برنامج MATLAB للكمبيوتر

الرياضيات علم واسع وضخم، وقد يكون معقداً في كثير من المعادلات والعمليات الحسابية في المستويات المتقدمة، حيث تكون الألة الحاسبة العادية لاتقدم أي مساعدة ولاتفي بالغرض المطلوب، لذلك يلجأ الكثير من المستخدمين والطلاب الثانويين والجامعيين إلى الحصول على المساعدة من خلال الأدوات والبرمجيات الرياضية مثل تطبيق MATLAB

ماهو تطبيق MATLAB:

MATLAB: هي اختصار ل (Matrix Laboratory) هو بيئة حوسبة رقمية متعددة النماذج ولغة برمجة خاصة تم تطويرها بواسطة MathWorks. يسمح MATLAB بمعالجة المصفوفات والتخطيط للوظائف والبيانات وتنفيذ الخوارزميات وإنشاء واجهات المستخدم والتفاعل مع البرامج المكتوبة بلغات أخرى، بما في ذلك C و C ++ و C # و Java و Fortran و Python. وعلى الرغم من أن MATLAB مخصص أساساً للحوسبة العددية، فإن صندوق الأدوات الاختياري يستخدم محرك MuPAD الرمزي، مما يتيح الوصول إلى قدرات الحوسبة الرمزية.

MATLAB هو بيئة عالية الأداء للحوسبة التقنية،  إنه يدمج الحساب والتصور والبرمجة في بيئة سهلة الاستخدام حيث يتم التعبير عن المشاكل والحلول بترميز رياضي مألوف. الاستخدامات النموذجية للبرنامج تشمل: (الرياضيات والحساب - تطوير الخوارزمية - النمذجة والمحاكاة والنماذج - تحليل البيانات والاستكشاف والتصور - الرسومات العلمية والهندسية - تطوير التطبيقات، بما في ذلك بناء واجهة المستخدم الرسومية)، ويتألف ماتلاب من خمسة أجزاء رئيسية:

1. لغة برمجة ماتلاب Matlab Language.
2. بيئة عمل ماتلاب Matlab Working Environment.
3. منظم الرسوم Graphics Handle.
4. مكتبة Matlab الرياضية.
5. واجهة برنامج التطبيقات Applications Programs Interface

إنه أداة تعليمية قياسية للدورات التمهيدية والمتقدمة في الرياضيات والهندسة والعلوم و الصناعة، MATLAB هي الأداة المفضلة للبحث والتطوير والتحليل عالي الإنتاجية.
يتميز MATLAB بمجموعة من الحلول الخاصة بالتطبيقات والتي تسمى صناديق الأدوات. صناديق الأدوات تتيح لك تعلم وتطبيق التكنولوجيا المتخصصة. صناديق الأدوات هي مجموعات شاملة من وظائف MATLAB (ملفات M) التي تعمل على توسيع بيئة MATLAB لحل فئات معينة من المشاكل. تشمل المجالات التي تتوفر فيها أدوات معالجة الإشارات، وأنظمة التحكم، والشبكات العصبية، والمنطق الضبابي، والمويجات، والمحاكاة، وغيرها الكثير.

ماهو سيمولينك Simulink:

سيمو لينك هو برنامج مرافق ل ماتلاب يتميز باستجابة فائقة السرعة لتحليل ومحاكاة الأنظمة الديناميكية الخطية وغير الخطية. وهو من أكثر برامج الكمبيوتر الهندسية شيوعاً واستخداماً في مجالات الأبحاث الأكاديمية والصناعية، حيث يمكن من خلاله بناء نماذج من البداية أو التعديل على أنظمة موجودة بالفعل، وذلك لدراسة نظم التحكم قبل البدء بالتنفيذ، سيمولينك يغطي أغلب تطبيقات الهندسة الميكانيكية والكهربائية وهندسة الطيران.

ماهي أهم المصادر لتعلم MATLAB:

هناك مجموعة من الفيديوهات التعليمية والتي ساعدت جميع المستخدمين على تعلم البرنامج:

• ماتلاب للمبتدئين: يقدم مجموعة كاملة خاصة بالمبتدئين لتعليم MATLAB،  حيث يعرض هذا البرنامج التعليمي الوظائف الأساسية والأوامر والمفاهيم المستخدمة للعمل في MATLAB.
• التدريب على Matlab و Simulink:  وهي دورة عبر الإنترنت لتعلم MATLAB والتي تقدمها Mathworks. هذه الدورة ليست مجانية وتتضمن مبلغاً معيناً من الرسوم. تقدم هذه الدورة الاستخدام المكثف لـ MATLAB باستخدام معالجة الصور والتعلم الآلي والحوسبة المتوازية والمفاهيم المشابهة.

• دورة كاملة على يوتيوب - مقدمة إلى MATLAB: إهناك قائمة كاملة من البرامج التعليمية المتوفرة على MATLAB مجاناً. تسمح لك مقاطع الفيديو هذه بالتعرف على مختلف أوامر MATLAB وتقنيات معالجة البيانات.

• النمذجة والمحاكاة باستخدام MATLAB: هي أيضاً دورة عبر الإنترنت حول نمذجة MATLAB والمحاكاة. ويغطي مجموعة واسعة من مكونات MATLAB التي تشمل مقدمة لمكونات MATLAB، الإحصاءات ومعالجة الصور، مجموعة أدوات حل المشكلات الأساسية والمتقدمة وتطبيق مختلف باستخدام MATLAB.

ماهي لغة البرمجة التي يستخدمها MATLAB:

يستخدم برنامج ماتالاب لغة نرميز خاصة به، وهي أسهل من أي لغة ترميز أخرى، بالإضافة لذلك فهو يحتوي على كل لغات البرمجة الأخرى حيث يمكنك اختيار لغة البرمجة التي ترغب باستخدامها مثل (C و C ++ و C # و Java و Fortran و Python) والتي يمكنك تغييرها من قائمة التفضيلات.

ماهي التطبيقات العملية لبرنامج MATLAB:

• Matlab جيد جداً في أداء عمليات المصفوفة، مما يجعله مفيداً لأشياء مثل عمليات الصور وتحليل نظام التحكم.
• انه أداة سريعة جدا لتطوير التعليمات البرمجية،  تعد العديد من المكتبات (مثل تحليل الإشارات وأدوات واجهة المستخدم الرسومية) جزءًا من نظام Matlab البيئي. هذا يوفر للمطورين وقت تثبيت المكتبات الجديدة وتكوينها لأداء المهام التي يفكرون فيها. بدلاً من ذلك، يمكن للمطورين الحصول بسرعة على فكرة وتجربتها في الشفرة باستخدام الوظيفة الهائلة لمكتبات Matlab.
• يأتي التطوير السريع في Matlab من القدرة على كتابة رمز موجز. يقال إنه يمكن نسخ 10 إلى 20 سطراً من شفرة C ++ في 1-2 أسطر من كود Matlab. إذا تم توسيع نطاق هذا الأمر عبر برنامج كبير، فمن السهل معرفة سبب كون الكود المختصر ميزة حقيقية. يجعل مهمة فهم ما يجري في التعليمات البرمجية مهمة أسهل بكثير. عادةً ما يجعل ذلك من السهل إلى حد ما في ماتلاب التقاط رمز الآخرين وفهم ما يقوم به البرنامج بسرعة.
• جزء من الطاقة في Matlab يأتي من قاعدة المستخدمين الكبيرة والوثائق واسعة النطاق. في الواقع، فإن العديد من المهام التي قد تواجهها قد تم حلها بالفعل من قبل أشخاص قاموا بالفعل بتحميل الكود الخاص بهم إلى Mathwork's File Exchange. علاوة على ذلك، يحتفظ Mathworks بمستندات شاملة حول كل من الوظائف الفردية والأمثلة الكاملة.
• ماتلاب متفوقة حقاً في وظائف التخطيط،  يوفر Matlab مجموعة متنوعة من الطرق لعرض البيانات بشكل مرئي. علاوة على ذلك، فإن معظم وظائف التخطيط وتكوين المخططات سهلة الاستخدام للغاية لتبدو كما تريد بطريقة سهلة.

مميزات برنامج MATLAB:

1. برنامج ماتالاب يستخدم لتطوير وتحسين التطبيقات.
2. يملك البرنامج القدرة على تطوير الخوارزميات والقيام بالحسابات.
3. سهل الاستخدام، يتيح للمستخدمين الوصول إلى الحلول من خلال الطرق الرياضية المعروفة.
4. أداة تعليمية قياسية لعدة مجالات في الرياضيات والهندسة والعلوم.
5. توفير الخصائص والوسائل التي توفر حلولاً للمشاكل التي تواجه التطبيقات أو المطورين.

إيجابيات وعيوب برنامج MATLAB:

الإيجابيات:

• لغة برمجة بسيطة تسهل العمل على المستخدمين.
• منظومة متقدمة ومتفوقة تساعد على تصنيف نقاط البيانات.
• يمكن تغيير حجم التحليلات دون الحاجة إلى إعادة كتابة الترميز.
• تطبيق الترميز الجاهز تلقائياً على المصاد الخارجية.

العيوب:

• يمكن أن تتسبب نوافذ الإخراج المتعددة في حدوث مشكلات عند إغلاقها بشكل فردي.
• البرنامج غير مجاني وهو مكلف جداً.

لتحميل البرنامج يجب التسجيل في موقع البرنامج للحصول على رخصة تشغيل مجانية تستمر 30 يوماً،  إن كنت طالباً في احدى الجامعات الامريكية أو الاوروبية حاول البحث عن مدرستك في سجل الموقع قد تحصل على رخصة مجانية لاستخدام البرنامج، ليست كل الجامعات متوفرة.

تطبيق MATLAB من تطوير The MathWorks, Inc. الإصدار R2024b, متوفر للتنزيل للكمبيوتر بنظام ويندوز.