7 Reasons MATLAB Is the Easiest and Most Productive Environment for Engineers and Scientists
Engineers and scientists need a programming language that lets them express matrix and array mathematics directly. Linear algebra in MATLAB is intuitive and concise. The same is true for data analytics, signal and image processing, control design, and other applications.
This is why more than 1,500 textbooks teach using MATLAB.
2. MATLAB Is Designed for Engineers and Scientists
Everything about MATLAB is designed specifically for engineers and scientists:
- Function names and signatures are familiar and memorable.
- The desktop environment is tuned for iterative engineering and scientific workflows.
- Documentation is written for engineers and scientists, not computer scientists.
3. MATLAB Toolboxes Just Work
MATLAB toolboxes offer professionally developed, rigorously tested, field-hardened, and fully documented functionality for a wide range of scientific and engineering applications. Toolboxes are designed to work together, and they integrate with parallel computing environments, GPUs, and C code generation.
Developing algorithms in MATLAB is 10 times faster and more robust than developing in Java. We need to filter our data, look at poles and zeroes, run nonlinear optimizations, and perform numerous other tasks. In MATLAB, those capabilities are all integrated, robust, and commercially validated.
Borislav Savkovic, lead data scientist, BuildingIQ
MatLab
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.
«IT-специалист с нуля» наш лучший курс для старта в IT
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.
Профессия / 8 месяцев
IT-специалист с нуля
Попробуйте 9 профессий за 2 месяца и выберите подходящую вам
Для чего нужен язык MatLab
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.
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.
Курс для новичков «IT-специалист
с нуля» – разберемся, какая профессия вам подходит, и поможем вам ее освоить
Преимущества и недостатки
Преимущества
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.
Недостатки
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.
IT-специалист с нуля
Наш лучший курс для старта в IT. За 2 месяца вы пробуете себя в девяти разных профессиях: мобильной и веб-разработке, тестировании, аналитике и даже Data Science — выберите подходящую и сразу освойте ее.
Simulink
Simulink – среда динамического междисциплинарного моделирования сложных технических систем и основной инструмент для модельно-ориентированного проектирования. Его основным интерфейсом является графический инструмент для построения диаграмм и настраиваемый набор библиотек блоков. Он предлагает тесную интеграцию с остальной средой MATLAB и может либо использовать MATLAB, либо создавать сценарии из него. Simulink широко используется в автоматическом управлении и цифровой обработке сигналов для многодоменного моделирования и проектирования на основе моделей.
В сочетании с другими своими продуктами Simulink может автоматически генерировать исходный код на языке C для реализации систем в режиме реального времени. Поскольку эффективность и гибкость кода улучшаются, он становится все более широко распространенным для производственных систем, в дополнение к тому, что является инструментом для разработки встроенных систем из-за его гибкости и способности к быстрой итерации, Встроенный кодер создает код, достаточно эффективный для использования во встроенных системах.
Simulink. Начало работы
Модельно-ориентированное проектирование: от концепции к коду
Модельно-Ориентированное Проектирование в Simulink
Модельно-Ориентированное Проектирование в Simulink
Simulink предназначен для моделирования и симуляций на системном уровне, что позволяет проводить всестороннее исследование разрабатываемой системы в единой среде проектирования.
Моделирование и симуляции позволяют провести проверку поведения системы в критических условиях или аварийных сценариях. Тем самым происходит снижение затрат на дорогостоящие физические прототипы. Проверка системы осуществляется с помощью полунатурного моделирования и быстрого прототипирования.
Модели Simulink поддерживают автоматическую генерацию кода промышленного качества на языках С, C++ и HDL. Результаты работы сгенерированного кода и модели идентичны. Следующим шагом является развертывание кода на целевом вычислителе или FPGA/ASIC.
Simulink использует преимущества MATLAB
Система управления в Simulink
Алгоритмы, созданные в MATLAB, не требуется переделывать для повторного использования в Simulink. Код MATLAB добавляется в блок Simulink или диаграмму Stateflow без изменений.
Так же MATLAB используется для создания наборов входных данных для симуляций систем. Симуляции масштабируются на кластеры для ускорения таких инженерных задач как перебор параметров или оптимизация, а затем их результаты анализируются и визуализируются в MATLAB.
Система управления в Simulink