MATLAB

MATLAB — это высокопроизводительный язык для технических расчетов. Он включает в себя вычисления, визуализацию и программирование в удобной сре­де, где задачи и решения выражаются в форме, близкой к математической. Ти­пичное использование MATLAB — это [1]:

  • математические вычисления .
  • создание алгоритмов .
  • моделирование.
  • анализ данных, исследования и визуализация .
  • научная и инженерная графика.
  • разработка приложений, включая создание графического интерфейса.

MATLAB — это интерактивная система, в которой основным элементом данных является массив. Это позволяет решать различные задачи, связанные с техниче­скими вычислениями, особенно в которых используются матрицы и вектора, в несколько раз быстрее, чем при написании программ с использованием "скаляр­ных" языков программирования, таких как Си или Фортран.

Слово MATLAB означает матричная лаборатория (matrix laboratory). MATLAB был специально написан для обеспечения легкого доступа к LINPACK и EISPACK, которые представляют собой современные программные средства для матричных вычислений.

В МATLAB важная роль отводится специализированным группам программ, называемых toolboxes. Они очень важны для большинства пользователей MATLAB, так как позволяют изучать и применять специализированные методы. Toolboxes — это всесторонняя коллекция функций МATLAB (M-файлов), кото­рые позволяют решать частные классы задач. Toolboxes применяются для обра­ботки сигналов, систем контроля, нейронных сетей, нечёткой логики, вэйвлетов, моделирования и т.д.

 

Отличительные особенности [1]:

  1. Огромное количество пользователей по всему миру
  2. Интерфейс представляет собой командную строку
  3. MATLAB является отраслевым стандартом

Сайт: matlab.exponenta.ru

Структура  прикладного пакета среды MATLAB:

  1. Интерфейс (гр. для WiNT, Linux)
  2. Встроенные функции ядра
  3. Язык программирования и компилятор
  4. Графическая подсистема (построение графиков)
  5. Пакет расширений (Tool boxes)

Возможности MATLAB:

  1. Суперколькулятор
  2. Моделирование динамических систем
  3. Визуализация процессов и алгоритмов
  4. Средство исследования алгоритмов
  5. Разработка контроллеров с обратной связью (система управления)
  6. Интеграция с СУБД (система управления базами данных)

Самая известная СУБД: Oracle – лидер отрасли, Microsoft SQL, MySQL

  1. Обработка сигналов (частотный анализ, фильтрация, шумоподавление)
  2. Связь с железом
  3. Подключение гис-данных (гео-информационные системы)
  4. Нечётная логика
  5. Оптимизация и генетические алгоритмы (Optimization ToolBox)
  6. Нейронные сети (распознавание, классификация, управление)
  7. Обработка звуковых файлов
  8. Моделирование систем, основанных на событиях (StateFlow ToolBox)
  9. Любая существующая задача

MATLAB – если зарегистрироваться на сайте MathWorks, то будет доступ к официальному ютуб-каналу с видео-уроками.

Особенности MATLAB 2015a [1]:

1)MATLAB Compiler автоматически преобразует алгоритмы и приложения MATLAB в автономные приложения и программные компоненты. Версия MATLAB Compiler 4 налагает значительно меньше ограничений на исходный код, чем это было ранее.

 

2) MATLAB Compiler SDK расширяет функциональные возможности MATLAB Compiler , позволяя создавать C / C ++ разделяемые библиотеки, сборки .NET Microsoft и классы JAVA напрямую из программ MATLAB. Эти компоненты могут быть интегрированы с пользовательскими приложениями, а затем развернуты на настольных системах, в вебе и на предприятиях.

Функции  MATLAB Compiler SDK [2]:

  • Упаковка ваших программ MATLAB, как C / C ++ разделяемых библиотек, сборок Microsoft.NET и классов JAVA.
  • Распространение компонентов программного обеспечения без дополнительных лицензионных отчислений для пользователей, которые не нуждаются в MATLAB.
  • Среда разработки и тестирования MATLAB Production Server для интеграции с веб и корпоративными системами.
  • Шифрование MATLAB кода для защиты вашей интеллектуальной собственности.

 

Получение данных и обработка в MATLAB [1]:

  1. Доступ к данным из разных источников, включая сайты, базы данных (БД) и файлы: работа с большими данными.
  2. Контейнеры данных – различные форматы, которые позволяют структурировать данные численно.
  3. Визуализация и интерактивная работа с данными (обработка данных).
  4. Работа с событиями.

Таблица 1. Информационная иерархия MATLAB

Действие

Приложение

  • Reporting (отчёт)
  • Apps (интерактивное приложение)
  • Scalable Deployment (управляющее воздействие)

Отчёты

Приложения

Интеграция в существующие системы

Знания (об объекте исследований)

Информация

Анализ

  • Визуализация
  • Аппроксимация
  • Поиск зависимости

Аналитика

Домены

Прогнозная аналитика

Данные

Организация (предварительная обработка данных)

  • Filtering (фильтрация)
  • Анализ сигнала
  • Структурирование по времени

Анализ

Визуализация

Обработка данных

Физические данные

Сбор данных

  • Sensing
  • Collecting
  • Health Status
  • Data Acquisition

 

 

MATLAB действует на уровне организации.

Исследование:

  1. Анализ данных и моделирование
  2. Разработка алгоритмов
  3. Разработка программных приложений