نظرة عامة على الماتلاب Matlap
ما هي ماتلاب
تعتبر ماتلاب لغةً من لغات البرمجة عالية المستوى، كما أنها أيضًا عبارةً عن بيئةٍ تفاعليةٍ يُعتمد عليها في تطوير الخوارزميات والقيام بتحليل البيانات، وهي أيضًا جزءٌ لا يتجزأ في إنشاء التطبيقات والنماذج، وتوفر للمستخدم مجموعةً من الأدوات والوظائف الرياضية التي تساعد في إيجاد حلولٍ سريعةٍ للغاية بالاعتماد على جداول البيانات أو حتى لغات البرمجة التقليدية؛ ومن أبرزها جافا (JAVA, C++, C)، وتزداد رقعة استخدامها بين أوساط مبرمجي أنظمة التحكم والبيولوجيا الحاسوبية وغيرها من المجالات. 1
تعتبر ماتلاب MATLAB أيضًا بمثابةِ مصفوفةٍ أو خوارزميةٍ جيء بها خصيصًا لغايات خلق بيئة حوسبةٍ رقميةٍ ذات نماذجٍ متعددةٍ، ويعود الفضل في تطويرها إلى Mathworks، وتتيح هذه اللغة عالية المستوى الفرصة في إجراء تطويرٍ وتغييرٍ على المصفوفات وطرق تخطيط البيانات وتطبيقها كخوارزميات، وتترك بصمةً واضحةً في إنشاء واجهات المستخدم وإقامة حلقة وصلٍ مع البرامج المكتوبة بلغاتٍ أخرى كلغة بايثون وفورتران جافا.
خصائص ماتلاب
تطغى على لغةِ ماتلاب مجموعةً من الخصائص التي تجعلها مميزةً عن غيرها من لغات البرمجة، ومن أبرز هذه الخصائص:
سهولة الاستخدام، حيث تتيح الفرصة لمستخدميها في الوصول إلى الحلول بالطرق الرياضية المألوفة.
توفير أدوات ووسائل تشكل حلولًا للمشاكل التي تواجه التطبيقات وتطويرها.
وسيلةٌ تعليميةٌ فعالةٌ وقياسية لعدةِ مجالات منها مبادئ الهندسة والرياضيات والعلوم وغيرها.
أنموذج حقيقي لتحقيق التطوير والتقدم في البرمجيات.
أفضل خيارٍ للاستخدام في كتابة البرامج التي تحتاج إلى نطاقٍ معتدلٍ من الأوامر والتحرير في حل المشكلات.
اختصار أداء اللغة إجمالًا على التحكم بالأرقام وتغييرها. 23
نظام ماتلاب
ينقسم نظام ماتلاب إلى عدة عناصرٍ أساسية، وهي:
لغة ماتلاب (MATLAB Language)
مصفوفةٌ عالية المستوى تتلائم بطبيعتها مع عملية التحكم بتدفق البيانات وهيكلة البيانات، وتطغى عليها ميزات البرمجة الشيئية.
بيئة عمل ماتلاب (The MATLAB working environment)
يمكن الإشارة إليها بأنها ذلك النطاق الذي يتم توظيف الأدوات الخاصة بلغة الماتلاب والتي يعتمد عليها المبرمج في كتابة برنامجه لإحداث التغيير أو إنشاء المهمة الموكولة إليه؛ وتحتضن هذه البيئة عمليات استيراد البيانات وتصديرها والتحكم بالبيانات والملفات المعتمدة على اللغة.
المخططات
عبارةٌ عن نظامٍ رسوميٍّ متخصصٍ قائمٍ على مجموعةٍ من الأوامر الخاصة لغايات إيجاد تصورٍ للبيانات ذات أبعادٍ ثنائيةٍ وثلاثيةٍ، كما يتضمن أيضًا عملية معالجةٍ دقيقةٍ للصور والرسوم المتحركة ورسومات العرض التقديمي، ولا يستحيل وجود أوامرٍ ذات مستوى منخفض فيها إطلاقًا، حيث تكمل الأوامر المكتوبة باللغة عالية المستوى للوصول إلى النتيجة المرجوة.
مكتبة الوظائف الرياضية (The MATLAB mathematical function library)
ترتكز لغة ماتلاب على كمٍ ضخمٍ من الخوارزميات والوظائف الحسابية بدءًا من الأساسية ووصولًا إلى الأكثر تعقيدًا على الإطلاق، فيتواجد بين أبعادها كل من الجمع والجذور التربيعية والتكعيبية والظل وتمام الجيب وغيرها، بالإضافة إلى القيام بإيجاد حلولٍ سريعةٍ دون تأخرٍ.
واجهة برمجة التطبيقات (Application Program Interface)
تتيح هذه الواجهة للمبرمج بكتابة الأوامر بالاعتماد على اللغات التي تتوافق بطبيعتها مع لغة ماتلاب، ومنها لغة فورتران FORTRAN ولغة C، وتخلق جوًا من الألفة بينهما لغايات المضي قدمًا بالتشغيل والتعديل وقراءة الملفات بكل سهولةٍ، وتشير المعلومات إلى أن هناك علاقةً ديناميكية تربط بين اللغات المذكورة الثلاث لتحفزها على أداء وظيفتها على أكمل وجهٍ.
مكونات شاشة الماتلاب
Command Windows _1
تستخدم هذه الشاشه للتواصل مع برنامج الماتلاب من خلال وضع الاوامر بها .
Commands , statements , وتقسم الأوامر والتعليمات في الماتلاب الى ثلاث أقسام وهي
functions
Commands وسيتم توضحيها لاحقا , وسنكتفي الان بتسمية جميع الاوامر ب
current directory _2
Editor تستخدم هذه النافذة للوصول للملفات , كبسة مزدوجه على الملف يتم فتحه خلال ال
الذي سيدرس
Command History_3
يتم من خلال هذه النافذة معرفة جميع الأوامر التي كتبت مع امكانية الرجوع اليها بالضغط
عليها بكبسة مزودجة انظر الشكل
ادخال التعليمات
تتم عملية ادخال التعليمات للماتلاب بسهولة تامه وبداية سوف ندرس ادخالها عن طريق ال
ولاحقا سوف نتعرف على طرق اخرى حتى تكون لدنيا نظره شاملة command windows
حتى نتعرف على نافذه التعليمات سوف نستخدمها مبدءيا كآلة حاسبة وبعد ذلك سنتعرف
تدريجيا على جميع اوامر الماتلاب
أ ) الطريقة المباشرة للعمليات الحسابية
انظر الي الشكل
طريقة تعريف المتغير
واعطاءه قيمة معينه يبقى حاملا لها طول X يعطيك الماتلاب امكانية تعريف متغير مثل
البرنامج مالم يتم تغييرها بعد ذلك
يتم تعريف المتغير بطريقة مباشرة
مثال:
x=2
y=9
y+x
ans=11
ملاحظات على المتغيرات
Small don’t equal capital
يجب ان يبدأ المتغير بحرف
يمكن ان يكون طول المتغير لحد 32 رمز
for ,while , find ….etc لا يجوز ان يكون المتغير اسما محجوزا مثل
هناك متغيرات لها قيمه مسبقه اي يمكن تغييرها لكن بشكل طبيعي هي معرفه بهذا الشكل
انظر الجدول 1.1
متغير متعرف دائما وقيمته قيمة اخر جواب
لم يتم تعريفه
ans
pi π هو
complex هو جذر الواحد ويعني ال
3+4j=3+4i مثال
i , j
ويعني المالانهاية
1/ مثال 0
inf
Indicates an undefined numerical
result
عندما يكون جواب عمليه حسابية معينه
NaN
تعرف انه الجواب غير معرف .
0/ مثال 0
NaN
يمكن تعريف المتغيرات بسطر وذلك بالفصل بينهم بفاصلة
مثال :
x=2 , y=x+2, z=x+y
بعد كتابة هذا الامر على الماتلاب سوف يعطي هذه النتيجه
X =2
Y= 4
Z=6