آشنایی با متلب و پیش نیاز های یادگیری آن

سایت کافه پروژه درنظر دارد با توجه به درخواست های کاربران عزیز آموزش نرم افزار Matlab را بصورت گام به گام در سایت قرار داده تا بتواند گامی کوچک در راه گسترش فرهنگ آموزش و یادگیری بردارد.در این قسمت از آموزش با مبانی متلب و پیش نیازهای یادگیری آن آشنا خواهید شد.

لازم به ذکر است این آموزش برای دانشجویانی که میخواهند انجام پروژه دانشجویی خود را خودشان به عهده بگیرند بسیار پایه ای و مناسب است.انجام پروژه توسط خود شخص همیشه دلنشین تر ار از برون سپاری آن است.اما اگر قصد برون سپاری پروژه خود را دارید سایت کافه پروژه برای انجام پروژه متلب بصورت تجاری و دانشجویی مجریان با تجربه ای دارد که میتواند شما را در انجام پروژه هایتان یاری نماید.

اگر به دنبال یادگیری متلب هستید به شما تبریک میگوییم.این ابزار بسیاز جذاب و پولساز است.متلب یک ابزار بسیار کاربردی برای انجام پروژه هوش مصنوعی ، انجام پروژه مهندسی صنایع ، انجام پروژه مهندسی نرم افزار ، انجام پروژه مهندسی برق ، انجام پروژه مهندسی مکانیک ، انجام پروژه مهندسی شیمی ، انجام پروژه مهندسی پزشکی ، انجام پروژه مهندسی عمران و … می باشد.لطفا آموزش های ما را دنبال کنید.

مبانی MATLAB

به مجموعه آموزشی هیجان انگیز پروژه های مهندسی مبتنی بر نرم افزار فوق العاده MATLAB  خوش آمدید. این مجموعه نه تنها برای افراد فنی بلکه برای هر کسی که دانش اولیه برنامه نویسی و ریاضیات را دارد، سازماندهی شده است. ما هر یک از مفاهیم را از ابتدا تعریف خواهیم کرد و شما در هیچ کدام از آموزش ها خسته نمی شوید چرا که در هر آموزش چیزهای جدید و هیجان انگیزی خواهید آموخت. مطمئنا متعجب خواهید شد که MATLAB  چه کارهایی می تواند انجام دهد و چه ویژگی هایی آن را به بهترین ماشین حساب تبدیل می کند و چگونه محاسبات پیچیده را در چند ثانیه انجام می دهد. همچنین بخش‌های دیگری از MATLAB  را مشاهده خواهید کرد که آن را بهترین نرم افزار مهندسی می‌سازد. نگاهی به لیست موضوعاتی که قرار است با شما در مورد آنها صحبت کنیم، بیندازید:

• MATLAB چیست؟
• برخی از ویژگی اساسی نرم افزار MATLAB چیست؟
• آیا من نیاز به داشتن پیش نیازهایی در MATLAB دارم؟
• یک نمونه کار ساده در این نرم افزار چیست؟
• مزیت MATLAB برای رشته های مختلف ریاضیات چیست؟

در ابتدا اجازه دهید یک معرفی از نرم افزار MATLAB  ارائه دهیم و پس از آن به سمت مفاهیم متفاوتی برویم.

مقدمه ای بر MATLAB

MATLAB  یک زبان برنامه نویسی است که مخصوص مهندسان و ریاضیدانانی است که به دنبال یک نرم افزار با انواع تولباکس های کاربردی مانند مهندسی برق، انجام پروژه مهندسی هوافضا، مهندسی مکانیک ، انجام پروژه آمار و احتمالات و غیره برای سرعت بخشیدن به محاسبات خود هستند. جالب است بدانید که MATLAB  نام خود را به این دلیل گرفته است که یک آزمایشگاه ماتریسی است و با استفاده از ترکیب هر دو کلمه به این نام خوانده می شود. دارای بخش های مختلفی مانند Simulink است که پنجره گرافیکی است که به مهندسان رشته های مختلف کمک می کند تا انواع شبیه سازی های مختلف را به روشی کارآمد و بدون نیاز به قطعات واقعی حل کنند.انجام پروژه سیمولینک باعث کمتر شدن زمان انجام پروژه ها نیز خواهد شد بنابراین، می توان گفت که:

MATLAB  یک زبان برنامه نویسی تخصصی است که توسط MathWorks برای دانشجویان و متخصصان مهندسی و ریاضیات معرفی شده است و دارای پنجره های چندگانه برای انواع مختلف عملیات است.

همانطور که بیان کردیم این نرم افزار یک آزمایشگاه تخصصی ماتریس است و شاهد صدها عملیات مختلف هستیم که به صورت تخصصی برای ماتریس ها هستند اما بر روی مفاهیم مختلف مرتبط نیز پیاده سازی می شوند. LINPACK و EISPACK توسعه اولیه این زبان را انجام دادند اما می بینیم که MathWorks دارای قدرت اصلی است و بیشتر و بیشتر در این زمینه کار می کند.

بهترین چیز در مورد MATLAB ماهیت مولتی پارادایمی آن است که هر نوع کاربری را به خود جذب می کند.

مانند کاربران تابع نویس، کارشناسان پروژه برنامه نویسی شی گرا و دیگران. در اینجا تصویری است که ماهیت مولتی پارادایمی MATLAB را توصیف می کند.

به این ترتیب می توان نتیجه گرفت که MATLAB  به دو صورت استفاده می شود:

• محیطی
• زبان برنامه نویسی

اما به طور کلی در طول این دوره از کلمه نرم افزار برای سادگی استفاده می کنیم زیرا اکثر دانشجویان از اصطلاحات فنی مختلف بی اطلاع هستند.

حتماً می دانید که عملیات MATLAB  به صورت ماتریس ذخیره می شود، فرقی نمی کند که از رشته، نوع کاراکتر یا نوع متغیر استفاده می کنید، اینها به صورت ماتریس در MATLAB  ذخیره می شوند و به این ترتیب MATLAB  با استفاده از خواص ماتریس ها تقریباً همه انواع عملیات را با استفاده از این ماتریس ها انجام می دهد.

آشنایی با سیستم MATLAB

برای درک اهمیت و کاربرد MATLAB، توضیح مختصری در مورد سیستم داخل MATLAB  ارائه می دهیم که حتما از آن لذت می ببرید چرا که دارای ویژگی های فوق العاده ای است که کار عملی خسته کننده شما را آسان و روان می کند. برای سادگی و مفهوم واضح، می‌توان سیستم MATLAB  را به پنج بخش تقسیم کرد که در تصویر زیر نشان داده شده است:

اگر با هر قسمت آشنا نیستید نگران نباشید چون قصد دارم آن را با کلمات بسیار ساده بیان کنم. نیازی به خاطر سپردن هر یک از آنها نیست، فقط باید به سادگی این کلمات را در ذهن خود قرار دهید و تصمیم بگیرید که در بیشتر مواقع از کدام ویژگی استفاده می کنید که MATLAB  را با جزئیات کشف کنید.

محیط توسعه نرم‌افزار (Development Environment)

اولین چیزی که باید در نظر داشت، مقدمه اولیه MATLAB  است. این یک محیط توسعه نرم افزار است که به برنامه نویسان کمک می کند تا به روشی بهتر به نتیجه دلخواه برسند. دارای مجموعه ای منحصر به فرد از محیط است که کاربران را قادر می سازد تا توابع و فایل های MATLAB  را که معمولاً از قبل در MATLAB  نصب شده اند، اجرا کنند. دارای ویژگی های زیر است:

• دسکتاپ (desktop )
• پنجره فرمان (Command window)
• تاریخچه فرمان (command history)
• ویرایشگر (editor)
• دیباگر (debugger)
• مرورگرهای مختلف

هنگامی که MATLAB  را اجرا می کنید، بدون جستجوی زیاد توسط همه اینها مواجه خواهید شد. برخی از اینها فقط یک کلیک با پنجره اصلی فاصله دارند و می توانید همزمان از آنها استفاده کنید.

کتابخانه توابع ریاضی (Mathematical Function Library)

این یک کتابخانه جادویی برای هر نوع مهندس و برای ریاضیدانان محض است. توابع از پیش تعریف شده برای شما وجود دارد که از طریق آنها می توانید از توابع مثلثاتی مانند سینوس، کسینوس، تابع بسل، تبدیل فوریه سریع و سایر توابع استفاده کنید که به کاربران کمک می کند تا از مشتقات طولانی و محاسبات خلاص شوند. در عوض، آنها از کتابخانه توابع از پیش تعریف شده به روشی آسان استفاده می کنند. هدف اصلی این کتابخانه ها نادیده گرفتن محاسبات طولانی و تمرکز بر عملکرد و نتایج این توابع است. معمولاً افراد هنگام حل مسائل، مشتقات طولانی را در بخش تئوری یاد می گیرند و با نادیده گرفتن محاسبات طولانی مدت در MATLAB ، در مورد همان موضوع در MATLAB  تمرین می کنند.

زبان برنامه نویسی MATLAB  (MATLAB Programming Language)

MATLAB  یک زبان برنامه نویسی عالی است که به کاربران این امکان می دهد را می دهد که از آن برای امور زیادی استفاده کنند. مهم نیست که یک کار ساده و آسان برای انجام از طریق نرم افزار دارید یا اینکه برنامه پیچیده ای برای انجام در MATLAB  دارید. اجرای تمامی برنامه ها آسان است و اگر فردی از این زبان فوق العاده درک داشته باشد، می تواند به راحتی برنامه های پیچیده را به روشی آسان بسازد، چرا که MATLAB  به خوبی می داند که شما چه می خواهید.

این زبان توسط صاحبان MATLAB  توسعه داده شده است و ارتباط نزدیکی با زبانی دارد که ما در زندگی روزمره خود از آن استفاده می کنیم. به این ترتیب، زبان کاربرپسندتری به دست می‌آوریم که برای افراد غیر فنی نیز به راحتی قابل درک است، اگر به مفاهیم اولیه توجه کنند.

گرافیک کاربر پسند (Graphic)

وقتی شروع به یادگیری MATLAB  کردم، می‌خواستم سیگنال‌ها را در این محیط توسعه فوق‌العاده اجرا کنم و از دیدن تطبیق‌پذیری زبان برنامه‌نویسی و گزینه‌ها و امکاناتی که برای برجسته کردن نتایج به بهترین شکل فراهم می‌کند، شگفت‌زده شدم.

برای بهترین تجسم داده ها از داده ها، MATLAB  دارای ساختار سه بعدی و دو بعدی سطح بالا است که بهترین و چشمگیرترین نمایش داده ها را به بهترین شکل ارائه می کند.

API یا رابط خارجی MATLAB

MATLAB  فقط محدود به یک زبان خاص نیست بلکه به شما استقلال می دهد تا از چند زبان در ti مانند انجام پروژه FORTRAN و انجام پروژه C استفاده کنید. اگر با این دو آشنایی ندارید نگران نباشید زیرا MATLAB  فقط به این دو محدود نمی شود بلکه شما می توانید بسیاری از کارهای مفید را با این نرم افزار همه کاره انجام دهید.

پیش نیازهای شروع کار با MATLAB

همانطور که از ابتدا بحث می کنیم، این محیط برای افراد فنی مانند مهندسان است و بنابراین، فرض می کنیم که اگر شروع به یادگیری این نرم افزار فوق العاده می کنید، باید مفاهیم زیر را در ذهن خود داشته باشید:

• دانش کمی از برنامه نویسی حداقل باید بدانید برنامه نویسی چیست و چرا این کار را انجام می دهیم.
• Statement چیست؟
• چگونه می توان متغیرها و ثابت ها را اعلام کرد و هدف از انجام این کار چیست؟
• ترسیم نمودارها و سایر اطلاعات بصری مانند این.

اگر همه این مفاهیم را ندارید یا در مراحل برنامه نویسی تازه کار هستید نگران نباشید چرا که ما قصد داریم همه موارد را به صورت ساده و مختصر مورد بحث قرار دهیم تا کاربران جدید همه مفاهیم را درک کنند و افراد فنی ممکن است در مورد آنها تجدید نظر کنند. مفاهیم آنها گاهی اوقات، زمانی که وظیفه سطح ساده یا پایه را دارید، لازم نیست همه این مفاهیم را در ذهن داشته باشید، اما فکر می کنم زمانی که شروع به استفاده از MATLAB  می کنید سرگرم کننده می شود و پس از آن، شما سعی می کنید بیشتر و بیشتر تمرین کنید تا به نتایج شگفت انگیزی در این نرم افزار کاربر پسند برسید.

نمونه ای از دستورات MATLAB

آیا در مورد استفاده از MATLAB هیجان زده هستید؟ اگر بله، بیایید در مورد یک دستور ساده و آسان در MATLAB  صحبت کنیم تا نگاهی به عملکرد و صفحه نمایش MATLAB  به شما نشان دهیم. من قصد ندارم تک تک قسمت های این دستور را توضیح دهم زیرا در آموزش های آینده چیزهای زیادی در مورد آن خواهید آموخت. برای این کار، اگر مفهوم اولیه ماتریس ها را بدانید، ایده ای از آنچه در صفحه MATLAB می گذرد به دست خواهید آورد. بنابراین، بیایید نگاهی به جمع ساده دو ماتریس بیندازیم.

در ساده‌ترین دستوری که در بالا استفاده کردیم، به سادگی دو ماتریس را با نام‌های A و B اعلام کرده‌ایم. مهم است که مقادیر ماتریس‌ها را در متغیرها ذخیره کنیم تا بعداً آنها را فراخوانی و استفاده کنیم. ما قصد داریم از این مقادیر برای جمع با کمک یک دستور ساده استفاده کنیم. باید بدانید، می‌توانید از هر نام متغیر دیگری نیز به جای A و B استفاده کنید، اما معمولاً، ما از این متغیرها استفاده می‌کنیم زیرا درک آنها ساده تر است.

انجام پروژه یادگیری ماشین ، انجام پروژه یادگیری عمیق ، انجام پروژه شبکه عصبی از جمله کاربردهای بسیار زیاد متلب است که اکنون دز سراسر جهان از آن استفاده می گردد.

نقش MATLAB  در مهندسی

نیازی به توضیح نیست که چرا MATLAB  در زمینه مهندسی اهمیت دارد زیرا مخصوص مهندسان است و تمام ویژگی های این نرم افزار شگفت انگیز با در نظر گرفتن مهندسان طراحی شده است، به خصوص وقتی در مورد مهندسان برق و الکترونیک برای انجام پروژه برق و انجام پروژه الکترونیک صحبت می کنیم. معمولا استفاده از MATLAB  برای افراد فنی آسان است زیرا در طول دوره تحصیلی خود از انواع نرم افزارها و زبان ها استفاده می کنند و می دانند که چگونه با چنین محیط هایی برای انجام وظایف و محاسبات پیچیده در مهندسی برخورد کنند.

بسیاری از دانشجویان مهندسین در حال ارائه بهترین ایده ها در مورد ایده های تازه خود در مفاهیم مهندسی از طریق MATLAB  هستند بدون اینکه هزینه زیادی صرف آزمایش کنند، به راحتی می توانند ایده های خود را با کمک شبیه سازی در MATLAB  ارائه دهند.

معمولاً ابزارها در محاسبات خطا دارند و نتایج ۱۰۰ درصد دقیق ارائه نمی‌دهند اما وقتی شبیه‌سازی را با نرم‌افزاری مانند MATLAB  انجام می‌دهیم، بدون هیچ مشکلی در دقت، همیشه به نتایج ایده‌آل می‌رسیم.

MATLAB  در حوزه اقتصاد

هنگامی که در مورد کاربردهای MATLAB  در زمینه ای غیر از مهندسی صحبت می کنید، اقتصاد را به دلیل قابلیت های داخلی آن برای کار با داده های سری زمانی، تکنیک های محاسباتی، ارائه نتیجه با کمک تجسم ها، یکی از مهم ترین ها می بینید و برخی ویژگی های دیگر که قابل توجه است و باعث می شود مطالعه و آموزش اقتصاد به نحو بهتری انجام شود.

نمایش گرافیکی نتایج به طرق مختلف این محیط را حتی برای کسانی که کمتر از مسائل فنی و نرم افزار آگاهی دارند، کاربرپسندتر می کند. بنابراین، درک مفاهیم با کمک این محیط شگفت انگیز آسان می شود.

آمار با کمک MATLAB

زمانی که با آمار سروکار داریم، می‌توانیم از MATLAB  برای انواع مختلف کارها مانند توصیفی یا استنباطی استفاده کنیم و افراد مرتبط با این حوزه، استفاده از MATLAB  را به جای استفاده از روش‌های دستی معمولی یا نرم‌افزارهای دیگر مفید می‌دانند، زیرا همه اینها زمان بر هستند و محدودیت هایی دارند.

بنابراین، MATLAB یک زبان برنامه نویسی قدرتمند است که در محیط برنامه نویسی که توسط شرکت های مختلف توسعه یافته و توسط Mathworks برای مهندسین نگهداری می شود، استفاده می شود. اما رشته های دیگری مانند اقتصاد و آمار نیز در MATLAB  کاربرد دارند زیرا همگی مربوط به ریاضیات هستند. MATLAB با کمک مفاهیم ماتریس توسعه یافته است و بنابراین شامل توابع و دستورات کاربر پسند ماتریس ها می شود که در تعداد زیادی از دپارتمان ها بسیار مفید هستند. این آموزش مقدماتی در مورد MATLAB  بود و در آموزش بعدی بیشتر در مورد آن خواهید آموخت. این دوره برای مبتدیان و افرادی که دانش متوسطی در مورد زبان برنامه نویسی دارند به همان اندازه مفید است زیرا بازبینی و نکات در هر مرحله برای شما وجود دارد و در طول این مجموعه خسته نخواهید شد.

پیشنهاد : اگر شما مسلط به نرم افزار متلب هستید و به دنبال انجام پروژه با این نرم افزار می باشید میتوانید به صفحه همکاری با ما در انجام پروژه های متلب و درصورتی که در حوزه متلب و نرم افزارهای دیگر آن مهارت دارید به صفحه همکاری با ما در انجام پروژه های مهندسی برق یا همکاری در انجام پروژه های مهندسی صنایع یا صفحه همکاری با ما در انجام پروژه های مهندسی نرم افزار مراجعه نمایید و اطلاعات لازم در این حوزه و نحوه همکاری با کافه پروژه را مطالعه کنید.

سایت کافه پروژه علاوه بر انجام پروژه های متلب ، انجام تحقیق دانشجویی ، سفارش مقاله علمی پژوهشی و سفارش سمینار کارشناسی ارشد در حوزه پروژه های مرتبط با کدنویسی متلب را نیز انجام می دهد که میتوانید با سفارش آنها در این حوزه نیز با سایت همکاری نمایید.

در اینجا به پایان بخش آموزش نرم افزار Matlab رسیدیم امیدوارم که این مطالب براتون مفید بوده باشه.منتظر آموزش های بعدی ما باشید.خیلی خوشحال میشیم اگر در رابطه با این مطلب نظرتون رو ثبت بفرمایید.تشکر

ناگفته نماند یکی از از رقبای اصلی نرم افزار متلب زبان برنامه نویسی پایتون است که از قابلیت ها و محبوبیت خاصی  برخوردار است که در آموزش های دیگر به این زبان نیز برای انجام پروژه های پایتون پرداخته ایم.

نویسنده : محسن فراهانی

فریلنسر هستید و مهارت انجام پروژه ای را دارید؟

اگر شما فریلنسر هستید و توانایی انجام پروژه ای را در یک رشته یا حوزه ای خاص دارید برای فعالیت در سایت کافه پروژه و کسب درآمد می توانید در سایت ثبت نام کنید و پروژه هایی با مهارت انتخاب خود را مشاهده کنید.جهت ثبت نام و ثبت رزومه خود در سایت از طریق دکمه پایین صفحه در سایت عضو شوید.

نحوه سفارش پروژه در سایت کافه پروژه :

اگر پروژه ای دارید که میخواهید آن را برون سپاری کنید کافی است در سایت کافه پروژه ثبت نام کنید و پروژه خود را ثبت نمایید.پروژه شما هر چه که باشد حتما مجری برای آن وجود دارد.جهت ثبت نام و ثبت سفارش پروژه خود برروی دکمه زیر کلیک نمایید.