آموزش متلب

آموزش متلب در این مقاله از پیویو به صورت گام به گام و با زبانی ساده توضیح داده شده است.

اما متلب چیست ؟ متلب یک پلتفرم برنامه نویسی است که به طور خاص برای مهندسان و دانشمندان طراحی شده است تا سیستم ها و محصولاتی را که دنیای ما را متحول می کنند تجزیه و تحلیل و طراحی کنند. قلب متلب زبان متلب است، زبانی مبتنی بر ماتریس که امکان بیان طبیعی ترین محاسبات ریاضی را فراهم می کند .و خود MATLAB به معنای آزمایشگاه ماتریس هاست.

با متلب چه کارهایی میتوان انجام داد ؟

• تحلیل دادهها
• الگوریتم ها را توسعه دهید
• ایجاد مدل ها و برنامه های کاربردی

میلیون‌ها مهندس و دانشمند در سراسر جهان از متلب برای طیف وسیعی از کاربردها در صنعت و دانشگاه استفاده می‌کنند، از جمله یادگیری عمیق ، پردازش سیگنال و ارتباطات، پردازش تصویر و ویدئو، سیستم‌های کنترل، تست و اندازه‌گیری، مالی محاسباتی، و زیست‌شناسی محاسباتی.

بررسی مفاهیم و آموزش اولیه متلب :

آشنایی با قسمت‌های اصلی آموزش متلب

کادر 1

 قسمت Command window که تقریاً اکثر اوقات با آن سر و کار داریم به معنای پنجره دستور العمل هاست. این بخش توانایی انجام و اجرا همه دستور العمل ها را دارد. به عبارتی دیگر، ما در این قسمت کد‌ها و دستورات لازم را نوشته و پس از کلیک بر روی دکمه اینتر، برنامه و کدهای وارد شده اجرا و خروجی برای ما قابل مشاهده می‌شود.

• خط فرمان متلب با علامت (<<) آغاز می‌شود. یعنی در قسمت Command window باید قبل از نوشتن هر دستور و در اول خط از علامت << استفاده کنیم.

• دستور clc (>>clc) هنگامی که وارد شود، موجب پاک شدن صفحه و تمامی کدهای نوشته شده قبل از خود می‌شود. البته پاک کردن صفحه به معنای پاک شدن متغیرها نیست.
• با نوشتن چند کارکتر و سپس فشردن دکمه Tab بر روی صفحه کلید، لیستی از دستوراتی که با آن کارکترها آغاز می‌شوند برای شما نمایش داده خواهد شد. مطابق تصویر زیر، فرض کنید شما دو کارکتر «si» را وارد کرده و سپس Tab را فشار می‌دهید؛ در نهایت لیست دستورات برای شما نمایش داده می‌شود.

یکی دیگر از امکانات بسیار مفید نرم‌افزار متلب دستور (>>help) می‌باشد. فرض کنید شما تابع sort را وارد کرده ولی کاربرد آن را نمی‌دانید و یا ویژگی‌های این تابع را فراموش کرده‌اید. در این مواقع با وارد کردن دستور help به اینصورت (>>help sort) لیستی از اطلاعات این تابع برای شما نمایش داده خواهد شد.

کادر2: work space  

ورک اسپیس محل قرارگیری متغیرهاست. در این قسمت کلیه اطلاعت متغیرها از قبیل نام، اندازه، مقدار اولیه و … وارد می‌شود. ما در این بخش می‌توانیم متغیرهای تعریف‌شده را در هر مرحله از کار و اجرای متلب مشاهده کنیم. گفتنی است که مشابه دستورات، لازم است قبل از نوشتن متغیرها نیز از (<<) استفاده کینم.

زمانی که بخواهیم یک فایل را فراخوانی کرده و یا بین بخش‌های مختلف متلب ارتباط برقرار کنیم، کلیه داده‌ها در محیط work space ذخیره می‌شوند.

کادر3: current folder

 مسیر و محل فعلی ما را نشان میدهد. current folder یا «پوشه جاری» ابزاری است که به کمک آن می‌توان در صورت نیاز، فایل یا فولدرهایی را اضافه کرد تا داده‌های متلب در آن ذخیره و نگه‌داری شوند.

• کادر4:

 در این قسمت آدرس محلی که در آن هستیم را نشان داده می‌شود.

• کادر5:

 زبانه های متلب که شامل ابزار های مختلف با کاربردهای گوناگون می‌باشد.

• کادر6:

در قسمت سرچ، می توان به دنبال مستندات برنامه بگردیم. اگر سطح زبان انگلیسی خوبی داشته باشیم میتوانیم از این قسمت متلب به خوبی بهره ببریم.

نکات ضروری هنگام ورود متغیرها در متلب :

اولین اقدامی که لازم است هنگام نوشتن برنامه در محیط متلب انجام دهید تعریف متغیر ها است. وجود متغیرها برای اجرای دستورات الزامی است. به همین منظور شما را با نکات اصلی و کلیدی تعریف متغیرها و اختصاص نام به آنها آشنا می‌کنیم.

1. برای نوشتن نام متغیرها ، حتما باید از حروف انگلیسی استفاده کنید. در ضمن نرم‌افزار متلب روی کوچک یا بزرگ بودن حروف انگلیسی حساس است، به عنوان مثال g و G دو متغیر جدا از هم می‌باشند.
2. نام متغیرها حتما باید با حروف انگلیسی شروع بشوند. یعنی نمی‌توان به عنوان اولین کارکتر از اعداد، آندرلاین یا… استفاده کرد. به این ترتیب A1 یا b_345a یک نام صحیح برای متغیر و 1A اشتباه می‌باشد.
3. بهتر است برای نام متغیرها از نام توابع پرکاربرد، پارامترهای تعریف شده و کلمات کلیدی متلب استفاده نکنیم. در صورت عدم رعایت این موضوع، ممکن است خطاهایی در زمان اجرای برنامه رخ دهد. رفع این خطاها به خصوص برای افرادی که در استفاده از متلب تازه‌کار هستند، به مشکلی جدی تبدیل خواهد شد.
4. اگر متغیرهای ما از نوع عددی هستند، می‌توانیم مشابه تصویر زیر به آنها یک مقدار اولیه اختصاص دهیم.

کلمات کلیدی آموزش متلب :

تعداد این کلمات در متلب زیاد نیست و شامل دستوراتی مثل if، else، for،  while و … می‌باشند. این دستورات شرطی به برنامه ما جهت می‌دهند و اغلب، توابع درون این دستورات نوشته می‌شوند. نرم‌افزار این کلمات را می‌شناسد و هنگامی که آنها را وارد کنید به رنگ آبی تغییر می‌کنند. برای دستیابی به لیست این کلمات کلیدی می‌توانید دستور iskeyword را در خط فرمان متلب تایپ کنید.

تعریف آرایه ها در آموزش متلب :

ماتریس‌ها عضو جدانشدنی متلب هستند و در اکثر برنامه‌ها کاربرد دارند. همانطور که میدانیم آرایه‌ها حکم مصالح و اجزای تشکیل دهنده ماترس‌ها را دارند، پس آشنایی با نحوه کار آنها در متلب امری حیاتی است.

برای آرایه ها باید یک نام تعریف شود مثل a، A . همانند متغیرها نام آرایه نباید با اعداد، آندرلاین یا دیگر علامت‌ها شروع شود و از سایر قوانین ذکر شده نیز تبعیت می‌کند.

طبق تصویر بالا، a یک ماتریس سطری است که به طور معادل آن را بردار یا همان آرایه می‌نامند. آرایه ها با براکت باز ([) آغاز شده و با براکت بسته  ([)خاتمه می‌یابند. توجه داشته باشید که اعداد درون آرایه را باید با (,) از هم تفکیک کنیم.

به ماتریسی که درون براکت خود هیچ عددی نداشته باشد در اصطلاح ماتریس تهی می‌گویند.

آشنایی با توابع در متلب :

عملیات‌های جبری و به طور کل اقدامات اساسی که درون متلب انجام می‌شود بر عهده توابع است. همه اجزای متلب به هم مرتبط می‌باشند و بخشی بدون بخش دیگر کارایی نخواهد داشت. در محیط نرم‌افزار به چهار شکل می‌توان توابع را تعریف کرد.

• Anonymous Functions
• Local Functions
• Nested Function
• Private Function

 ما با بهره‌مندی از توابع متلب می‌توانیم هر عملیاتی که مد نظرمان هست مانند جمع، تفریق، تولید عدد تصادفی و… را بر روی ماتریس‌ها، متغیرها و… خود اعمال کنیم. در ادامه شما را با معروفترین و پرکاربردترین توابع موجود در نرم‌افزار متلب آشنا خواهیم کرد.