MATLAB, een afkorting voor "Matrix Laboratory," is een programmeertaal op hoog niveau en een interactieve omgeving die voornamelijk is ontworpen voor numerieke berekeningen, data-analyse, algoritmeontwikkeling en visualisatie. Het biedt een platform voor ingenieurs en wetenschappers om matrixmanipulaties uit te voeren, functies en gegevens te plotten, algoritmen te implementeren en gebruikersinterfaces te creëren. MATLAB wordt voornamelijk gebruikt in de academische wereld en de industrie voor wetenschappelijk onderzoek, signaalverwerking, regelsystemen en machine learning, en heeft een reputatie opgebouwd vanwege de rijke set aan toolboxen die de functionaliteit uitbreiden.
MATLAB werd eind jaren 1970 gemaakt door Cleve Moler, een wiskundige en computerwetenschapper, als een eenvoudige interface voor de LINPACK- en EISPACK-bibliotheken voor numerieke lineaire algebra. Aanvankelijk was het bedoeld voor gebruik in het onderwijs en werd het niet breed verspreid. Het kreeg echter snel aanhang onder studenten en onderzoekers, wat Moler ertoe leidde om in 1984 MathWorks op te richten, waar MATLAB werd gecommercialiseerd en verder ontwikkeld.
Gedurende de jaren 1990 en 2000 groeide de populariteit van MATLAB, vooral in technische disciplines, vanwege het gebruiksgemak en de krachtige ingebouwde functies. In deze periode bracht MathWorks talrijke toolboxen uit die zijn afgestemd op specifieke toepassingen, zoals Simulink voor modellering, simulatie en regelsystemen, die een essentieel onderdeel van het MATLAB-ecosysteem werden.
Vanaf 2023 blijft MATLAB een dominant hulpmiddel voor numerieke berekeningen en wordt het veel gebruikt in de academische wereld, de industrie en het onderzoek. De software is geëvolueerd om moderne programmeerparadigma's te ondersteunen, waaronder objectgeoriënteerd programmeren en data science. De voortdurende updates van MATLAB blijven de mogelijkheden verbeteren, met een toenemende nadruk op het integreren van AI- en machine learning-functies.
MATLAB werkt fundamenteel met matrices en arrays, wat het bijzonder krachtig maakt voor lineaire algebra.
A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]; % Maak een 3x3 matrix
Elementgewijze operaties worden uitgevoerd met behulp van de puntoperator, waardoor manipulatie van arrays mogelijk is zonder expliciete lussen.
B = A .* 2; % Vermenigvuldig elk element van A met 2
MATLAB ondersteunt controle stroomverklaringen, zoals if-else en for-lussen, die de code-structuur verbeteren.
if B(1,1) > 5
disp('Groter dan 5');
else
disp('Kleiner dan of gelijk aan 5');
end
Functies worden gedefinieerd met behulp van het function-trefwoord, wat modulair programmeren mogelijk maakt.
function result = square(x)
result = x^2;
end
MATLAB excelleert in visualisatie, met ingebouwde functies voor het maken van verschillende soorten plots.
x = 0:0.1:10; % Definieer x-waarden
y = sin(x); % Bereken y-waarden
plot(x, y); % Maak een plot
Lezen van en schrijven naar bestanden kan eenvoudig worden bereikt met ingebouwde functies zoals load en save.
save('data.mat', 'A'); % Sla matrix A op in een .mat-bestand
Cell arrays kunnen verschillende soorten gegevens bevatten, waardoor veelzijdige datastructuren mogelijk zijn.
C = {1, 'tekst', [1, 2, 3]}; % Maak een cell array met gemengde datatypes
Structuren bieden een manier om gegevens onder één variabele te groeperen met benoemde velden.
S.name = 'Alice';
S.age = 25; % Maak een structuur met de velden 'name' en 'age'
MATLAB ondersteunt objectgeoriënteerd programmeren, waardoor gebruikers klassen en objecten kunnen definiëren.
classdef MyClass
properties
Name
end
methods
function obj = MyClass(name)
obj.Name = name;
end
end
end
Met de introductie van anonieme functies kan MATLAB functionele programmeerstijlen ondersteunen.
f = @(x) x^2; % Definieer een anonieme functie
result = f(5); % Roep de functie aan
De primaire Integrated Development Environment (IDE) van MATLAB is MATLAB zelf, dat een gebruiksvriendelijke interface biedt met functies zoals een editor, opdrachtvenster en werkruimte-browser. MathWorks biedt ook een Live Editor, waarmee interactieve codering met opgemaakte uitvoer mogelijk is.
MATLAB functioneert voornamelijk als een geïnterpreteerde taal. Gebruikers kunnen echter MATLAB-code compileren tot zelfstandige applicaties met behulp van MATLAB Compiler, waardoor distributie mogelijk is zonder dat een MATLAB-licentie vereist is.
Om een project in MATLAB te bouwen, kunnen gebruikers scripts (.m-bestanden) of functies maken en deze organiseren in mappen. MATLAB ondersteunt geïntegreerd projectbeheer met de functie "MATLAB Projects", wat de organisatie van code, gegevens en resultaten vergemakkelijkt.
MATLAB wordt op grote schaal gebruikt in verschillende gebieden, waaronder maar niet beperkt tot:
MATLAB steekt eruit als een gespecialiseerde taal in numerieke berekeningen en visualisatie. In vergelijking met andere programmeertalen:
Het vertalen van MATLAB-code naar andere talen houdt vaak in dat matrixbewerkingen en ingebouwde functies naar hun equivalenten worden omgezet. Hoewel er geen specifieke bron-naar-bron-tools voor MATLAB bestaan, gebruiken praktijkmensen vaak de volgende strategieën: