प्रोग्रामिंग भाषा Matlab

अवलोकन

MATLAB, जिसका संक्षिप्त रूप "मैट्रिक्स प्रयोगशाला" है, एक उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषा और इंटरैक्टिव वातावरण है जिसे मुख्य रूप से संख्यात्मक गणना, डेटा विश्लेषण, एल्गोरिदम विकास और दृश्यता के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह इंजीनियरों और वैज्ञानिकों को मैट्रिक्स हेरफेर, फ़ंक्शन और डेटा को प्लॉट करने, एल्गोरिदम को लागू करने और उपयोगकर्ता इंटरफेस बनाने के लिए एक मंच प्रदान करता है। वैज्ञानिक अनुसंधान, सिग्नल प्रोसेसिंग, नियंत्रण प्रणालियों और मशीन लर्निंग के लिए अकादमी और उद्योग में मुख्य रूप से उपयोग किया जाने वाला, MATLAB ने अपनी कार्यक्षमता को बढ़ाने वाले समृद्ध टूलबॉक्स के सेट के लिए एक प्रतिष्ठा प्राप्त की है।

ऐतिहासिक पहलू

निर्माण और प्रारंभिक दिन

MATLAB का निर्माण 1970 के दशक के अंत में गणितज्ञ और कंप्यूटर वैज्ञानिक क्लेव मोलर द्वारा LINPACK और EISPACK लाइब्रेरी के लिए एक सरल इंटरफेस के रूप में किया गया था। प्रारंभ में, इसका उपयोग शिक्षण में किया जाने वाला था और इसे व्यापक रूप से वितरित नहीं किया गया था। हालाँकि, यह जल्दी ही छात्रों और शोधकर्ताओं के बीच लोकप्रिय हो गया, जिससे मोलर ने 1984 में MathWorks की सह-स्थापना की, जहाँ MATLAB का व्यावसायीकरण और आगे विकास किया गया।

विकास और लोकप्रियता

1990 और 2000 के दशक में, MATLAB की लोकप्रियता बढ़ी, विशेष रूप से इंजीनियरिंग क्षेत्रों में, इसके उपयोग में आसानी और शक्तिशाली अंतर्निहित कार्यों के कारण। इस समय के दौरान, MathWorks ने विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए कई टूलबॉक्स जारी किए, जैसे कि मॉडलिंग, सिमुलेशन और नियंत्रण प्रणालियों के लिए Simulink, जो MATLAB पारिस्थितिकी तंत्र का एक आवश्यक हिस्सा बन गया।

वर्तमान स्थिति

2023 तक, MATLAB संख्यात्मक गणना के लिए एक प्रमुख उपकरण बना हुआ है और इसे अकादमी, उद्योग और अनुसंधान में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सॉफ़्टवेयर ने आधुनिक प्रोग्रामिंग पैराजाइम का समर्थन करने के लिए विकसित किया है, जिसमें ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग और डेटा विज्ञान शामिल हैं। MATLAB के निरंतर अपडेट इसकी क्षमताओं को बढ़ाते रहते हैं, जिसमें AI और मशीन लर्निंग सुविधाओं को एकीकृत करने पर बढ़ती जोर दिया जा रहा है।

MATLAB की सिंटैक्स विशेषताएँ

मैट्रिक्स और एरे

MATLAB मूल रूप से मैट्रिक्स और एरे के साथ काम करता है, जिससे यह रैखिक बीजगणित के लिए विशेष रूप से शक्तिशाली बनता है।

A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]; % 3x3 मैट्रिक्स बनाएं

तत्व-वार संचालन

तत्व-वार संचालन डॉट ऑपरेटर का उपयोग करके किए जाते हैं, जिससे एरे का हेरफेर बिना स्पष्ट लूप की आवश्यकता के किया जा सकता है।

B = A .* 2; % A के प्रत्येक तत्व को 2 से गुणा करें

नियंत्रण प्रवाह कथन

MATLAB नियंत्रण प्रवाह कथनों का समर्थन करता है, जैसे कि if-else और for लूप, जो कोड की संरचना को बढ़ाते हैं।

if B(1,1) > 5
    disp('5 से बड़ा');
else
    disp('5 से कम या बराबर');
end

फ़ंक्शन परिभाषा

फ़ंक्शन को function कीवर्ड का उपयोग करके परिभाषित किया जाता है, जिससे मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग की अनुमति मिलती है।

function result = square(x)
    result = x^2;
end

प्लॉटिंग फ़ंक्शन

MATLAB दृश्यता में उत्कृष्ट है, विभिन्न प्रकार के प्लॉट बनाने के लिए अंतर्निहित फ़ंक्शन के साथ।

x = 0:0.1:10; % x मान परिभाषित करें
y = sin(x);   % y मान की गणना करें
plot(x, y);   % एक प्लॉट बनाएं

फ़ाइल I/O

फ़ाइलों से पढ़ना और फ़ाइलों में लिखना अंतर्निहित फ़ंक्शन जैसे load और save के साथ आसानी से किया जा सकता है।

save('data.mat', 'A'); % मैट्रिक्स A को .mat फ़ाइल में सहेजें

सेल एरे

सेल एरे विभिन्न प्रकार के डेटा को समाहित कर सकते हैं, जिससे बहुपरकारी डेटा संरचनाएँ संभव होती हैं।

C = {1, 'text', [1, 2, 3]}; % मिश्रित डेटा प्रकारों के साथ एक सेल एरे बनाएं

संरचनाएँ

संरचनाएँ डेटा को एकल चर के तहत नामित फ़ील्ड के साथ समूहित करने का एक तरीका प्रदान करती हैं।

S.name = 'Alice'; 
S.age = 25; % 'name' और 'age' फ़ील्ड के साथ एक संरचना बनाएं

ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग

MATLAB ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग का समर्थन करता है, जिससे उपयोगकर्ताओं को कक्षाएँ और वस्तुएँ परिभाषित करने की अनुमति मिलती है।

classdef MyClass
    properties
        Name
    end
    methods
        function obj = MyClass(name)
            obj.Name = name;
        end
    end
end

लैम्ब्डा फ़ंक्शन

गुमनाम फ़ंक्शनों के परिचय के साथ, MATLAB कार्यात्मक प्रोग्रामिंग शैलियों का समर्थन कर सकता है।

f = @(x) x^2; % एक गुमनाम फ़ंक्शन परिभाषित करें
result = f(5); % फ़ंक्शन को कॉल करें

डेवलपर उपकरण और रनटाइम

लोकप्रिय IDEs

MATLAB का प्राथमिक एकीकृत विकास वातावरण (IDE) स्वयं MATLAB है, जो संपादक, कमांड विंडो और कार्यक्षेत्र ब्राउज़र जैसी सुविधाओं के साथ एक उपयोगकर्ता-अनुकूल इंटरफ़ेस प्रदान करता है। MathWorks एक लाइव संपादक भी प्रदान करता है, जो स्वरूपित आउटपुट के साथ इंटरैक्टिव कोडिंग की अनुमति देता है।

कंपाइलर और इंटरप्रेटर

MATLAB मुख्य रूप से एक व्याख्यायित भाषा के रूप में कार्य करता है। हालाँकि, उपयोगकर्ता MATLAB कोड को MATLAB कंपाइलर का उपयोग करके स्वतंत्र अनुप्रयोगों में संकलित कर सकते हैं, जिससे वितरण संभव होता है बिना MATLAB लाइसेंस की आवश्यकता के।

परियोजनाएँ बनाना

MATLAB में एक परियोजना बनाने के लिए, उपयोगकर्ता स्क्रिप्ट (.m फ़ाइलें) या फ़ंक्शन बना सकते हैं और उन्हें फ़ोल्डरों में व्यवस्थित कर सकते हैं। MATLAB अपने "MATLAB प्रोजेक्ट्स" फीचर के साथ एकीकृत परियोजना प्रबंधन का समर्थन करता है, जो कोड, डेटा और परिणामों के संगठन को सरल बनाता है।

MATLAB के अनुप्रयोग

MATLAB का विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें शामिल हैं लेकिन सीमित नहीं हैं:

संबंधित भाषाओं की तुलना

MATLAB संख्यात्मक गणना और दृश्यता में एक विशेष भाषा के रूप में खड़ा है। अन्य प्रोग्रामिंग भाषाओं की तुलना में:

स्रोत-से-स्रोत अनुवाद टिप्स

MATLAB कोड को अन्य भाषाओं में अनुवाद करते समय अक्सर मैट्रिक्स संचालन और अंतर्निहित कार्यों को उनके समकक्ष में परिवर्तित करना शामिल होता है। जबकि MATLAB के लिए कोई समर्पित स्रोत-से-स्रोत उपकरण नहीं हैं, प्रैक्टिशनर्स अक्सर निम्नलिखित रणनीतियों का उपयोग करते हैं: