MATLAB, forkortelse for "Matrix Laboratory," er et højniveau programmeringssprog og interaktivt miljø, der primært er designet til numerisk beregning, dataanalyse, algoritmeudvikling og visualisering. Det giver en platform for ingeniører og forskere til at udføre matrixmanipulationer, plotte funktioner og data, implementere algoritmer og skabe brugergrænseflader. MATLAB anvendes primært i akademia og industri til videnskabelig forskning, signalbehandling, kontrolsystemer og maskinlæring, og har opnået et ry for sin rige samling af værktøjer, der udvider funktionaliteten.
MATLAB blev oprettet i slutningen af 1970'erne af Cleve Moler, en matematiker og datalog, som et simpelt interface til LINPACK og EISPACK bibliotekerne til numerisk lineær algebra. Oprindeligt var det beregnet til brug i undervisningen og blev ikke bredt distribueret. Det fik dog hurtigt fodfæste blandt studerende og forskere, hvilket førte til, at Moler co-fundede MathWorks i 1984, hvor MATLAB blev kommercialiseret og videreudviklet.
I løbet af 1990'erne og 2000'erne voksede MATLAB i popularitet, især inden for ingeniørdiscipliner, på grund af sin brugervenlighed og kraftfulde indbyggede funktioner. I denne periode udgav MathWorks adskillige værktøjer skræddersyet til specifikke anvendelser, såsom Simulink til modellering, simulering og kontrolsystemer, som blev en væsentlig del af MATLAB-økosystemet.
I 2023 forbliver MATLAB et dominerende værktøj til numerisk beregning og anvendes bredt i akademia, industri og forskning. Softwaren er blevet udviklet til at understøtte moderne programmeringsparadigmer, herunder objektorienteret programmering og datavidenskab. MATLAB's løbende opdateringer fortsætter med at forbedre dens kapabiliteter, med stigende fokus på integration af AI og maskinlæringsfunktioner.
MATLAB fungerer grundlæggende med matriser og arrays, hvilket gør det særligt kraftfuldt til lineær algebra.
A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]; % Opret en 3x3 matrix
Element-wise operationer udføres ved hjælp af punktoperatoren, hvilket muliggør manipulation af arrays uden behov for eksplicitte løkker.
B = A .* 2; % Multiplicer hvert element af A med 2
MATLAB understøtter kontrolflow udsagn, såsom if-else og for-løkker, som forbedrer kode-strukturen.
if B(1,1) > 5
disp('Større end 5');
else
disp('Mindre end eller lig med 5');
end
Funktioner defineres ved hjælp af function nøgleordet, hvilket muliggør modulær programmering.
function result = square(x)
result = x^2;
end
MATLAB excellerer i visualisering, med indbyggede funktioner til at skabe forskellige typer plots.
x = 0:0.1:10; % Definer x-værdier
y = sin(x); % Beregn y-værdier
plot(x, y); % Opret et plot
Læsning fra og skrivning til filer kan nemt opnås med indbyggede funktioner som load og save.
save('data.mat', 'A'); % Gem matrix A til en .mat fil
Cell arrays kan indeholde forskellige typer data, hvilket muliggør alsidige datastrukturer.
C = {1, 'tekst', [1, 2, 3]}; % Opret et cell array med blandede datatyper
Strukturer giver en måde at gruppere data under en enkelt variabel med navngivne felter.
S.name = 'Alice';
S.age = 25; % Opret en struktur med felterne 'name' og 'age'
MATLAB understøtter objektorienteret programmering, hvilket gør det muligt for brugere at definere klasser og objekter.
classdef MyClass
properties
Name
end
methods
function obj = MyClass(name)
obj.Name = name;
end
end
end
Med introduktionen af anonyme funktioner kan MATLAB understøtte funktionelle programmeringsstile.
f = @(x) x^2; % Definer en anonym funktion
result = f(5); % Kald funktionen
MATLAB's primære Integrated Development Environment (IDE) er MATLAB selv, som tilbyder en brugervenlig grænseflade med funktioner som en editor, kommandovindue og arbejdspladsbrowser. MathWorks tilbyder også en Live Editor, som muliggør interaktiv kodning med formateret output.
MATLAB fungerer primært som et fortolket sprog. Dog kan brugere kompilere MATLAB-kode til selvstændige applikationer ved hjælp af MATLAB Compiler, hvilket muliggør distribution uden at kræve en MATLAB-licens.
For at bygge et projekt i MATLAB kan brugere oprette scripts (.m filer) eller funktioner og organisere dem i mapper. MATLAB understøtter integreret projektledelse med sin "MATLAB Projects" funktion, der letter organiseringen af kode, data og resultater.
MATLAB anvendes i vid udstrækning inden for forskellige områder, herunder, men ikke begrænset til:
MATLAB skiller sig ud som et specialiseret sprog inden for numerisk beregning og visualisering. Når det sammenlignes med andre programmeringssprog:
At oversætte MATLAB-kode til andre sprog involverer ofte at konvertere matrixoperationer og indbyggede funktioner til deres ækvivalenter. Selvom der ikke findes dedikerede kilde-til-kilde værktøjer til MATLAB, bruger praktikere ofte følgende strategier: