Матлаб это: MatLab: что это за программа

MatLab: что это за программа

MatLab — высокоуровневый интерпретируемый язык программирования вместе с пакетом прикладных программ и интегрированной средой для разработки, выполнения инженерных и математических расчетов, работы с матричными базами данных, визуализации.

Tорговый знак для продуктов MatLab

MatLab как язык программирования создал в 1970-х годах Клив Моулер, декан факультета компьютерных наук в Университете Нью-Мексико. Разработка упрощала использование библиотек Linpack и EISPACK студентам, не умеющим программировать на языке Fortran. MatLab быстро распространился в других образовательных учреждениях США. После выступления в Стэнфордском университете с Кливом Моулером связался инженер Джон Литтл, который предложил учредить коммерческую компанию The MathWorks для развития языка и среды программирования. 

MatLab включает матричные структуры данных, набор математических функций, объектно-ориентированные возможности и интерфейсы к программам, написанным на других языках программирования и пр.

Среди самых часто используемых возможностей MatLab:

• математические вычисления и информационный анализ;
• визуализация данных в виде двух- и трехмерных графиков, динамических анимаций;
• программирование и разработка алгоритмов.

Курс Уверенный старт в IT Поможем определить подходящую вам IT-профессию и освоить её с нуля. Вы на практике попробуете разные направления: разработку на разных языках, аналитику данных, Data Science, менеджмент в IT. Это самый подходящий курс для построения карьеры в IT в новой реальности. Хочу в IT!

В основном MatLab используется в научных исследованиях и инженерных разработках. Например, он также применяется:

• в разработке автоматизированных систем управления в различных механизмах, от обычных стиральных машин до аэрокосмических комплексов;
• сборе и анализе различной финансовой информации (котировок акций, цен, процентов, доходов и т. д.), а также инвестиционной деятельности для прогнозирования ситуаций на биржах, оптимизации инвестиционных портфелей;
• проектировании и анализе нейронных сетей как в рамках фундаментальных исследований, так и для решения прикладных задач: распознавания образов, управления нелинейными системами, прогнозирования и т.д.;
• обработке и улучшении качества сигналов при разработке аудио- и видеооборудования, телекоммуникационных систем, медицинской диагностике (УЗИ, МРТ, КТ) а также в астрофизике, астрономии, геологии, геофизике и т.д.;
• в биологии, биоинформатике, генетике, эпидемиологии для построения математических моделей различных биологических процессов и организмов.

Легкость освоения. В сравнении с C/C++, Fortran и т.д. язык достаточно легко изучать. У него простой и интуитивно понятный синтаксис, а также масса сопроводительной документации от разработчиков. Для его использования оператору не обязательно быть профессиональным программистом.

Широкий функционал. Язык MatLab включает продвинутую библиотеку для обработки и построения графиков, интегрированные функции линейной алгебры (LAPACK, BLAS), быстрого преобразования Фурье (FFTW), работы с полиномами, базовой статистики, решения дифференциальных уравнений и пр.

Обновляемость. Основные обновления языка и всей среды программирования происходят два раза в год.

Преобразования в «быстрый» код. Программы, написанные на MatLab, можно перевести на C/C++ с помощью MatLab Coder.

Интегрированность. Большой выбор прикладных приложений от официальных и сторонних разработчиков расширяет возможности языка.

Большое научное сообщество. Язык MatLab используется во многих университетах и исследовательских институтах.

Перегруженность. Большое число команд и операторов существенно замедляют работу программ, написанных на MatLab (в последних версиях этот недостаток практически устранен). Данные хранятся в оперативной памяти в виде векторов, поэтому на быстродействие также сильно влияет скорость векторизации — преобразования данных в векторы и обратно, операции с ними.

Узкая направленность. Использовать MatLab можно только в его замкнутой экосистеме, на других программных платформах этот язык неэффективен.

Высокая стоимость. Программная среда распространяется платно. Для покупки по минимальной стоимости нужно быть студентом образовательного учреждения. Также алгоритмы являются проприетарными, поэтому просмотр кода большей их части недоступен.

Сочетание узкой специализации и высокой стоимости — основная причина, по которой программный пакет MatLab не получил широкого распространения.  

Курс

Уверенный старт в IT Поможем определить подходящую вам IT-профессию и освоить её с нуля. Вы на практике попробуете разные направления: разработку на разных языках, аналитику данных, Data Science, менеджмент в IT. Это самый подходящий курс для построения карьеры в IT в новой реальности. Хочу в IT!

Matlab — Математическое моделирование и одноимённый ЯП / Хабр

Математическое моделирование и одноимённый ЯП

Статьи Авторы Компании

Сначала показывать

Порог рейтинга

MaksimSidorov 000Z” title=”2022-10-14, 11:15″>вчера в 11:15

Блог компании ЦИТМ Экспонента FPGA *Matlab *Инженерные системы *

Добрый день! В этой статье я расскажу, как наши заказчики используют ПЛИС в полунатурных стендах и стендовых испытаниях.

В центре инженерных технологий и моделирования «Экспонента» уже много лет мы занимаемся продвижением модельно-ориентированного проектирования в России. Поэтому наш опыт сконцентрирован вокруг инструментов модельно-ориентированного проектирования — то есть различных сред моделирования и симуляции — и применения их в инженерных разработках.

Эта статья написана совместно с нашими хорошими партнерами — компанией «РИТМ». Компания занимается разработкой полунатурных стендов и комплексов полунатурного моделирования «РИТМ» (КПМ «РИТМ»), которые используются нашими заказчиками.

КПМ «РИТМ» представляет собой программно-аппаратное решение для тестирования в реальном времени. Спектр его применений широкий: от быстрого прототипирования алгоритмов управления до полунатурного моделирования объекта управления (Hardware-in-the-Loop или HIL тестирование).

РИТМ применяется нашими заказчиками в различных инженерных областях: от авиастроения и ВПК до автомобилестроения и электроэнергетики.

КПМ «РИТМ» поставляется настроенным «под ключ» под задачи проекта или стенда, и оснащен всеми необходимыми модулями ввода-вывода (аналоговыми, цифровыми, специализированными интерфейсами и протоколами). Пользователи могут быстро и бесшовно запускать свои модели в реальном времени (содержащие алгоритмы или модели объекта управления) и подключать их к реальным устройствам

(например, блоку управления или исполнительным механизмам) через модули ввода-вывода.

Наши заказчики успешно используют этот подход уже многие годы, но в некоторых узких задачах сталкиваются со следующими проблемами:

•‎ Необходимо существенно сократить шаг расчета алгоритма;

•‎ Не хватает вычислительных ресурсов для решения задачи в реальном времени на процессоре;

•‎ Требуется подключить к алгоритму высокоскоростные цифровые, аналоговые или другие интерфейсы;

•‎ Требуется поддержать заказные интерфейсы или протоколы обмена.

Если вы тоже сталкиваетесь с такими проблемами, то добро пожаловать под кат — даже если вы раньше никогда не слышали о модельно-ориентированном проектировании или ПЛИС.

Читать далее

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0 +3

Просмотры

814

Комментарии 0

dr_bob_davidov 22 сентября в 16:31

Высокая производительность *Анализ и проектирование систем *Интерфейсы *Matlab *Инженерные системы *

В этой работе показана детальная авторская реализация объединения сред TIA Portal и Simulink для совместного моделирования с обменом данными, работающая при любом, даже самом малом, шаге квантования (моделирования). Этот вариант позволяет также тестировать PLC контроллеры TIA Portal на частотах квантования контроллеров. Синхронизация сред осуществляется без применения таймеров реального времени. Приведен пример построения быстродействующего контура, обеспечивающего управление аналоговым неустойчивым объектом Simulink виртуальным ПЛК среды TIA Portal. Экспериментально определено, что предлагаемое объединение сред не влияет на результаты моделирования.

Состояние проблемы

Интегрированная среда разработки систем автоматизации TIA Portal содержит инструментальные средства для конфигурирования, настройки, тестирования и обслуживания систем. Мощная среда MATLAB/Simulink обеспечивает эффективное моделирование и оптимизацию сложных динамических систем. Совместное моделирование TIA Portal и Simulink повышает качество проектирования систем автоматизации и управления и сокращает сроки проектирования.

Известны примеры связи сред TIA Portal – Simulink через OPC сервер, в которых среды обмениваются пакетами данных с максимальной частотой 10 раз с секунду [1,2,3]. Это ограничение определяет максимальную частоту квантования. Для моделирования и работы быстродействующих систем, которые характеризуются широкой полосой пропускания, требуется высокая частота квантования.

Скорость непосредственной передачи/приема данных через TCP канал в десятки раз выше скорости передачи через OPC сервер. Однако, для TCP связи с контроллерами TIA Portal, которые выступают в роли TCP клиента, необходимо, чтобы модель Simulink работала в режиме сервера, а таких библиотечных средств у Simulink нет.

Читать далее

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0 +1

Просмотры

958

Комментарии 7

Indemsys 9 сентября в 09:19

Open source *Программирование микроконтроллеров *Matlab *Производство и разработка электроники *DIY или Сделай сам

Для тестирования выбрана аппаратная платформа на базе чипа STM32H753VIH с частотой ядра 480 МГц. Подключение к SD карте выполнено через интерфейс SDMMC с частотой 60 МГц. В качестве драйвера работает стандартная библиотека STM32H7xx_HAL. Используется промежуточное программное обеспечение FileX из пакета Azure RTOS поддерживающее exFAT.

Читать далее

Всего голосов 23: ↑23 и ↓0 +23

Просмотры

2.5K

Комментарии 1

petuhoff 24 августа в 00:15

Анализ и проектирование систем *Математика *Промышленное программирование *Matlab *

Перевод

Tutorial

Данная учебная задача показывает, как создавать динамическую модель системы, методами структурного моделирования.

Несмотря на то, что данная модель очень проста, процесс ее создания, необходимая последовательность шагов и выполняемые действия в данном примере, точно такие же как для моделей сложных систем. Поэтому этот текст можно рассматривать как методические рекомендации к любой модели создаваемой методом струкутурного моделирования.

В данном переводе сделан акцент на последовательность шагов. Я так же добавил несколько собственных комментарий к каждому шагу. 

Читать далее

Всего голосов 12: ↑12 и ↓0 +12

Просмотры

2.8K

Комментарии 1

Igorec_matveev 23 августа в 09:00

Блог компании ЦИТМ Экспонента Проектирование и рефакторинг *Matlab *

Итак, вам нужно ускорить модель объекта управления в несколько раз. Вы попробовали рекуррентные сетки, а потом решили вспомнить Ляпунова и Понтрягина и сделать это без data science. Поехали!

Читать далее

Всего голосов 7: ↑7 и ↓0 +7

Просмотры

2.2K

Комментарии 3

honyaki 000Z” title=”2022-08-19, 23:47″>19 августа в 23:47

Блог компании SkillFactory Python *Математика *R *Matlab *

Перевод

Узнать больше

Всего голосов 6: ↑3 и ↓3 0

Просмотры

4.7K

Комментарии 1

n_kapyrin 12 июля в 08:00

Блог компании ЦИТМ Экспонента Проектирование и рефакторинг *Машинное обучение *Matlab *Инженерные системы *

Привет, Хабр! Продолжаем нашу серию статей о суррогатном моделировании, на этот раз расскажем, как мы применили нейросети при создании сложных технических систем – приспособили GRU в качестве суррогатной модели. Реальный кейс для клиента в рамках реального проекта.

Поставим нейросети обучение на службу проектировщику. Полетели!

Читать далее

Всего голосов 7: ↑7 и ↓0 +7

Просмотры

1. 8K

Комментарии 0

petuhoff 4 июля в 00:37

Анализ и проектирование систем *Алгоритмы *Математика *Промышленное программирование *Matlab *

Tutorial

Продолжаем публикацию лекций по курсу “Управление в Технических Системах” автор – Олег Степанович Козлов на кафедре Э7 МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется. В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ. 3.2. Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья. 3.3. Апериодическое звено 1–го порядка инерционное звено. На примере входной камеры ядерного реактора. 3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 3.5. Колебательное звено. 3.6. Инерционно-дифференцирующее звено. 3.7. Форсирующее звено.  3.8. Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением). 3.9. Изодромное звено (изодром). 3.10 Минимально-фазовые и не минимально-фазовые звенья. 3.11 Математическая модель кинетики нейтронов в «точечном» реакторе «нулевой» мощности. 4 Структурные преобразования систем автоматического регулирования.

Будет как всегда позновательной увлекательно и интересно.

Читать далее

Всего голосов 11: ↑9 и ↓2 +7

Просмотры

4.1K

Комментарии 0

YuriyYurev 15 июня в 11:00

Блог компании ЦИТМ Экспонента Разработка систем связи *FPGA *Matlab *Инженерные системы *

Tutorial

Однажды мне прилетела задача реализовать DMR на ПЛИС. Опустившись на дно интернета, я нашел лишь мануал ETSI и пару примеров по генерации кода – с этого начался мой тернистый путь изучения данной тематики. Недавно наткнулся на мем, и тут нахлынули воспоминания…

Читать далее

Всего голосов 8: ↑7 и ↓1 +6

Просмотры

2.9K

Комментарии 7

petuhoff 28 апреля в 00:31

Анализ и проектирование систем *CAD/CAM *Математика *Промышленное программирование *Matlab *

Стандарт цифровых двойников определяет цифровую модель изделия как “систему верифицированных и валидированных математических, компьютерных моделей и электронных документов изделия, описывающих поведение вновь разрабатываемого или эксплуатируемого изделия на различных стадиях жизненного цикла, использующую программные средства импорта и экспорта моделей и электронных документов, программные средства численного решения задач и компьютерного моделирования, а также визуализации”.

Другими словами, цифровой двойник — это не одна модель, а система моделей или набор моделей, каждая из которых предназначена для решения конкретных задач в рамках жизненного цикла изделия. Требования к конкретной модели определяются задачами, решаемыми с помощью данной модели.

В статье описан реальный опыт создания модели системы электроснабжения самолета (СЭС) в рамках реализации методов модельно-ориентированного проектирования в авиации.

Читать далее

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0 +3

Просмотры

3.5K

Комментарии 6

ritm_energy 26 апреля в 17:17

Блог компании ЦИТМ Экспонента Сетевые технологии *Matlab *Энергия и элементы питания Инженерные системы *

Так вышло, что испытания релейной защиты обязательно проводят на специальных комплексах в режиме реального времени. Внутри этих комплексов находятся цифровые двойники электроэнергетических объектов. Чтобы разобраться как и зачем их туда загружают, мы прольем свет на всеми любимый и ненавистный стандарт МЭК 61850 и поделимся своим опытом моделирования энергосистем на КПМ РИТМ.

Читать далее

Всего голосов 10: ↑9 и ↓1 +8

Просмотры

6.7K

Комментарии 19

kms_msk 15 апреля в 17:03

.NET *C# *Matlab *

Tutorial

Когда есть желание пользоваться m-файлами на стороне, например, впихнуть хорошо работающие методы аппроксимации из Curve Fitting Toolbox в какую нибудь стороннюю свою разработку, можно скомпилировать dll-библиотеку и использовать ее по своему разумению.

Данная статья – кратко по шагам действия.

Читать далее

Всего голосов 4: ↑3 и ↓1 +2

Просмотры

2. 8K

Комментарии 4

petuhoff 28 марта в 00:20

Анализ и проектирование систем *CAD/CAM *Промышленное программирование *Matlab *

Tutorial

Продолжаем публикацию лекций по курсу “Управление в Технических Системах”

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется. В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ. 3.2. Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья. 3.3. Апериодическое звено 1–го порядка инерционное звено. На примере входной камеры ядерного реактора. 3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 3.5. Колебательное звено. 3.6. Инерционно-дифференцирующее звено. 3.7. Форсирующее звено.  3.8. Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением). 3.9. Изодромное звено (изодром). 3.10 Минимально-фазовые и не минимально-фазовые звенья. 3.11 Математическая модель кинетики нейтронов в «точечном» реакторе «нулевой» мощности.

Сегодня у нас легкий текст понятный даже школьнику!

Читать далее

Всего голосов 5: ↑4 и ↓1 +3

Просмотры

3.9K

Комментарии 2

n_kapyrin 11 марта в 17:24

Блог компании ЦИТМ Экспонента Машинное обучение *Matlab *Искусственный интеллект Инженерные системы *

Что вам важнее в DL-проекте, удобство или производительность? Посмотрим на проблему глазами инженера-разработчика сложных систем с элементами искусственного интеллекта. Как типичный инструментарий в этой сфере справляется с обучением и выполнением?

В этой статье мы запустим пару нейросетей в MATLAB и сравним быстродействие ResNet с opensource-фреймворками. Так что, если хотите обсудить, в чем (кроме удобства) коммерческий фреймворк может выиграть у опенсорса, добро пожаловать!

Читать далее

Всего голосов 13: ↑11 и ↓2 +9

Просмотры

12K

Комментарии 22

Emptea 11 марта в 11:14

Matlab *

Из песочницы

В статье рассмотрена свёртка посредством блоков «Convolution» и «Discrete FIR filter» чуть более подробно (и с более корректными примерами), чем в документации Simulink.

Читать далее

Рейтинг 0

Просмотры

874

Комментарии 0

petuhoff 000Z” title=”2022-02-23, 00:15″>23 февраля в 00:15

Анализ и проектирование систем *CAD/CAM *Математика *Промышленное программирование *Matlab *

Tutorial

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется. В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.
3.2. Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.
3.3. Апериодическое звено 1–го порядка инерционное звено. На примере входной камеры ядерного реактора. 3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 
3.5. Колебательное звено. 3.6. Инерционно-дифференцирующее звено. 
3.7. Форсирующее звено.  3.8. Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением). 3.9. Изодромное звено (изодром). 
3.10 Минимально-фазовые и не минимально-фазовые звенья.

Заключительная статья из раздела 3 Частотные характеристики звеньев и система автоматического регулирования.

Перефразируя Ленина, можно сказать: теория автоматического управления всесильна, потому что она верная. И действительно, в статьях на хабре мы представляли в виде передаточных функций абсолютно разные физические процессы: грузик на пружинке, гидравлический поршень, камеру смешения реактора, электрический контур, распространение вируса. То есть абсолютно разные физические процессы сводятся к единообразному представлению, и меня это не перестает удивлять.   Даже атомный реактор в умелых руках человека, знающего ТАУ, превращается в простые элегантные формулы, а затем – в квадратик передаточной функции. 

Дисклеймер: в тексте нет основных понятий и определений из теории диффузионного приближения ядерного реактора.

Читать далее

Всего голосов 8: ↑7 и ↓1 +6

Просмотры

2.2K

Комментарии 2

petuhoff 18 февраля в 00:33

Программирование *Анализ и проектирование систем *Математика *Matlab *Визуальное программирование *

Tutorial

Мы живем в сложное время, когда доллар обесценивается, цены на акции скачут, и даже у Газпрома мечты не сбываются, а наоборот – сложности с сертификацией Северного потока-2. И за окном не май месяц, а вовсе даже серый февраль. В этот момент на первое место выходят вечные ценности: водка, секс, и  рок’н’ролл. А для секса желательно конечно, горячая вода. 

В данной статье покажем, как методом структурного моделирования динамики рассчитать экономику  электрического бойлера и оптимизировать его работу.

Данная статья – продолжение примера из лекции про изoдромное звено. 

Читать далее

Всего голосов 25: ↑16 и ↓9 +7

Просмотры

5.3K

Комментарии 32

honyaki 17 февраля в 23:39

Блог компании SkillFactory Геоинформационные сервисы *Машинное обучение *Matlab *Искусственный интеллект

Перевод

Даже небольшие погрешности в измерениях скорости судна относительно воды могут привести к большим ошибкам в расчётах ходовых качеств судна и увеличению расхода топлива на десятки тонн в день. О том, как эту проблему решает машинное обучение, рассказываем к старту флагманского курса по Data Science.

Читать далее

Всего голосов 6: ↑4 и ↓2 +2

Просмотры

2K

Комментарии 6

eyudinkov 11 января в 16:01

Алгоритмы *Matlab *Лазеры

Цель написания данной статьи — показать, как на реальном оборудовании реализовывать системы сканирования объектов и создавать их трехмерные модели выносным сканером профильного типа.

Существует несколько различных подходов к сканированию, но мы рассмотрим только облака точек. Набор точек, полученных в результате сканирования, описывает поверхность сканируемого объекта, которая легко поддается обработке (фильтрация, удаление выбросов, т. д.). Однако при использовании выносных сканеров, как правило, возникают проблемы искажения получаемых моделей в связи с движением сканера над поверхностью исследуемого объекта. Решение данной проблемы мы и рассмотрим в рамках этой статьи.

Читать далее

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0 +3

Просмотры

1.7K

Комментарии 0

radioinzh 24 декабря 2021 в 11:29

Программирование *Разработка систем связи *Matlab *

Из песочницы

Tutorial

Статья может быть интересна студентам, инженерам и разработчикам, работающим над созданием цифровых систем радиосвязи. Рассчитана на пользователей, владеющих минимальными основами работы в среде разработки Octave (MatLab). Однако, для понимания могут потребоваться довольно глубокие знания радиотехники и математики.

Имитационная модель будет настолько проста, что в ней даже не будет частоты дискретизации, не будет несущей частоты, не будет скорости передачи данных, не будет мощности передаваемого сигнала. Тем не менее, всё это будет учтено, ведь мы хотим создать универсальную модель, справедливую для любых комбинаций этих параметров. Как же так, — скажут инженеры, — как можно создавать такие модели, в которых нет самых необходимых параметров? Ведь модуляция — это изменение одного из параметров несущей, то есть её амплитуды, частоты или фазы. Вот и попробуем разобраться, что к чему, а заодно прикоснёмся к тому, что называют наукой.

Читать далее

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0 +3

Просмотры

1.5K

Комментарии 4

Как устроен современный MATLAB? | KV.by

MATLAB сочетает в себе простой в освоении язык с высокой скоростью расчетов. Благодаря чему достигается такое быстродействие? Что нужно сделать, чтобы написать на MATLAB по-настоящему быструю программу? Наконец, существует ли достойная альтернатива MATLABу среди свободного программного обеспечения? На все эти вопросы мы и постараемся сейчас ответить.

MATLAB появился в конце 1970-х как скриптовый язык и обертка над функциями библиотек линейной алгебры LINPACK и EISPACK. Особенностью MATLAB является то, что базовый (а в ту пору — единственный) тип данных в нем — матрица, а не число. Благодаря этому удалось избавить запись матричных операций от циклов, сделав ее более компактной и похожей на математическую. С другой стороны, использование самых современных на тот момент библиотек обеспечивало высокое быстродействие расчетов. Все это способствовало быстрому росту популярности MATLAB.

Умножение матрицы на число, записанное разными способами

С тех пор прошло более тридцати лет. За эти годы о MATLAB были написаны десятки книг, он сделался одним из стандартных языков для научно-технических расчетов. Относительная простота языка и высокая скорость выполняемых с его помощью вычислений сохранились и по-прежнему остаются привлекательными сторонами пакета. Но за счет чего это достигается? Как устроен современный MATLAB?

Как и прежде, у MATLAB «под капотом» самые современные математические библиотеки. Сейчас это: Intel Math Kernel Library (MKL) для операций линейной алгебры и Intel Integrated Performance Primitives Library (IPPL) — для оптимизации обработки изображений. MKL включает в себя, в частности, библиотеки: BLAS, реализующую базовые векторно-матричные операции, и LAPACK — современное развитие LINPACK — содержащую решатели задач линейной алгебры. Поэтому неудивительно, что по скорости выполнения MATLAB обгоняет любой «самодельный» код, реализующий векторно-матричные операции. Также уверенно обходит он и пакеты, использующие другие реализации BLAS и LAPACK.

Дело в том, что MKL и IPPL используют SSE и AVX — наборы инструкций для процессора, которые реализуют параллельные вычисления, в случае, когда нужно выполнить одну и ту же последовательность действий над разными данными (SIMD). Это приводит к существенному росту производительности, причем без каких-либо усилий со стороны пользователя.

Кроме того, MATLAB, вероятно, использует SSE/AVX и в функциях своего ядра, которые реализованы на С. По крайней мере, для разработки пакета MathWorks использует Intel Parallel Studio XE, в состав которого входит компилятор C/C++.

Любопытно, что на компьютерах с процессорами AMD MATLAB также использует библиотеки, разработанные в Intel, хотя AMD реализовало свою библиотеку со сходными возможностями — AMD Core Math Library (ACML).

Таким образом, быстродействие MATLAB складывается из высокооптимизированных библиотек (Intel), неявной параллелизации (что также является заслугой Intel) и настроенных на использование этих преимуществ функций ядра (MathWorks). Мы не можем знать точно степень влияния каждого из факторов, кроме того они могут меняться от версии к версии и от платформы к платформе.

Определение версий используемых MATLAB библиотек с помощью функции version

Для того чтобы эффективно использовать эти возможности, нужно «векторизовать» программу, т. е. заменить использование циклов операциями над массивом в целом, которые как раз и реализуются быстрыми функциями MATLAB.

Но и циклы не были забыты. В 2003 г. в составе MATLAB (версии 6.5, R13) появился JIT-компилятор. Он анализирует выполняемую программу, транслируя повторяющиеся фрагменты в машинный код. В результате, при последующих повторениях скорость выполнения этих фрагментов значительно возрастает (иногда — до 100 раз), что позволяет сделать некоторые циклы почти столь же быстрыми, как их векторизованные аналоги. Но: для того, чтобы JIT-компилятор можно было успешно применить, код цикла должен удовлетворять определенным требованиям.

Краткую сводку этих требований, а также советов по векторизации программы, можно получить в работе Writing Fast MATLAB Code, а более детальную и свежую информацию — в блоге Undocumented Matlab Яира Альтмана или на страницах его книги “Accelerating MATLAB Performance” — наиболее подробному на сегодняшний день руководству по оптимизации программ MATLAB. Кстати, приведенное выше использование функции version также относится к недокументированным возможностям пакета.

В качестве более дешевой альтернативы MATLABу можно использовать Python c библиотеками NumPy/SciPy и установленной MKL. При этом вместо JIT-компилятора MATLAB применяются Numba или Cython. Многочисленные тесты, результаты которых можно найти в Интернет (например, этот), говорят о том, что MATLAB и связка Python + SciPy выдают весьма близкие по быстродействию результаты, так что на первый план выступают умение программиста и его знание особенностей конкретного пакета.

 Дмитрий Храмов

Версия для печати

Рубрики: 

• Software: ПК

Теги: 

• Matlab

• программа

• расчеты

Оценка публикации

Всего голосов: 0

Опубликовал: dkhramov, 23 января, 2015 – 12:24

Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!

Detect state – MATLAB is*

Определить, является ли входы на протяженность

99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999. ввод представляет собой категориальный массив

isa	Detect object of given MATLAB class or Java ® class
isappdata	Determine if object has specific application -определенный data
isbanded	Определить, находится ли матрица в заданной полосе пропускания
ISBETINE	Элементы массива, возникающие в рамках даты и временного интервала
ISCALENDARUTURATURATURATURATURATURATURATURE
iscategory	Проверка категорий категориального массива
iscell	Determine if input is cell array
iscellstr	Determine if input is cell array of character vectors
ischar	Определить, является ли ввод массивом символов
iscolumn	Определить, является ли ввод массивом столбцов
iscom	Determine if input is Component Object Model (COM) object
isdatetime	Determine if input is datetime array
isdiag	Определение диагонали матрицы
isdst	Значения даты и времени в летнее время
isduration	Determine if input is duration array
isempty	Determine if input is empty array
isenum	Определить, является ли переменная перечислением
равно	Определить, равны ли массивы численно
isequaln	Определение численного равенства массивов, обработка NaN с как равные
isevent	Определить, является ли ввод объектом объектной модели компонентов (COM) event
isfield	Определить, является ли ввод полем массива структур MATLAB
isfile	Определить, является ли ввод файлом
ISFINITE	Обнаружение конечных элементов массива
ISFLOAT	определить, является ли вход плавающей точки. isfolder	Определить, является ли вход папкой
ishandle	Detect valid graphics object handles
ishermitian	Determine if matrix is ​​Hermitian or skew-Hermitian
ishold	Определить, включено ли состояние удержания графики
isinf	Detect infinite elements of array
isinteger	Determine if input is integer array
isinterface	Определить, является ли ввод интерфейсом модели компонентных объектов (COM)
isjava	Определить, является ли ввод объектом Java
iskeyword	Determine if input is MATLAB keyword
isletter	Detect elements that are alphabetic letters
islogical	Определить, является ли ввод логическим массивом
ismac	Определить, работает ли MATLAB для ОС Macintosh Х платформа
ismatrix	Determine whether input is matrix
ismember	Detect members of specific set
ismethod	Determine если ввод является методом объекта
ismissing	Найти элементы таблицы с отсутствующими значениями
ISNAN	Обнаружение элементов массива, которые не являются числом (NAN)
ISNAT	. Определение NAT-A-Oй.
Isnumeric	Определить, является ли входной вход.0008
ISORDINAL	Определить, является ли входной категориальный массив
ISPC	Определить, выполняет ли запуск MATLAB для ПК. Платформа
Isprime	Обнаружение основных элементов массива
ISPROP		ISPROP		0005 Определить, является ли ввод свойством объекта
isprotected Защищен
ISREAL	Определите, являются ли все элементы массива реальными числами
ISREGULAR	Определение определения времени в рамках временного времени в рамках времени регулярно	50003	isrow	Determine whether input is row vector
isscalar	Determine if input is scalar
issorted	Determine if set элементы отсортированы
issortedrows	Определить, отсортированы ли строки матрицы или таблицы
isspace	Detect space characters in array
issparse	Determine if input is sparse array
isstring	Определите, является ли ввод массивом строк
isStringScalar	Определить, является ли ввод массивом строк с одним элементом
isstrprop	Determine if string is of specified category
isstruct	Determine if input is MATLAB structure array
isstudent	Определить, является ли студенческая версия MATLAB
асимметричной	Определить, является ли матрица симметричной или кососимметричной
istable	Determine whether input is table
istabular	Determine if input is table or timetable
istall	Determine if ввод представляет собой длинный массив
istimetable	Определить, является ли ввод расписанием
istril	Determine if matrix is ​​lower triangular
istriu	Determine if matrix is ​​upper triangular
isundefined	Find undefined элементы в массиве категорий
isunix	Определите, работает ли MATLAB для UNIX ® платформа .
isvarname	Determine if input is valid variable name
isvector	Determine if input is vector
isweekend	Значения даты и времени в выходные дни

is* (функции MATLAB)

is* (функции MATLAB)

Справочник по функциям MATLAB

*

Состояние обнаружения

Описание

Эти функции определяют состояние объектов MATLAB:

Иса	Обнаружить объект данного класса MATLAB или класса Java
isappdata	Определить, имеет ли объект определенные данные, определяемые приложением
iscell	Определить, является ли ввод массивом ячеек
iscellstr	Определить, является ли ввод массивом ячеек строк
ишар	Определить, является ли ввод массивом символов
иском	Определить, является ли ввод объектом объектной модели компонентов (COM)
isdir	Определить, является ли ввод каталогом
пусто	Определить, является ли ввод пустым массивом
равно	Определить, равны ли массивы численно
равно с равным	Определить, равны ли массивы численно, обрабатывая NaN с равными
событие	Определить, является ли ввод событием объекта
Исфилд	Определите, является ли ввод полем массива структуры MATLAB
конечный	Обнаружение конечных элементов массива
isfloat	Определить, является ли ввод массивом с плавающей запятой
isglobal	Определить, является ли ввод глобальной переменной
ручка	Обнаружение допустимых дескрипторов графических объектов
Айхолд	Определить, включено ли состояние удержания графики
инф	Обнаружить бесконечные элементы массива
целое число	Определить, является ли ввод массивом целых чисел
isinterface	Определить, является ли ввод интерфейсом объектной модели компонентов (COM)
исджава	Определить, является ли ввод объектом Java
iskeyword	Определите, является ли ввод ключевым словом MATLAB
логический	Определить, является ли ввод логическим массивом
член	Обнаружение членов определенного набора
ismethod	Определить, является ли ввод объектным методом
иснан	Обнаружить элементы массива, не являющиеся числами (NaN)
цифровой	Определить, является ли ввод числовым массивом
изообъект	Определите, является ли ввод объектом MATLAB OOPs
испк	Определите версию MATLAB для ПК (Windows)
испрайм	Обнаружение простых элементов массива
испроп	Определить, является ли ввод свойством объекта
реал	Определить, все ли элементы массива являются действительными числами
Исскаляр	Определить, являются ли входные данные скалярными
несортированный	Определить, отсортированы ли элементы набора
isspace	Обнаружение пробелов в массиве
редкий	Определить, является ли ввод разреженным массивом
isstrprop	Определить, относится ли строка к указанной категории
структура	Определите, является ли ввод массивом структур MATLAB
студент	Определить, является ли студенческая версия MATLAB
isunix	Определите, является ли UNIX-версия MATLAB
действителен	Определить, действителен ли объект ввода
исварнаме	Определить, является ли ввод допустимым именем переменной
isvector	Определить, являются ли входные данные векторными

См. также

isa

isa

© 1994-2005 The MathWorks008, Inc.

Все, что вам нужно знать о MATLAB (Матричная лаборатория)

MATLAB определяется как проприетарное программное приложение и язык программирования MathWorks, который облегчает сложные задачи анализа данных, такие как реализация алгоритма, взаимодействие с другими приложениями и управление матрица данных. В этой статье объясняется назначение MATLAB, его ключевые концепции и варианты использования в 2022 году.

Содержание

• Что такое MATLAB (лаборатория матриц)?
• Как работает MATLAB?
• 5 ключевых функций MATLAB
• Использование MATLAB

Что такое MATLAB (лаборатория матриц)?

MATLAB — это проприетарное программное приложение и язык программирования MathWorks, который упрощает сложные задачи анализа данных, такие как реализация алгоритма, взаимодействие с другими приложениями и управление матрицей данных.

Как работает MATLAB | Источник

MATLAB расшифровывается как «Матричная лаборатория». Он был разработан Кливом Моллером и разработан MathWorks. Это многоцелевой язык программирования для числовых вычислений.

Проекты LINPACK и EISPACK отвечали за первоначальную разработку, чтобы они могли предложить доступ к созданному ими программному обеспечению Matrix. С более чем 4 миллионами пользователей MATLAB стал обязательным инструментом. Передовые инженерные и научные курсы используются в качестве учебных пособий. Исследователи используют его в промышленности в качестве инструмента разработки и анализа.

MATLAB имеет такие функции, как встроенное редактирование, средства отладки и структуру данных. Он имеет простые в использовании графические команды и различные встроенные команды и математические функции, которые позволяют пользователям выполнять математические вычисления. Это программное обеспечение позволяет пользователям манипулировать матрицами, запускать алгоритмы, разрабатывать пользовательские интерфейсы и визуализировать несколько функций и типов данных. Он используется для обработки сигналов, обработки изображений и аудио, машинного обучения и глубокого обучения.

Вот ключевые особенности MATLAB:

• Многофункциональный интерфейс: Это язык высокого уровня, который может взаимодействовать с другими языками, такими как Java и Perl. Он предоставляет пользователям интерактивную среду. Он обеспечивает среду для запуска требовательных когнитивных технологий и компьютерного зрения.
• Возможности данных: Позволяет пользователям получать доступ к данным из таких источников, как изображения и аудиофайлы. Он также поддерживает данные из видео, двоичных файлов и телеметрии.
• Ящики для инструментов: Он имеет набор инструментов глубокого обучения, который предоставляет простые команды MATLAB, используемые для построения и связывания слоев глубокой нейронной сети. Он имеет набор инструментов вычислительной биологии, который позволяет биологам строить и анализировать биологические модели.

Подробнее: Почему будущее управления базами данных за открытым исходным кодом

Плюсы и минусы MATLAB

MATLAB предлагает пользователям множество преимуществ, что делает его таким эффективным инструментом. Он:

• Оптимизирован для выполнения более быстрых матричных операций.
• Относительно прост в освоении и имеет удобный интерфейс.
• Имеет множество важных встроенных алгоритмов, которые могут потребоваться пользователям.
• Объединяет расчеты с визуализацией, например с построением графиков.
• Может использоваться как язык программирования или калькулятор.

Кроме того, ошибки в MATLAB легко исправить, так как это не компилируемый, а интерпретируемый язык. Он также предоставляет пользователям платформу для выполнения символьных математических операций с использованием алгоритмов и инструментов символьного манипулирования.

Однако следует помнить о некоторых ограничениях. Он предназначен для научных вычислений и поэтому не подходит для других приложений. MATLAB как интерпретируемый язык работает медленнее, чем другие компилируемые языки, такие как C++. Это не язык программирования общего назначения, такой как Fortran или C. Пользователи должны создавать разные файлы для разных функций, поскольку MATLAB не позволяет им создавать функции в одном файле .m, в отличие от других языков программирования.

Наконец, большинство команд MATLAB не имеют прямого эквивалента в командах других языков программирования, поскольку эти команды предназначены только для использования в MATLAB. Это делает ваши навыки непередаваемыми. Прежде чем мы более подробно обсудим, как работает MATLAB, вот несколько программных приложений, предлагающих аналогичные функции: 

• GNU Octave: Совместимость и вычислительные возможности аналогичны MATLAB.
• Scalib : исходный код с открытым исходным кодом идентичен реализации MATLAB.
• Максимум: Используется для манипулирования выражениями, такими как ряд Тейлора.
• Юлия: Используется для выполнения аналитики по количественным и вычислительным наукам.
• Sage Math: Используется для анализа больших наборов данных.

Подробнее: Что такое управление корпоративными данными (EDM)? Определение, важность и рекомендации

Как работает MATLAB?

Являясь языком программирования четвертого поколения, MATLAB в основном применяется в технических вычислениях. Он обеспечивает удобную для пользователя среду, позволяющую выполнять вычисления, визуализацию и функции программирования.

Когда программа написана на MATLAB, она использует компилятор точно в срок, чтобы сделать написанную программу быстрой. После этого он назначает задачи математической обработки центральному процессору компьютера и оптимизирует библиотечные вызовы. Таким образом, это гарантирует, что программа решается более легко. Следующие компоненты обеспечивают работу MATLAB:

1. Среда MATLAB

Термин «среда MATLAB» относится к набору инструментов и инфраструктуры, доступных для пользователей на платформе MATLAB. В этот компонент включены возможности управления переменными в рабочей области, а также средства импорта и экспорта данных. Инструменты для организации, создания, отладки и профилирования M-файлов и программ, разработанных с помощью MATLAB, также доступны в среде.

Среду MATLAB можно использовать как интерактивный калькулятор или как среду программирования. В режиме калькулятора встроенные функции, алгоритмы и наборы инструментов MATLAB предоставляют универсальную среду для выполнения вычислений и визуализации результатов с помощью графического построения. С другой стороны, MATLAB в режиме программирования имеет редактор, отладчик и профилировщик, которые позволяют пользователям писать свои функции и сценарии.

2. Окна и панели

Когда пользователи запускают MATLAB, появляется окно с несколькими панелями. В этом окне есть панель рабочей области, окно команд, панель текущего каталога и панель истории команд. В командном окне есть приглашение командной строки, используемое для запуска функций, работающих с переменными. Все переменные создаются и хранятся в рабочей области, где панель рабочей области позволяет пользователям легко получить к ним доступ.

Пользователи могут просматривать сохраненные файлы данных на панели текущего каталога. Пользователи могут получить доступ к истории всех команд, которые были выполнены из панели истории команд. Кроме того, в MATLAB есть другие оконные панели, к которым можно получить доступ по мере необходимости. К таким окнам относятся окно отладчика, окно редактора массива и окно браузера справки. Пользователи могут получить доступ к полезной информации о любой функции или наборе инструментов через функцию справки командной строки в браузере справки.

3. Массивы

В командной строке массивы создаются с нуля. В MATLAB данные структурированы в многомерные массивы. Пользователи могут изменять массивы путем сложения или умножения для достижения различных целей. Кроме того, добавляются отдельные элементы, а умножения можно добиться с помощью матричного умножения или умножения элементов.

В режиме калькулятора можно изменить элементы массива, дважды щелкнув имя массива на панели рабочей области. Откроется редактор массива, который позволяет изменить массив вручную.

Между тем, в режиме программирования вы можете изменить элементы, создав часть массива в левой части оператора присваивания. Пользователи могут удалить строку или столбец, поместив их в пустой массив. Матрица 0 x 0 аналогична пустому массиву.

4. Переменные

В MATLAB каждая переменная представляет собой массив или матрицу. Переменные в рабочей области видны из панели рабочей области. Пользователи также могут получить доступ к переменным с помощью команды who. Команда who отображает переменные, которые в настоящее время находятся в памяти, их типы, память, выделенную для каждой переменной, и являются ли они сложными переменными или нет. Файлы данных сохраняются в текущем каталоге, доступном через существующую панель каталогов, в формате .mat.

5. Функции и сценарии

В MATLAB функции используются для выполнения вычислительных задач. Они были созданы для улучшения основных функций MATLAB. Они взаимодействуют друг с другом только через аргументы, которые действуют как вход и выход. Функции имеют свое изолированное рабочее пространство для своих переменных. В режиме калькулятора пользователи могут записывать каждую строку функции одну за другой в командной строке, выполнять и копировать ее, если она работает должным образом.

Сценарий относится к файлу, который состоит из нескольких последовательных строк команд MATLAB. В рабочей области скрипты используют переменные. Функции и сценарии состоят из текстовых файлов с расширением .m. Чтобы отличить функции от сценариев в MATLAB, ключевое слово «функция» появляется в первой строке текстового содержимого, в самом начале.

6. Массивы N-D

Лучи N-D — это многомерные массивы, используемые в MATLAB. Либо фундаментальные двумерные массивы расширяются для их создания, либо массивы строятся с нуля напрямую путем применения таких функций, как нули и единицы. Плотные массивы должны быть представлены массивами N-D, поскольку их нельзя хранить так же, как разреженные массивы.

Узнать больше: Что такое безопасность данных? Определение, планирование, политика и лучшие практики

5 Ключевые функции MATLAB

Функция — это набор операторов, которые при объединении выполняют определенную работу или задачу. Функции MATLAB задаются в отдельных файлах, таких как файлы сценариев. Скачать MATLAB можно здесь. Имя функции и имя файла всегда должны быть сопоставимы.

Обычно функции принимают более одного параметра и могут возвращать более одного аргумента после обработки этих аргументов. Переменные внутри рабочей области функции, известной как локальная рабочая область, зависят от операций функции. Это рабочее пространство отличается от базового рабочего пространства, доступ к которому можно получить с помощью командной строки MATLAB.

В MATLAB функции могут быть созданы с использованием следующего синтаксиса: function [out1,out2, …, outN] = run (in1,in2,in3, …, inN). Из этой функции «выполнить» — это имя функции, которая принимает входные аргументы in1, in2…inN и возвращает выходные данные out1, out2…outN.

Теперь обратимся к пяти типам функций MATLAB:

1. Первичные функции

Первичные функции обычно определяются в файле. Они перечислены первыми в файле функций. Кроме того, основные функции могут быть вызваны извне файла, в котором они определены, либо с помощью дополнительных функций, либо через командную строку.

2. Подфункции

Подфункции аналогичным образом определяются в файле. Дополнительные подфункции могут появляться после основных функций в файле. В отличие от основных функций, подфункции нельзя вызывать из других функций или командной строки вне файла, в котором они указаны. Они доступны для основной функции и дополнительных подфункций внутри файла функций, который определяет подфункции.

3. Вложенные функции

Вложенные функции определяются внутри другой функции или родительской функции. Вложенная функция может обращаться к переменным, объявленным родительской функцией, и изменять их. Они объявлены внутри контекста какой-то другой функции и имеют доступ к рабочей области родительской функции.

4. Анонимные функции

Функция определяется в MATLAB с помощью одного оператора. Он состоит из одного оператора MATLAB и неограниченного количества входных и выходных параметров. Можно создавать анонимные функции в командной строке или внутри скрипта или функции в MATLAB. Это позволяет пользователям создавать необходимые функции без создания отдельного файла. Таким образом, они не сохраняются в файлах программы.

5. Частные функции

Частные функции доступны только для небольшого подмножества других функций. Это тип основной функции, которая находится в подпапках, известных как «частные». Пользователи могут создавать частные функции, чтобы не раскрывать реализацию функции. Пользователи не могут вызывать частные функции из командной строки или за пределами своей родительской папки. Ниже приведены примеры основных функций MATLAB:

• CLC: Очищает командное окно.
• Сохранить («имя файла», «vars»): Сохраняет переменные в файл.
• Str1 + str2: Добавляет строки.
• Isreal(Z): Комплексное число, определяющее, является ли массив действительным.
• Eye(n): Создает единичную матрицу размера n x n.

Подробнее: 10 лучших инструментов управления данными на 2021 год

Использование MATLAB

MATLAB используется в нескольких отраслях, включая автомобилестроение, биотехнологии и фармацевтику, а также электронику, искусственный интеллект, робототехнику и связь. Это полезно для специалистов по данным, инженеров-механиков, экспертов по машинному обучению, специалистов по вычислительным финансам и ученых-исследователей. Ниже приведены области применения MATLAB:

1. Аналитика данных

Аналитика данных включает изучение и анализ данных для получения ценной информации. Анализ данных обычно выполняется с помощью программного обеспечения и инструментов. MATLAB предоставляет среду, в которой ученые, инженеры и ИТ-специалисты могут эффективно анализировать данные. Они также могут создавать системы аналитики больших данных, например, для финансового анализа.

Организации могут использовать MATLAB для проведения экономической оценки. В нем есть инструменты, которые финансовые специалисты могут использовать для оценки таких факторов, как прибыльность, платежеспособность, ликвидность и организационная стабильность.

2. Системы управления

MATLAB предоставляет платформу, на которой пользователи могут легко управлять целыми системами и устройствами. Пользователи могут использовать MATLAB для создания системы управления для различных промышленных систем. Системы управления основаны на контуре управления. Через систему управления пользователи могут давать команды частям системы, управлять ими и регулировать их поведение.

Например, инженеры могут создать систему управления с помощью MATLAB, которая позволит им легко управлять системами отопления. Кроме того, в MATLAB есть набор инструментов системы управления, который позволяет пользователям анализировать алгоритмы и приложения, а также проектировать линейные системы управления.

3. Встроенные системы

Встроенные системы относятся к компьютерным компонентам, состоящим более чем на 90% из аппаратного обеспечения и на 10% из программного обеспечения. Они предназначены для выполнения определенных задач. MATLAB имеет уникальную функцию «кнопки», которая генерирует код и запускает его на оборудовании после нажатия. Примерами встроенных систем являются микроволновые печи, камеры и принтеры.

4. Управление двигателем и мощностью

Алгоритмы управления двигателем помогают регулировать скорость и другие рабочие характеристики приложения. Алгоритмы MATLAB помогают с точным управлением, энергоэффективностью и защитой системы. На этапе разработки MATLAB может помочь пользователям сократить время разработки алгоритмов и сэкономить их средства, прежде чем приступать к дорогостоящему тестированию оборудования.

5. Испытания и измерения

Испытания и измерения электронных изделий являются стандартной производственной практикой. Во время этого процесса электронные продукты подвергаются различным испытаниям, чтобы гарантировать, что на рынок отправляются только качественные и стандартные продукты. Физические осмотры проводятся для выявления любых дефектов материалов, а также проводятся функциональные испытания, чтобы убедиться, что продукты работают должным образом.

MATLAB позволяет инженерам выполнять задачи по тестированию и измерению электронных продуктов. Он предоставляет им необходимые инструменты и помогает автоматизировать задачи. Кроме того, они могут использовать MATLAB для визуализации в реальном времени и анализа данных, которые они собирают.

Подробнее: Что такое каталог данных? Определение, примеры и передовой опыт

6. Цифровая обработка сигналов

Компьютеры и уникальные процессоры цифровых сигналов выполняют различные операции по обработке цифровых сигналов. Среда MATLAB упрощает пользователям использование методов обработки сигналов при анализе данных временных рядов. Он также обеспечивает унифицированный рабочий процесс для разработки потоковых приложений и встроенных систем.

7. Робототехника и мехатроника

Робототехника — это междисциплинарная область науки и техники, связанная с созданием роботов или человекоподобных машин. MATLAB предоставляет универсальную среду, в которой исследователи и инженеры-роботы могут проектировать роботов. Они могут использовать MATLAB для создания и настройки алгоритмов, автоматической генерации кодов и создания реальных систем моделей.

Мехатроника объединяет научные области электроники и машиностроения. В мехатронных системах интегрированы электрические, механические, управляющие и встроенные программные подсистемы. MATLAB предоставляет универсальную среду, в которой инженеры-мехатроники могут проектировать и моделировать все эти подсистемы.

8. Обработка изображений и компьютерное зрение

Обработка изображений направлена ​​на обработку необработанных изображений для их подготовки к другим задачам, таким как компьютерное зрение. При обработке изображений пиксели изображения управляются путем изменения значений матрицы с помощью математических методов. Между тем, компьютерное зрение включает в себя просмотр изображений, как это делает человеческий глаз, а затем понимание и прогнозирование визуального вывода.

MATLAB предоставляет среду, в которой может выполняться жизненно важный процесс построения алгоритмов и анализа изображений. Например, он включает в себя алгоритмы машинного обучения, поддерживающие приложения, которые улучшают изображения с помощью красоты лица и сканирования штрих-кодов. Цифровая обработка изображений также полезна при передаче, приеме и декодировании данных со спутников.

9. Профилактическое обслуживание

Инженеры разрабатывают методы профилактического обслуживания, чтобы определить состояние оборудования и выяснить, когда пользователи должны проводить техническое обслуживание. В MATLAB есть набор инструментов профилактического обслуживания, который инженеры могут использовать для выравнивания данных, разработки индикаторов состояния и оценки оставшегося срока полезного использования машины.

10. Беспроводная связь

Беспроводная связь предполагает соединение двух или более устройств с помощью беспроводного сигнала. Инженеры, работающие в команде, могут повысить производительность, работая с MATLAB. С MATLAB они могут сократить время разработки, поскольку они могут легко обмениваться идеями и устранять проблемы проектирования на раннем этапе, указывая на пропущенные ошибки. MATLAB также обеспечивает упрощенное тестирование и проверку беспроводных устройств.

Узнать больше: Что такое большие данные? Определение, типы, важность и рекомендации

Выводы

MATLAB незаменим для технических групп, работающих с операциями с данными и пользовательскими интерфейсами (UI). Он упрощает сложные вычисления, упрощает разработку алгоритмов искусственного интеллекта и машинного обучения, а также упрощает моделирование и проектирование пользовательского интерфейса. MATLAB также доступен непосредственно в Интернете через ваш веб-браузер, что устраняет необходимость в локальной установке программного обеспечения.