Матрична математическа система MATLAB
Сред бързо развиващите се системи за компютърна математика SCM, фокусирани предимно върху числени изчисления, се откроява матричната математическа система MATLAB. Поради големия брой MATLAB разширителни пакети, доставени със системата (при най-новото внедряване на MATLAB R2009 вече има 82 от тях), тази система е и най-голямата от SCM, предназначени за персонални компютри. Обемът на нейните файлове вече надвишава 3 GB. Системата всъщност се превърна в световен стандарт в областта на съвременния математически, научен и технически софтуер.
Ефективността на MATLAB се дължи преди всичко на фокуса върху матричните изчисления със софтуерна емулация на паралелни изчисления и опростени средства за дефиниране на цикли. Най-новите версии на системата поддържат 64-битови микропроцесори и многоядрени микропроцесори като Intel Core 2 Duo и Quad, които осигуряват най-висока производителност при изчислителна скорост и скорост на математическа симулация.
MATLAB успешно прилага инструменти за работа с многомерни масиви, големи и оскъдни матрици и много типове данни. Системата премина през много години на развитие от високо специализиран матричен софтуерен модул, използван само на мейнфрейм компютри, до универсален интегриран SCM, фокусиран върху масови персонални компютри като IBM PC, AT и Macintosh, UNIX работни станции и дори суперкомпютри. MATLAB разполага с мощни диалогови, графични и сложни инструменти за визуализация.
Системата MATLAB се предлага от разработчиците (The MathWorks Inc.) като лидер на пазара, главно във военно-индустриалния комплекс, в енергийния сектор, в космическата индустрия и в автомобилната индустрия, език за програмиране на високо ниво за технически изчисления, разширени с голям брой софтуерни пакети - разширения.
Най-известното от тях е разширението Simulink, което осигурява симулация на блокове на различни системи и устройства. Но дори и без пакети за разширение, MATLAB е мощна операционна среда за извършване на огромен брой математически и научно-технически изчисления и изчисления, а потребителите създават свои собствени пакети за разширение и библиотеки от процедури и функции. Новите версии на системата имат вграден компилатор и ви позволяват да създавате изпълними файлове.
Типичен комплекс MATLAB + Simulink съдържа кутии с инструменти с голям брой пакети добавки MATLAB и Bloкksets, за да разшири възможностите на визуално ориентираната блокова симулация на динамични системи Simulink. Те се закупуват отделно и отделно от MATLAB + Simulink. Много научни училища по света и водещи университети участват в разработването на пакети за удължаване на MATLAB. Много пакети покриват основни области на науката и технологиите, като оптимизиране на реакцията на нелинейни системи, моделиране на устройства и системи за механика и енергия, обработка на сигнали и изображения, вейвлети, биоинформатика, генни алгоритми, размита логика, невронни мрежи и др.
Предназначение и характеристики на системата MATLAB
Първи стъпки с матрици
Тъй като MATLAB е матрична система, разумно е да започнете да я описвате с въведение във вектори и матрици.
Двуизмерен масив от числа или математически изрази обикновено се нарича матрица. Едномерен масив се нарича вектор. Векторите могат да бъдат два вида: вектор на редове и вектор на колона.
Векторите и матриците се характеризират с измерение и размер. Dimension дефинира структурната организация на масивите като низ (размер 1), страница (измерение 2), куб (измерение 3) и т.н. Така че векторът е едномерен масив, а матрицата е двуизмерен масив с измерение 2. MATLAB ви позволява да задавате и използвате многомерни масиви, но тук се ограничаваме само до описване на едномерни и двумерни масиви - вектори и матрици.
Размерът на вектор е броят на неговите елементи, а размерът на матрицата се определя от произведението на броя на редовете му и колони n. Обикновено размерът на матрицата е посочен като m × n. Матрицата се нарича квадрат, ако m = n, т.е. броят на редовете на матрицата е равен на броя на нейните колони.