متلب (Matlab) چیست؟

شاید بارها کلمه متلب به گوشتان خورده باشد و از خودتان پرسیده باشید که متلب (Matlab) چیست و این کلمه چه مفهومی دارد؟ شاید حتی با شنیدن این کلمه تصور کرده باشید که آن را به‌صورت مطلب می‌نویسند و نه متلب!

در هر حال اگر از بحث املا عبور کنیم، مهم‌ترین سوال‌ها درباره متلب این است که دقیقا متلب (Matlab) چیست، در چه زمینه‌هایی از آن استفاده می‌کنند و چه مزایا یا معایبی دارد؟

ما در این مقاله از پونیشا سعی می‌کنیم به سوال‌های شما در این زمینه پاسخ دهیم تا به یک دید کلی درباره متلب برسید؛ پس همراه ما باشید.

تاریخچه متلب

قبل از این که بخواهیم به این سوال پاسخ دهیم که دقیقا متلب (Matlab) چیست، شاید بد نباشد ابتدا در حد چند خط از تاریخچه آن صحبت کنیم.

در اواخر دهه ۱۹۷۰ شخصی به نام کلیو مولر (Cleve Moler) که در دانشگاه نیومکزیکو، رئیس بخش علوم کامپیوتر بود، ساخت و توسعه متلب را آغاز کرد. او با این کار به دانشجویان خود کمک کرد تا برای کارهای جبر خطی، مجبور به یادگیری زبان Fortran نباشند. این مسئله در دانشگاه‌های دیگر هم گسترش پیدا کرد و از محبوبیت خوبی برخوردار شد.

در سال ۱۹۸۳ شخصی به نام جک لیتل (Jack Little) در دانشگاه استنفورد با مولر دیدار کرد. او متوجه پتانسیل تجاری متلب شد و یک همکاری بین آن‌ها شکل گرفت؛ در نهایت در سال ۱۹۸۴ متورکس (MathWorks) برای ادامه توسعه نرم‌افزار متلب راه‌اندازی شد. متلب در سال ۲۰۰۰  بازنویسی و کتابخانه‌های بیشتری به آن اضافه شد.

متلب چیست؟

 اگر از کسی این سوال را بپرسید که متلب (Matlab) چیست، احتمالا اولین کاری که برای جواب‌دادن به سوال شما انجام می‌دهد، تجزیه کلمه متلب خواهد بود. از نظر ما این کار روش خوبی به نظر می‌رسد؛ به همین دلیل ما هم این راه را در پیش می‌گیریم.

متلب که به انگلیسی Matlab نوشته می‌شود، مخفف عبارت Matrix Laboratory است. اگر بخواهیم این عبارت را به فارسی بازگردانیم، باید آن را به آزمایشگاه ماتریس ترجمه کنیم.

با توجه به این ترجمه، می‌توانیم این برداشت را داشته باشیم که متلب یک نرم‌افزار بر پایه ماتریس و البته ریاضیات است.

بسیاری از افراد تصور می‌کنند که متلب فقط یک ماشین‌حساب خیلی پیشرفته است؛ اما این تصور اشتباهی‌ است. متلب یک محیط برنامه‌نویسی‌ست و زبان مخصوص به خود را دارد که به این زبان هم متلب گفته می‌شود؛ بنابراین متلب هم نام یک زبان برنامه‌نویسی‌ و هم نام یک نرم‌افزار است.

زبان برنامه‌نویسی نرم‌افزار متلب سطح بالاست. زبان‌های سطح بالا به زبان انسان نزدیک‌تر هستند و برنامه‌نویسی با آن‌ها راحت است.

متلب یک پلتفرم برنامه‌نویسی برای مهندسان و دانشمندان است. حتما به این مسئله توجه داشته باشید که در تعریف اخیر، ما متلب را یک پلتفرم برای برنامه‌نویس‌ها معرفی نکردیم. این دو تعریف با یکدیگر تفاوت دارند.

اگر بخواهیم این مسئله را بیشتر توضیح دهیم، باید بگوییم که با استفاده از این پلتفرم، مهندسان و دانشمندان می‌توانند کارهای ریاضی و علمی انجام دهند. در واقع، متلب برای استفاده برنامه‌نویس‌ها نیست و دستاورد زیادی برای آن‌ها نخواهد داشت.

تفاوت زبان های دیگر با متلب در چیست؟

تفاوت اصلی متلب با زبان‌های دیگر در این است که متلب اساسا برای دانشمندان و مهندسان ساخته شده است و هدف اصلی آن این است که کار دانشمندان و مهندسان را راحت‌تر کند. به همین دلیل، کتابخانه‌های بزرگی برای علوم مختلف مثل علوم مهندسی، علوم تجربی، علوم جغرافیا و … فراهم کرده است.

تفاوت پایتون با متلب

بسیاری از افراد پایتون و متلب را با یکدیگر مقایسه می‌کنند و مزایا یا معایب هر یک را برمی‌شمارند. ما هم در ادامه به بخشی از تفاوت‌های این دو می‌پردازیم:

• پایتون بر خلاف متلب، اوپن‌سورس است.
• در پایتون معمولا همه‌چیز رایگان در اختیار افراد قرار می‌گیرد ولی متلب پولی ‌است.
• جامعه‌ی کاربران و یوزرهای پایتون از جامعه متلب خیلی بزرگ‌تر است.

با توجه به نکاتی که گفته شد، شاید تصور کنید که پایتون نسبت به متلب برتری دارد؛ در حالی ‌که باید بدانید بسته به این که هدف و کار شما چیست، می‌توانید از هر کدام از این زبان‌ها در جای خود استفاده کنید.

اساسا فلسفه کاربردی متلب با دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی فرق دارد و به همین دلیل، این مقایسه‌ها نمی‌تواند خیلی درست باشد. برای مثال، یک مهندس شیمی شاید بتواند از پایتون استفاده کند؛ اما قطعا متلب برای او کاربردهای بهتری دارد.

همان‌طور که پیش از این هم گفتیم، متلب به‌طور اختصاصی برای مهندسین و دانشمندان ساخته شده است؛ بنابراین، این مهندس شیمی که در مثال بالا به او اشاره کردیم، می‌تواند بدون این که نیازی باشد برنامه‌نویسی را به‌صورت حرفه‌ای یاد بگیرد، به کمک متلب به کارهای خود بپردازد.

از متلب برای چه کار هایی می توان استفاده کرد؟

حال که یک دید کلی درباره متلب پیدا کرده‌اید، وقت آن رسیده است که با کاربردهای مختلف آن آشنا شوید. در ادامه به شرح مهم‌ترین کاربردهای متلب می‌پردازیم:

یک ماشین‌حساب فوق پیشرفته

متلب یک ماشین‌حساب فوق پیشرفته برای مهندسان و دانشمندان است. عملیاتی مثل جمع، تفریق، ضرب، توان، مشتق، انتگرال، حد، مثلثات، کشیدن نمودار و… را  می‌توان در متلب انجام داد.

در واقع، می‌توان محاسبات ریاضی خیلی پیچیده را که با دست قابل انجام نیستند، فقط با چند خط کد نوشتن در متلب محاسبه کرد.

همچنین شما به کمک متلب می‌توانید نمودارهای چندبعدی را به‌صورت منحنی، میله‌ای، ستونی و… ترسیم کنید.

علاوه‌بر این، امکان حل معادلات با مشتقات جزئی، انجام عملیات منطقی، حل معادلات دیفرانسیل و بسیاری موارد دیگر در متلب وجود دارد. اگر قصد انجام هریک از این عملیات‌ها را با متلب دارید، می‌توانید همین حالا پروژه متلب خود را در پونیشا ثبت کنید.

ساخت پروتوتایپ

برای پروتوتایپ ساختن هم می‌توانید از متلب استفاده کنید. پروتوتایپ همان ساخت نمونه اولیه است. پروتوتایپ کمک می‌کند بدون پرداخت هزینه‌های گزاف، چالش‌های کار را پیدا کنید تا زمانی که می‌خواهید روی پروژه اصلی کار کنید، دچار مشکل نشوید.

مورد استفاده در دانشگاه

از متلب می‌توان برای انجام پروژه‌های دانشجویی هم استفاده کرد. چه اساتید، چه دانشجویان می‌توانند از آن برای تمرین‌ها یا پایان‌نامه‌های خود بهره ببرند یا از فریلنسرهای متخصص متلب کمک بگیرند.

کاربردهای متلب چیست؟

اگر بخواهیم به‌صورت جزئی‌‌تر به کاربردهای متلب بپردازیم، می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم.

• شبیه‌سازی و تست کردن سیستم‌های خودروهای اتوماتیک
• پردازش تصویر
• شبیه‌سازی سیستم‌های انرژی
• کاربرد در زیست محاسباتی
• اینترنت اشیا
• سیستم‌های کنترلی
• ماشین‌لرنینگ
• رباتیک
• کاربرد در دیتاساینس (Data Science)
• مکاترونیک
• کاربرد در Signal Processing
• قابل استفاده در صنایع (صنایع فضایی، دفاعی، خودروسازی، داروسازی، بیوتکنولوژی، مخابرات، الکترونیک، حوزه سلامت، حفاری، معادن و…)
• قابل استفاده در سیستم‌های تجاری و مالی
• کاربرد در علم (فیزیک، بیولوژی، نوروساینس، جغرافیا، علوم دریایی و…)

اساسا متلب در تمام شغل‌هایی که به تجزیه و تحلیل داده‌ها نیازمند هستند، کاربرد زیادی دارد و می‌توان از آن در مهندسی برق، مهندسی صنایع، مهندسی عمران، مهندسی مکانیک، مهندسی شیمی، زیست‌شناسی، مهندسی نقشه‌برداری، جغرافیا، و… استفاده کرد.

مزایای استفاده از متلب چیست؟

آیا از خودتان پرسیده‌اید که دلیل این همه محبوبیت متلب چیست و چرا در زمینه‌های زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد؟ در ادامه برخی از مزایای متلب را با هم می‌خوانیم.

جامع بودن

متلب یک نرم‌افزار جامع است که با استفاده از آن به نرم‌افزارهای جانبی نیازی نخواهید داشت. در واقع، این نرم‌افزار، امکاناتی در اختیار شما قرار می‌دهد که لازم نباشد از چیز دیگری غیر از آن استفاده کنید.

کدنویسی با زبان متلب

کدنویسی با متلب کار خیلی پیچیده‌ای نیست. شما قرار است با متلب کار علمی انجام دهید؛ بنابراین زبان متلب طوری طراحی شده است که با استفاده از آن، دغدغه زیادی برای کدنویسی نداشته باشید.

تولباکس‌های متلب (Toolbox)

متلب تعداد زیادی تولباکس یا جعبه‌ابزار دارد. برای رشته‌هایی مثل برق، مکانیک، عمران، کامپیوتر و… جعبه ابزارهای متفاوتی طراحی شده است که در آن‌ها دستورات مخصوص به همان رشته وجود دارد.

معایب متلب چیست؟

اگرچه متلب مزایای زیادی دارد و در پروژه‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ اما بی‌عیب هم نیست. برخی از معایب متلب را در ادامه می‌بینیم.

متلب رایگان نیست

شاید با خواندن این جمله تعجب کنید؛ چراکه احتمالا در اطراف خود کسی را ندیده‌اید که برای استفاده از متلب پول پرداخت کرده باشد. باید بگوییم که اگرچه در ایران به دلیل نبود قوانین کپی‌رایت، متلب به‌صورت رایگان مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما در حقیقت رایگان نیست.

نسبت به زبانی مثل پایتون، جامعه محدودی دارد

جامعه‌ای که با متلب سروکار دارند، نسبت به پایتون کوچک‌تر است. از آن‌جایی‌ که متلب پولی و پایتون رایگان است، بدیهی‌ست که متلب کاربران کمتری داشته باشد. این بدان معناست که اگر زمانی در روند کار با این زبان‌ها دچار مشکلی شدید، در زمینه پایتون، افراد بیشتری برای پاسخ به سوال‌های شما وجود دارند.

متلب برای توسعه وب مناسب نیست

متلب برای دانشمندان و مهندسان ساخته شده است و مناسب کارهایی مثل توسعه وب نیست.

آنچه تاکنون گفتیم

• همان‌طور که بارها در این مقاله به آن اشاره کردیم، متلب به‌طور اختصاصی برای دانشمندان و مهندسان درست شده است تا به آن‌ها در مسیر کاری که می‌خواهند انجام دهند کمک کند.
• تقریبا می‌توان گفت در محاسبات ماتریسی، متلب یکی از بهترین زبان های برنامه نویسی محسوب می‌شود.
• مهندسان و دانشمندان از متلب برای تجزیه‌وتحلیل داده‌ها، توسعه الگوریتم‌ها و ایجاد سیستم‌هایی که دنیای اطراف انسان‌ها را شکل می‌دهند، بهره می‌برند.
• در قلب متلب یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا وجود دارد که به مهندسان و دانشمندان اجازه عملیات ریاضی مستقیم با ماتریس‌ها و آرایه‌ها را می‌دهد.
• متلب کتابخانه وسیعی از جعبه‌ابزارهای محاسباتی مختلف را فراهم می‌کند که برای کارهایی نظیر پردازش سیگنال و تصویر، سیستم‌های کنترل، محاسبات مالی، رباتیک، یادگیری عمیق، هوش مصنوعی و… مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• یادگیری متلب و استفاده از آن، خیلی سخت نیست و این باعث می‌شود افراد بتوانند به‌سرعت ایده‌های خود را پیاده کنند. در متلب می‌توان ایده‌ها را بررسی کرد و نتایج ایده‌ها را در کنار کد تولید‌شده، به‌صورت تصویری مشاهده کرد.
• کاربرد اصلی متلب در زمینه علوم و مهندسی ا‌ست و نباید از آن انتظار ساخت اپلیکیشن اندروید یا بازی کامپیوتری را داشته باشید. البته منظورمان این نیست که چنین قابلیتی اصلا در آن وجود ندارد؛ ولی به هر حال هر کدام را بهر کاری ساختند و متلب هم قدرت خودش را در زمینه‌های مهندسی و علوم مختلف نشان می‌دهد.

جمع‌بندی

در این مقاله سعی کردیم بگوییم که متلب چیست؟ چه مزایا و معایبی دارد و در چه زمینه‌هایی از آن استفاده می‌شود. اگر شما برای‌ انجام پروژه متلب به اشخاصی نیاز دارید که در این زمینه از تخصص کافی برخوردار باشند، می‌توانید کار خود را به فریلنسرهای پونیشا بسپارید.