاربران متلب نداشته و به صورت محلی در دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. می‌توانید محیط نرم افزار متلب را در شبکه های اجتماعی ما مشاهده نمایید.

ویژگی ها

مهم ترین ویژگی متلب سادگی کد نویسی است. اگر چه تمام کدهای متلب را با نرم افزار C نیز می‌توان پیاده کرد، اما استفاده از کدهای موجب سادگی کدزنی خواهد شد. همچنین این نرم افزار محیطی گرافیکی را برای ایجاد پروژه متلب به صورت کد (Editor OR Script) ایجاد کرده که پردازش کد در آن از محیط C راحت تر است. از جمله این ویژگی‌های گرافیکی می‌توان به یادآوری پرانتزهای باز و بسته شده، نمایش رنگی بخش‌های مختلف کد از جمله حلقه‌ها، نشانه گذاری پارامترهای یکسان، یادآوری ضرورت‌های کدنویسی به کاربر، قابلیت اجرای بخشی از کد و … اشاره کرد.

از دیگر ویژگی‌های نرم افزار چند بخشی بودن آن است. به عنوان مثال متغیرهای ذخیره شده در نرم افزار در پنجره‌ای به نام Workspace نمایش داده می شود. تمام متغیرها در این بخش ذخیره می شوند و نوع آن نیز در کنار متغیر نمایش داده می‌شود. از سوی دیگر روابط ریاضی و نتایج آن در بخش Command Window اجرا شده و تاریخچه‌ی آن در Command History ذخیره می شود.

انجام پروژه متلب بسیار ساده است. البته برای تازه کارها وارد کردن هر دستور با ارور همراه است؛ اما زمانی که به تمام دستورات متلب مسلط شویم، کار کردن با آن ساده است. علاوه بر توابع داخلی فراوانی که متلب دارد، توابع اختصاصی را نیز می‌توان به آن اضافه کرد. لازم به ذکر است که در پروژه متلب، وارد کردن دستورات ریاضی به در قالب فرمان‌های متلب، کد نامیده می‌شود.

توسعه نرم افزار

متلب محصول شرکت مت‌ورکز است. این شرکت یک شرکت دانش بنیان واقع در آمریکا است که توسط Cleve Moler، مدیر دپارتمان علوم کامپیوتر در دانشگاه نیومکزیکو به توسعه پروژه متلب کرد. او این نرم افزار را برای آسان کردن کدنویسی دانشجویانش بدون نیاز به یادگیری فورترن نوشت. به زودی این موضوع مخاطبین گسترده ای در جامعه ی ریاضی پیدا کرد. آنجا که برای انجام محاسبات ریاضی باید از زبان های برنامه نویسی پیچیده استفاده می کردند! جک لیتل در دیداری که با مولر داشت به پتانسیل های تجاری این نرم افزار پی برد. آن ها در سال ۱۹۸۴ شرکت مت‌ورکز را تاسیس کرده و اولین نسخه متلب را منتشر کردند. برنامه نویسی متلب در سال ۲۰۰۰ بازنویسی شد تا از مجموعه ی جدیدتری از کتابخانه برای محاسبات ماتریسی استفاده کند.

شرکت سازنده متلب هم‌اکنون دارای بیش از ۲۰۰۰ نفر پرسنل دائم است و دفتر مرکزی آن در شهر نیاتکِ ایالت ماساچوست قرار دارد. این شرکت یکی از قدرتمندترین و ثروتمندترین شرکت‌های حوزه‌ی نرم‌افزارهای مهندسی است و در سال‌های اخیر به عرصه‌ی سرمایه‌گذاری بر روی شرکت‌های دیگر وارد شده است. در همین راستا، سرمایه‌گذاری این شرکت بر روی نرم‌افزار کامسول (COMSOL) موجب شد تا این نرم‌افزار بتواند به عنوان یک هسته‌ی محاسباتی جدید برای انجام محاسبات مهندسی به بازار وارد شود.

شرکت توسعه دهنده‌ی کامسول با سرمایه‌گذاری شرکت مت‌ورکز، نرم‌افزار کامسول را توسعه داد و به بازار عرضه کرده است. در حال حاضر شرکت مت‌ورکز یکی از سهامداران عمده‌ی شرکت کامسول می‌باشد.

ویژگی های منحصر به فرد

سرعت پردازشی این نرم افزار به دلیل استفاده از کامپایلر زبان C دارای سرعت بالایی می‌باشد. همچنین رابط گرافیکی قدرتمند آن به هیچ عنوان کاربر را خسته نمی‌کند. به خصوص در ورژن‌های اخیر که قابلیت تغییر موقیت پنجره‌ها به کاربر داده شده، می‌توان محیط گرافیکی نرم‌افزار را شخصی سازی کرد. جعبه ابزارهای مختلفی به این نرم افزار اضافه شده است. جعبه ابزار در حقیقت مجموعه ای از توابع و کدهای اضافی است که از توابع اصلی متلب برای محاسبات استفاده می‌کند. این جعبه ابزارها توسط خود شرکت و محققین به نرم افزار اضافه شده است. نام برخی از این جعبه‌ابزارها در زیر آورده شده است:

• جعبه‌ابزار سیمیولینک: محاسبات سامانه‌ها به صورت منفرد
• جعبه‌ابزار مخابرات: محاسبات مهندسی مخابرات از طریق توابع و ابزارهای محاسباتی متلب
• جعبه‌ابزار کنترل:  محاسبات سامانه های کنترلی از طریق توابع و ابزارهای محاسباتی متلب
• جعبه‌ابزار فازی: انجام محاسبات فازی از طریق توابع و ابزارهای محاسباتی متلب
• جعبه‌ابزار محاسبات:
  • جعبه‌ابزار تخمین: توابع و ابزارهای محاسبات بحث تخمین سیستم در مهندسی کنترل
  • جعبه‌ابزار آمار: توابع و ابزارهای محاسبات آمار
  • جعبه‌ابزار جمع‌آوری داده: توابع و ابزارهای جمع‌آوری داده
  • جعبه‌ابزار شبکه عصبی: توابع و ابزارهای محاسبات شبکه عصبی
  • جعبه‌ابزار پردازش تصویر: توابع و ابزارهای محاسبات پردازش تصویر
  • جعبه‌ابزار پردازش صوت: توابع و ابزارهای محاسبات پردازش صوت
  • جعبه‌ابزار احتمالات: توابع و ابزار برای محاسبات احتمالات
  • جعبه‌ابزار برازش: انجام برازش (رگرسیون) روی داده‌ها

نمایش و گراف‌ها

قابلیت ترسیم انواع گراف های دو و سه بعدی، آماری و غیره در پروژه های متلب وجود دارد. بر همین اساس در سال‌های اخیر متلب به یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارهای ترسیم تبدیل شده است. البته در حال حاضر برخی نرم‌افزارها به صورت تخصصی به ترسیم نمودار وارد شده‌اند و تا حدی از متلب پیشی گرفته‌اند. از جمله نرم افزارهای ترسیم مانند تابلو (Tabeau) اما با توجه به همه گیر شدن متلب، استفاده از دیگر نرم افزارها برای ترسیم گراف عملا محدود است.

زبان برنامه نویسی

هسته محاسباتی متلب به زبان C نوشته شده است. اما رابط گرافیکی آن توسط زبان جاوا طراحی شده است تا جذابیت بالاتری برای کاربر داشته باشد. استفاده از زبان C موجب افزایش سرعت محاسباتی متلب شده است. استفاده از محیط محاسبات ماتریسی از دیگر مزایای نرم افزار است. استفاده از محیط ماتریسی در نرم افزار متلب موجب ساده سازی محاسبات داده‌ها از طریق دسترسی به عملیات ماتریسی شده است. این قابلیت همچنین توانایی ذخیره و محاسبات ابرداده‌ها را نیز به متلب داده است. اگر چه این روش محاسبات دارای معایبی نیز هست.

محدودیت ها

مهمترین محدودیت نرم افزار متلب Open source نبودن آن است که مانع از توسعه‌ی هسته‌ی اصلی نرم افزار توسط کاربران آن می شود.

دیگر مشکل، گران بودن نرم افزار است. در حال حاضر (سال ۲۰۱۹) لایسنس یک ساله‌ی برای انجام پروژه دانشجویی متلب ۹۹ دلار است. این لایسنس در فروشگاه آمازون به فروش می‌رسد.

استفاده از محیط ماتریسی برای متلب اگر چه مزایای زیادی داشته، اما اساساً موجب کاهش سرعت آن شده است. بنابراین در برخی محاسبات دچار افزایش زمان محاسباتی خواهیم شد.

انجام پروژه

متخصصین ما در فرآیند پروژه آماده‌ی ارائه‌ی مشاوره‌ی تخصصی برای انجام پروژه متلب هستند. بیش از ۶ سال سابقه‌ی انجام پروژه متلب در تهران و دیگر استان‌ها (به صورت ارتباط اینترنتی)، تضمین کننده‌ی کیفیت پروژه‌های ماست. همچنین با توجه به آن که متخصصین برخی پروژه‌ها را بارها انجام داده‌اند، این عامل باعث می‌شود تا در فرآیند پروژه انجام پروژه متلب با قیمت مناسب باشد.