วันศุกร์ที่ 8 พฤษภาคม พ.ศ. 2558

MATLAB เบื้องต้น

MATLAB เบื้องต้น

MATLAB เป็นภาษาที่มีประสิทธิภาพสูงใช้สำหรับคำนวณทางด้านเทคนิค ตัวโปรแกรม ได้รวมเอาความสามารถในการคำนวณ, การดูและติดตามข้อมูลต่างๆ รวมทั้งการเขียนโปรแกรม ไว้ในรูปแบบที่ง่ายต่อการใช้งาน โดยที่ปัญหาและวิธีการหาคำตอบ จะแสดงโดยใช้สัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ตามปกติ การใช้งานทั่วๆไปก็มีตามนี้ครับ
  • คำนวณทางคณิิตศาสตร์
  • พัฒนาอัลกอริธึม (Algorithm)
  • สร้างแบบจำลอง (Modeling), จำลองการทำงาน(simulation), และ สร้างตัวต้นแบบ (prototyping)
  • วิเคราะห์ข้อมูล, ตรวจค้นข้อมูล, และ แสดงผลข้อมูลในรูปแบบต่างๆ
  • แสดงภาำพกราฟิคต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์
  • พัฒนาโปรแกรมใช้งานต่างๆ อันนี้รวมถึงการสร้าง Graphical User Interface (GUI) ด้วย
MATLAB เป็นระบบการทำงาน แบบปฏิสัมพันธ์ (interaction)มีองค์ประกอบพื้นฐานของข้อมูลเป็น อาร์เรย์ (array) ที่ไม่ต้องมีการกำหนดมิติ ด้วยหลักการนี้ทำให้เราสามารถใช้ MATLAB แก้ปัญหาการคำนวณทางเทคนิึคได้หลากหลายและรวดเร็ว โดยเฉพาะสูตรที่แสดงโดยใช้ เมทริกซ์ (matrix) และ เวคเตอร์ (vector) ถ้าหากใช้โปรแกรมจำพวก C หรือ Fortran ที่ทำงานเป็นแบบ สเกลาร์ (scalar) ก็จะใช้เวลานานกว่า ชื่อ MATLAB ย่อมาจาก matrix laboratory ตอนแรกนั้น MATLAB ถูกเขียนขึ้นเำื่พื่อให้การเข้าถึงข้อมูลใน เมทริกซ์ซอฟท์แวร์ พัฒนาโื่ดยโครงการ LINPACK และ EISPACK ทำได้ง่าย โครงการทั้งสองเป็นเหมือนกับ state-of-the-art ของซอฟท์แวร์สำหรับการคำนวณทางเมทริกซ์
MATLAB ถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องตามความต้องการของผู้ใช้ที่หลากหลาย ในส่วนของมหาวิทยาลัย ตัวโปรแกรมได้ถูกใช้เป็นซอฟท์แวร์มาตรฐานช่วยในการสอนทั้งในหลักสูตรเบื้องต้นและชั้นสูงทางคณิตศาสตร์, วิศวกรรมศาสตร์ และ วิทยาศาสตร์ ทางด้านอุตสาหกรรม MATLAB ก็ถูกใช้เป็นเครื่องมือที่ช่วยในการทำวิจัย. พัฒนา และวิเคราะห์ต่างๆ ที่ต้องการประสิืทธิผลที่สูง MATLAB ยังมีส่วนที่ของโปรแกรมที่ช่วยแก้ปํญหาเฉพาะทาง เรืยกว่า ทูลบ็อกซ์(toolbox) ที่สำคัญสำหรับผู้ใช้ MATLAB ก็คือ ทูลบ็อกซ์ เหล่านี้ี่ยังช่วยในการเรียนรู้ และนำไปใช้กับเทคนิค เฉพาะทางได้อีกด้วย ทูลบ็อกซ์ คือการจัดรวมกลุ่มของ MATLAB ฟังก์ชั่น (M-files) ที่ขยายขอบเขตการใช้งานของ MATLAB เพื่อแก้ปัญหาในกลุ่มนั้นๆโดยเฉพาะ MATLAB มี ทูลบ็อกซ์ ให้เลือกใช้หลากหลาย เช่น signal processing, control system, neural networks, fuzzy logic, wavelets, simulation และอีกมากมาย
ระบบของ MATLAB
ระบบของ MATLAB ประกอบด้วย 5 ส่วนหลักๆ คือ:

ภาษา MATLAB

เป็นภาษาเมทริกซ์/อาร์เรย์ ชั้นสูง พร้อมด้วย control flow statements, functions, data structures, input/output, และ object-oriented programming เราสามารถโปรแกรมได้ทั้งแบบ “programming in the small” ซึ่งเป็นแบบที่เขียนขึ้นอย่างไม่พิถีำพิถันเำพื่อใช้ชั่วคราว หริอแบบ “programming in the large” ที่สร้างโปรแกรมใช้งานขนาดใหญ่ที่ซับซ้อน

พื้นที่ทำงานของ MATLAB

เป็นที่รวมกลุ่มของ เครึ่องมีอและสี่งอำนวยความสะดวกเมื่อทำงานกับ MATLAB ไม่ว่าจะเป็นแบบผู้ใช้งานทั่วไป หรือนักเขียนโปรแกรม ส่วนนี้จะรวมเครื่องมือช่วยเหลือสำหรับจัดการตัวแปรต่างๆ ในพื้นที่ทำงาน รวมทั้วการนำเข้า (import)และส่งออก(export)ข้อมูล นอกจากนี้ยังมีเครืองมือสำหรับพัฒนา, จัดการ, หาข้อผิดพลาด(debug), และ วินิจฉัย(profile) M-files และ โปรแกรมใช้งานต่างๆของ MATLAB อีกด้วย

การจัดการด้าน Graphics (Handle Graphics)

ส่วนนี้เป็นระบบกราฟิค ของ MATLAB ในส่วนนี้จะรวมคำสั่งชั้นสูงสำหรับแสดงผลข้อมูล(data visualization), image processing, ภาำพเคลื่อนไหว(animation), และ กราฟิคที่ใช้ในการนำเสนอ นอกจากนั้นก็ยังมีคำสั่งพื้นฐาน ที่ยินยอมให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งคุณลักษณะของกราฟิคได้ทั้งหมด รวมทั้งยังสามารถสร้าง GUI ได้อย่างสมบูรณ์บน MATLAB อีกด้วย

ห้องสมุดฟังก์ชั่นทางคณิตศาสตร์ (MATLAB mathematical function library)

ส่วนนี้เป็นที่รวมอัลกอริธึมที่ใช้ในการคำนวณ ตั้งแต่ฟังก์ชั่นพื้นฐานอย่างเช่น sum, sine, cosine, อัลกอริธึมที่ ซับซ้อน ไปจนกระทั่งถึง ฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนมากๆ อย่างเช่น matrix inverse, matrix eigenvalues, Bessel functions และ fast Fourier transforms

MATLAB Application Program Interface (API).

ส่วนนี้เป็นห้องสมุด(library) ที่ยินยอมให้ผู้ใช้เขียนโปรแกรมภาษา C และ Fortran ที่ทำงานร่วมกับ MATLAB ได้ อันนี้รวมถึงเครื่องมืออำนวยความสะดวกในการเรียก routine ต่างๆจาก MATLAB(dynamic link) เรียกใช้ MATLAB เหมือนเป็นเครื่องช่วยคำนวณ รวมทั้งอ่านและเขียน MAT-files

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น