MATLAB은 "Matrix Laboratory"의 약자로, 주로 수치 계산, 데이터 분석, 알고리즘 개발 및 시각화를 위해 설계된 고급 프로그래밍 언어이자 대화형 환경입니다. 엔지니어와 과학자들이 행렬 조작, 함수 및 데이터 플로팅, 알고리즘 구현, 사용자 인터페이스 생성을 수행할 수 있는 플랫폼을 제공합니다. MATLAB은 과학 연구, 신호 처리, 제어 시스템 및 기계 학습을 위해 학계와 산업에서 주로 사용되며, 기능을 확장하는 풍부한 툴박스 세트로 명성을 얻었습니다.
MATLAB은 1970년대 후반에 수학자이자 컴퓨터 과학자인 Cleve Moler에 의해 수치 선형 대수를 위한 LINPACK 및 EISPACK 라이브러리의 간단한 인터페이스로 만들어졌습니다. 처음에는 교육용으로 사용될 예정이었으며 널리 배포되지 않았습니다. 그러나 곧 학생들과 연구자들 사이에서 인기를 얻어 Moler는 1984년에 MathWorks를 공동 설립하였고, 여기서 MATLAB이 상용화되고 추가 개발되었습니다.
1990년대와 2000년대 동안 MATLAB은 사용의 용이성과 강력한 내장 함수 덕분에 특히 공학 분야에서 인기를 얻었습니다. 이 시기에 MathWorks는 모델링, 시뮬레이션 및 제어 시스템을 위한 Simulink와 같은 특정 응용 프로그램에 맞춘 수많은 툴박스를 출시하였으며, 이는 MATLAB 생태계의 필수적인 부분이 되었습니다.
2023년 현재, MATLAB은 수치 계산을 위한 주요 도구로 남아 있으며 학계, 산업 및 연구에서 널리 사용되고 있습니다. 이 소프트웨어는 객체 지향 프로그래밍 및 데이터 과학을 포함한 현대 프로그래밍 패러다임을 지원하도록 발전하였습니다. MATLAB의 지속적인 업데이트는 AI 및 기계 학습 기능 통합에 점점 더 중점을 두어 그 기능을 향상시키고 있습니다.
MATLAB은 기본적으로 행렬 및 배열을 사용하여 작동하므로 선형 대수에 특히 강력합니다.
A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]; % 3x3 행렬 생성
요소별 연산은 점 연산자를 사용하여 수행되며, 명시적인 루프 없이 배열을 조작할 수 있습니다.
B = A .* 2; % A의 각 요소를 2로 곱함
MATLAB은 if-else 및 for 루프와 같은 제어 흐름 문을 지원하여 코드 구조를 향상시킵니다.
if B(1,1) > 5
disp('5보다 큼');
else
disp('5보다 작거나 같음');
end
함수는 function 키워드를 사용하여 정의되며, 모듈화 프로그래밍을 가능하게 합니다.
function result = square(x)
result = x^2;
end
MATLAB은 다양한 유형의 플롯을 생성하기 위한 내장 함수로 시각화에 뛰어납니다.
x = 0:0.1:10; % x 값 정의
y = sin(x); % y 값 계산
plot(x, y); % 플롯 생성
파일에서 읽고 쓰는 것은 load 및 save와 같은 내장 함수를 사용하여 쉽게 수행할 수 있습니다.
save('data.mat', 'A'); % 행렬 A를 .mat 파일로 저장
셀 배열은 서로 다른 유형의 데이터를 포함할 수 있어 다양한 데이터 구조를 허용합니다.
C = {1, 'text', [1, 2, 3]}; % 혼합 데이터 유형의 셀 배열 생성
구조체는 이름이 있는 필드로 단일 변수 아래에 데이터를 그룹화하는 방법을 제공합니다.
S.name = 'Alice';
S.age = 25; % 'name'과 'age' 필드를 가진 구조체 생성
MATLAB은 객체 지향 프로그래밍을 지원하여 사용자가 클래스와 객체를 정의할 수 있게 합니다.
classdef MyClass
properties
Name
end
methods
function obj = MyClass(name)
obj.Name = name;
end
end
end
익명 함수의 도입으로 MATLAB은 함수형 프로그래밍 스타일을 지원할 수 있습니다.
f = @(x) x^2; % 익명 함수 정의
result = f(5); % 함수 호출
MATLAB의 주요 통합 개발 환경(IDE)은 MATLAB 자체로, 편집기, 명령 창 및 작업 공간 브라우저와 같은 기능을 갖춘 사용자 친화적인 인터페이스를 제공합니다. MathWorks는 형식화된 출력을 통해 대화형 코딩을 가능하게 하는 Live Editor도 제공합니다.
MATLAB은 주로 인터프리터 언어로 작동합니다. 그러나 사용자는 MATLAB Compiler를 사용하여 MATLAB 코드를 독립 실행형 애플리케이션으로 컴파일할 수 있으며, 이를 통해 MATLAB 라이센스 없이 배포할 수 있습니다.
MATLAB에서 프로젝트를 구축하려면 사용자가 스크립트(.m 파일) 또는 함수를 생성하고 이를 폴더에 정리할 수 있습니다. MATLAB은 "MATLAB Projects" 기능을 통해 코드, 데이터 및 결과의 조직을 용이하게 하는 통합 프로젝트 관리 기능을 지원합니다.
MATLAB은 다음을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 분야에서 광범위하게 사용됩니다:
MATLAB은 수치 계산 및 시각화에 특화된 언어로 두드러집니다. 다른 프로그래밍 언어와 비교할 때:
MATLAB 코드를 다른 언어로 번역할 때는 행렬 연산 및 내장 함수를 해당 언어의 동등한 것으로 변환하는 것이 종종 필요합니다. MATLAB에 대한 전용 소스 간 도구는 없지만, 실무자들은 다음과 같은 전략을 자주 사용합니다: