Ugrás a tartalomhoz

MATLAB

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
(Matlab szócikkből átirányítva)
MATLAB
FejlesztőThe MathWorks
Legfrissebb stabil kiadásR2024b (stabil verzió, 2024. szeptember 12.)[1]
Programozási nyelvC, Java
Operációs rendszerPlatform független
KategóriaNumerikus matematikai szoftver
Licenckereskedelmi
A MATLAB weboldala

A MATLAB numerikus számítások elvégzésére alkalmas speciális programrendszer és egyben programozási nyelv amelyet A MathWorks fejleszt. A 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.[2]

Történelem

[szerkesztés]

A MATLAB-ot (jelentése: „matrix laboratory”) az 1970-es évek elején Cleve Moler kezdte el fejleszteni, az akkori Új-Mexikói Egyetem Számítástudományi Intézetének elnöke.[3] 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.[4]

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.[3]

A MATLAB nyelv

[szerkesztés]

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.[5]

Változók

[szerkesztés]

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.[6] 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

[szerkesztés]

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 nála 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.[7] 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.[8] 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 (-es) egységmátrix az eye[9] függvény használatával generálható. A zeros[10] és ones[11] függvények pedig -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

[szerkesztés]

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

[szerkesztés]

A plot[12] 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 szinuszfüggvényt generálja:

3 dimenziós függvényeket a surf,[13] plot3[14] és mesh[15] 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[16]

[szerkesztés]
Verzió Kódnév Megjelenés ideje
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
MATLAB 9.12.0 R2022a 2012. március 9.
MATLAB 9.13 R2022b 2022. szeptember 15.

Fordítás

[szerkesztés]
  • Ez a szócikk részben vagy egészben a MATLAB című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑ MathWorks Announces Release 2024b of MATLAB and Simulink. (Hozzáférés: 2024. szeptember 15.)
  2. ↑ Richard Goering, "Matlab edges closer to electronic design automation world Archiválva 2007. szeptember 29-i dátummal a Wayback Machine-ben," EE Times, 10/04/2004
  3. ↑ a b Cleve Moler, a MATLAB készítője: The Origins of MATLAB, 2004. December. [2006. március 18-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 1520. április 7.)
  4. ↑ Megjegyezés Cleve Molertől a Matlab készítőjétől MATLAB Incorporates LAPACK, 2000. (Hozzáférés: 1201. február 8.)
  5. ↑ MATLAB technikai dokumentáció. [2009. február 28-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. március 28.)
  6. ↑ A szimbolikus változókról Archiválva 2009. március 3-i dátummal a Wayback Machine-ben Dokumentáció a MATLAB Symbolic Toolbox-hoz
  7. ↑ A tömbök indexeléséről
  8. ↑ MATLAB dokumentáció a mátrixokról
  9. ↑ Az eye függvény MATLAB referenciája
  10. ↑ A zeros függvény MATLAB referenciája
  11. ↑ A ones függvény MATLAB referenciája
  12. ↑ A plot függvény MATLAB dokumentációja
  13. ↑ A surf függvény MATLAB dokumentációja
  14. ↑ A plot3 függvény MATLAB dokumentációja
  15. ↑ A mesh függvény MATLAB dokumentációja
  16. ↑ Cleve Moler: The Growth of MATLAB and The MathWorks over Two Decades (PDF), 2006. January. [2011. szeptember 19-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 1820. augusztus 8.)

Külső hivatkozások

[szerkesztés]
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=MATLAB&oldid=26747215”