MATLAB, abbreviazione di "Matrix Laboratory", è un linguaggio di programmazione di alto livello e un ambiente interattivo progettato principalmente per il calcolo numerico, l'analisi dei dati, lo sviluppo di algoritmi e la visualizzazione. Fornisce una piattaforma per ingegneri e scienziati per eseguire manipolazioni di matrici, tracciare funzioni e dati, implementare algoritmi e creare interfacce utente. Utilizzato principalmente in ambito accademico e industriale per la ricerca scientifica, l'elaborazione dei segnali, i sistemi di controllo e l'apprendimento automatico, MATLAB ha guadagnato una reputazione per il suo ricco insieme di toolbox che ne estendono le funzionalità.
MATLAB è stato creato alla fine degli anni '70 da Cleve Moler, un matematico e informatico, come un'interfaccia semplice per le librerie LINPACK ed EISPACK per l'algebra lineare numerica. Inizialmente, era destinato all'uso didattico e non era ampiamente distribuito. Tuttavia, ha rapidamente guadagnato popolarità tra studenti e ricercatori, portando Moler a co-fondare MathWorks nel 1984, dove MATLAB è stato commercializzato e ulteriormente sviluppato.
Negli anni '90 e 2000, MATLAB è cresciuto in popolarità, in particolare nelle discipline ingegneristiche, grazie alla sua facilità d'uso e alle potenti funzioni integrate. Durante questo periodo, MathWorks ha rilasciato numerosi toolbox progettati per applicazioni specifiche, come Simulink per la modellazione, la simulazione e i sistemi di controllo, che è diventato una parte essenziale dell'ecosistema MATLAB.
Nel 2023, MATLAB rimane uno strumento dominante per il calcolo numerico ed è ampiamente utilizzato in ambito accademico, industriale e di ricerca. Il software si è evoluto per supportare paradigmi di programmazione moderni, inclusa la programmazione orientata agli oggetti e la scienza dei dati. Gli aggiornamenti continui di MATLAB continuano a migliorare le sue capacità, con un crescente focus sull'integrazione di funzionalità di intelligenza artificiale e apprendimento automatico.
MATLAB opera fondamentalmente con matrici e array, rendendolo particolarmente potente per l'algebra lineare.
A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]; % Crea una matrice 3x3
Le operazioni elemento per elemento vengono eseguite utilizzando l'operatore punto, consentendo la manipolazione degli array senza la necessità di cicli espliciti.
B = A .* 2; % Moltiplica ogni elemento di A per 2
MATLAB supporta istruzioni di controllo del flusso, come if-else e cicli for, che migliorano la struttura del codice.
if B(1,1) > 5
disp('Maggiore di 5');
else
disp('Minore o uguale a 5');
end
Le funzioni sono definite utilizzando la parola chiave function, consentendo una programmazione modulare.
function result = square(x)
result = x^2;
end
MATLAB eccelle nella visualizzazione, con funzioni integrate per creare vari tipi di grafici.
x = 0:0.1:10; % Definisci i valori di x
y = sin(x); % Calcola i valori di y
plot(x, y); % Crea un grafico
La lettura e la scrittura di file possono essere facilmente realizzate con funzioni integrate come load e save.
save('data.mat', 'A'); % Salva la matrice A in un file .mat
Gli array di celle possono contenere diversi tipi di dati, consentendo strutture dati versatili.
C = {1, 'testo', [1, 2, 3]}; % Crea un array di celle con tipi di dati misti
Le strutture forniscono un modo per raggruppare dati sotto una singola variabile con campi nominati.
S.name = 'Alice';
S.age = 25; % Crea una struttura con i campi 'name' e 'age'
MATLAB supporta la programmazione orientata agli oggetti, consentendo agli utenti di definire classi e oggetti.
classdef MyClass
properties
Name
end
methods
function obj = MyClass(name)
obj.Name = name;
end
end
end
Con l'introduzione delle funzioni anonime, MATLAB può supportare stili di programmazione funzionale.
f = @(x) x^2; % Definisci una funzione anonima
result = f(5); % Chiama la funzione
L'ambiente di sviluppo integrato (IDE) principale di MATLAB è MATLAB stesso, che offre un'interfaccia user-friendly con funzionalità come un editor, una finestra di comando e un browser di workspace. MathWorks fornisce anche un Live Editor, che consente la codifica interattiva con output formattato.
MATLAB opera principalmente come un linguaggio interpretato. Tuttavia, gli utenti possono compilare il codice MATLAB in applicazioni autonome utilizzando MATLAB Compiler, consentendo la distribuzione senza richiedere una licenza MATLAB.
Per costruire un progetto in MATLAB, gli utenti possono creare script (.m file) o funzioni e organizzarli in cartelle. MATLAB supporta la gestione integrata dei progetti con la sua funzionalità "MATLAB Projects", facilitando l'organizzazione di codice, dati e risultati.
MATLAB è ampiamente utilizzato in vari campi, tra cui, ma non solo:
MATLAB si distingue come un linguaggio specializzato nel calcolo numerico e nella visualizzazione. Rispetto ad altri linguaggi di programmazione:
La traduzione del codice MATLAB in altri linguaggi spesso comporta la conversione delle operazioni matriciali e delle funzioni integrate nei loro equivalenti. Sebbene non esistano strumenti dedicati per la traduzione da codice a codice per MATLAB, i praticanti spesso utilizzano le seguenti strategie: