Matrix Laboratory یا به اختصار MATLAB یک محیط محاسبات عددی چند پارادایم و زبان برنامه نویسی اختصاصی است که توسط Mathworks توسعه یافته.
این برنامه محاسبات,تجسم و برنامه نویسی را در محیطی که به راحتی قابل استفاده است ترکیب میکند.
Matlab با زبان های ++C, C و JAVA نوشته شده .اولین نسخه Matlab در مارس 1984 منتشر شده است.
برنامه های کاربردی Matlab بر اساس زبان برنامه نویسی Matlab ساخته شده است و بر اساس مفاهیم ریاضی زیر می چرخد :
متغییر ها
بردارها و ماتریس ها
توابع
توابع دستگیره ای
کلاس ها و برنامه نویسی شی گرا
کاربرد های مهم متلب :
۱-Embedded Systems یا سیستم نهفته.
سیستم های نهفته سیستم های کامپیوتری متشکل از قطعات سخت افزاری و نرم افزاری هستند و برای انجام یک کار خاص طراحی شده اند. برخی از نمونه‌های سیستم‌های نهفته عبارتند از: ماشین‌های لباسشویی، چاپگرها، خودروها، دوربین‌ها، ماشین‌های صنعتی و غیره. Matlab با فشار دادن یک دکمه به ما امکان می‌دهد کد تولید کرده و آن را روی سخت‌افزار اجرا کنیم.
2-کنترل سیستم .
یکی دیگر از رایج ترین دلایل اهمیت استفاده از Matlab این است که کنترل دستگاه و سیستم را فراهم می کند. یک سیستم کنترل مسئول مدیریت، دادن دستورات و تنظیم رفتار سایر دستگاه ها یا سیستم ها است. این بر اساس حلقه های کنترل است. دستگاه‌ها یا سیستم‌های تحت کنترل می‌توانند از بخاری‌های خانگی ساده تا سیستم‌های کنترل صنعتی بزرگ که فرآیندها یا ماشین‌ها را کنترل می‌کنند، متغیر باشند. جعبه ابزار سیستم کنترل Matlab الگوریتم ها و برنامه هایی را برای تجزیه و تحلیل سیستماتیک، طراحی و تنظیم سیستم های کنترل خطی ارائه می دهد.
۳پردازش سیگنال دیجیتال.
با استفاده از محصولات Matlab استفاده از تکنیک های پردازش سیگنال برای تجزیه و تحلیل داده های سری زمانی آسان تر میشود و همچنین یک گردش کار یکپارچه برای توسعه سیستم های نهفته و برنامه های کاربردی جریان فراهم می کند.
۴-ارتباطات بی سیم.
ارتباط بی سیم یک اصطلاح گسترده است که برای اتصال دو دستگاه با استفاده از سیگنال بی سیم استفاده می شود. تیم‌های مهندسی بی‌سیم از Matlab استفاده می‌کنند و زمان توسعه را کاهش می‌دهند، مشکلات طراحی را زودتر از بین می‌برند، و آزمایش و تأیید را ساده می‌کنند.
۵-پردازش تصویر و بینایی کامپیوتری.
پردازش تصویر عمدتاً بر پردازش تصاویر خام و آماده ساختن آنها برای کارهای دیگر مانند بینایی رایانه متمرکز است. از طرف دیگر بینایی کامپیوتری به تصاویر مانند چشم انسان نگاه می کند. این شامل درک و پیش بینی خروجی بصری است. الگوریتم سازی برای پردازش تصویر و بینایی کامپیوتری حیاتی است. Matlab یک محیط جامع برای تجزیه و تحلیل تصاویر و ساخت الگوریتم ها فراهم می کند.
۶-اینترنت اشیا.
اینترنت اشیا یا به اختصار IOT به‌طور کلی به اشیاء و تجهیزات محیط پیرامون‌مان که به شبکه اینترنت متصل شده و توسط اپلیکیشن های موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت قابل کنترل و مدیریت هستند، اشاره دارد. اینترنت اشیاء به زبان ساده، ارتباط حسگرها و دستگاه‌ها با شبکه‌‌ای است که از طریق آن می‌توانند با یکدیگر و با کاربرانشان تعامل کنند. استفاده از Matlab در طراحی، نمونه اولیه و استقرار برنامه های کاربردی IOT مانند نگهداری پیش بینی، بهینه سازی عملیات، کنترل نظارتی و غیره کمک می کند.
۷-FPGA طراحی و کدگذاری.
Matlab با ارائه کدهای C/C++ و HDL با پشتیبانی هدفمند برای دستگاه‌های SoC قابل برنامه‌ریزی، کدگذاری سخت‌افزار-نرم‌افزار را امکان‌پذیر میکند.
۸-مکاترونیک.
مکاترونیک فناوری ترکیبی از الکترونیک و مهندسی مکانیک است. سیستم‌های مکاترونیک نیازمند یکپارچه‌سازی زیرسیستم‌های نرم‌افزاری مکانیکی، الکتریکی، کنترلی و سیستم نفهته هستند. استفاده از Matlab به شما این امکان را می دهد که همه اینها را در یک محیط واحد طراحی و شبیه سازی کنید.
۹-تست و اندازه گیری.
تست و اندازه‌گیری فرآیندی است که در آن محصولات الکترونیکی تحت طیف وسیعی از آزمایش‌ها قرار می‌گیرند که از تست‌های فیزیکی شروع میشود تا هر گونه نقص فیزیکی تا تست عملکردی سطح محصول شناسایی شود. Matlab ابزارهایی را ارائه می دهد که برای به دست آوردن و خودکارسازی وظایف نیاز دارید. هنگامی که داده ها را به دست آوردید، می توانید آن ها را کاوش کنید و تجسم زنده و تجزیه و تحلیل داده ها را انجام دهید.
۱۰-زیست شناسی محاسباتی و مالی محاسباتی.
زیست شناسی محاسباتی مطالعه داده های بیولوژیکی برای درک بهتر سیستم ها و روابط بیولوژیکی است. مالی محاسباتی از سوی دیگر مطالعه علوم کامپیوتر داده های مالی و مدل سازی مالی است. Matlab با حل معادلات دیفرانسیل معمولی که رفتار بیولوژیکی را مدل می کند کمک می کند. همچنین مجموعه مالی محاسباتی Matlab شما را قادر می سازد تا برنامه های کمی را برای مدیریت ریسک، مدیریت سرمایه گذاری، بیمه و اقتصاد سنجی توسعه دهید.
۱۱-رباتیک.
رباتیک یک رشته میان رشته ای از علم و مهندسی است. این شامل مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و علوم کامپیوتر می شود تا از چند مورد برای ایجاد ربات ها یا ماشین های شبیه انسان نام ببریم. محققان و مهندسان رباتیک از MATLAB برای طراحی و تنظیم الگوریتم‌ها، مدل‌سازی سیستم‌های دنیای واقعی و تولید خودکار کد – همه از یک محیط نرم‌افزاری استفاده می‌کنند.
۱۲-تجزیه و تحلیل داده ها.
تجزیه و تحلیل داده ها فرآیند مطالعه داده ها به منظور دستیابی به بینش است. بیشتر با کمک نرم افزارها و ابزارهای دیگر انجام می شود. افراد مهندسی و فناوری اطلاعات از Matlab برای ساختن سیستم‌های تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ استفاده می‌کنند.
۱۳-تعمیرات قابل پیش بینی.
تکنیک‌های نگهداری پیش‌بینی‌کننده برای تعیین وضعیت تجهیزات داخلی طراحی شده‌اند تا بتوانیم بفهمیم که چه زمانی باید تعمیر و نگهداری انجام شود. جعبه ابزار نگهداری پیش‌بینی‌کننده Matlab ابزارهایی را برای برچسب‌گذاری داده‌ها، طراحی شاخص‌های وضعیت، و تخمین عمر مفید باقی‌مانده (RUL) یک ماشین فراهم میکند.
۱۴-کنترل موتور و قدرت.
الگوریتم های کنترل موتور،سرعت و سایر ویژگی های عملکرد را تنظیم می کنند. الگوریتم های Matlab به بهره وری انرژی، کنترل دقیق و حفاظت از سیستم کمک می کنند. زمان و هزینه توسعه الگوریتم را قبل از اینکه متعهد به آزمایش سخت افزاری گران قیمت شوید، کاهش می دهد.
۱۵-Deep Learning.
Deep Learningخانواده وسیع تری از یادگیری ماشینی است. استفاده از Matlab به گونه ای است که تنها با چند خط کدنویسی ساده می توان بدون نیاز به متخصص بودن، مدل های Deep Learning ساخت.
