ماتلاب - Matlab

-ما هو ماتلاب

الماتلاب ماتلاب - Matlab هي لغة ذات أداء عالي للحسابات التقنية ,حيت تدمج التخمين , والبرمجة بطريقة سهلة الاستعمال في بيئتها حيث المشاكل و الحلول تكون معبرة فى مجموعة رموز رياضية ذات علاقة ببعضها.

MATLAB is a high-level language and interactive environment that enables
you to perform computationally intensive tasks faster than with traditional programming languages such as C, C++, and Fortran.

الاستعمالات المثالية تشتمل على آلاتي:-
-الرياضة و التقدير.
-الرسومات الهندسية والعلمية.
-الشبكات العصبية
-معالجة الصور
-معالجة الصوت

Matlab نضام فعال حيث عنصر البيانات الأساسية هي المصفوفات التي لا تتطلب أبعاد , هذا يسمح للمستخدم بحل عدة مشاكل خاصة تلك التي تتعلق بالمصفوفات والمتجهات , في جزء بسيط من الزمن سوف تأخذ لكتابة برنامج بكمية غير متجهة بلغة غير فعالة مثل لغة السى و الفوتران.

اختصار كلمة Matlab هو المعمل الرياضي .Matlab في الأصل كتبت لتزود التعامل السهل لبرمجة المصفوفات المتطورة بواسطة مشاريع LINPACK & EISPACK التي مع بعضها تقـدم الحالة للفن في برمجة حل المصفوفـات.

Matlab تطورت على مر السنين مع زيادة استعمالها مثلا في محيط الجامعات حيث هي تركيبات وسائل قياسية لفصول المبتدئين و المتقدمين في الرياضيات , الهندسة , و العلوم في الصناعـة , ماتلاب وسيلة اختيار للابحات الإنتاجية العالية التطوير و التحليل .

مزايا الماتلاب مجموعة تطبيقات و حلول محددة تسمى toolboxes التي هي مهما جدا لمعظم مستخدمي الماتلاب و toolboxes تسمح للمستخدم بان يتعلم و يطبق تقنيات متخصصة و هي مجموعة شاملة لوظائف الماتلاب (M-files) التي تمدد بيئة الماتلاب لحل أنواع استثنائية من المشاكل .

 كتاب الماتلاب يشرح برنامج لغة ماتلاب بالتفصيل الرابط:

 

نظام الماتلاب:-

نظام الماتلاب يتكون من خمسة أجزاء رئيسية :

1-لغة الماتلاب: هذه لغة ذات مستوى عالي للمصفوفات ذات البعد الواحد وذات البعدين مع جمل تتماشى مع التحكم , الوظائف , تركيب البيانات , الدخل على الخرج , والهدف الوجيه لمزايا البرمجة.

2-بيئة عمل الماتلاب : هذه مجموعة من الوسائل والتسهيلات التي تعمل معها مثل مستخدمي الماتلاب او مبرمجي الماتلاب و التي تشتمل علي تسهيلات للإدارة ومتغيرات في workspace وبعث واستلام بيانات ,أيضا تتضمن وسائل للتطوير,الإدارة , وتطبيقات الماتـــــــلاب.

3-التعامل مع الرسومات:هذا النظام للتعامل مع الرسومات يتضمن أوامر ذات مستوى عالي للبيانات ذات البعد ين والثلاثة أبعاد ,التصور ,معالجة الصور,الرسومات,وتقديم الرسومات.
أيضا تشتمل علي أوامر ذات مستوى منخفض تلك التي تسمح للظهور التام للرسومـــــات

4-مكتبة الماتلاب للوظائف الرياضية: هي مجموعة واسعة من حلقت التحليل اللوغاريتمي من الدوال الابتدائية مثـــل sum , sine , cosine & complex arithmetic

5-امكانية ربط Matlab مع لغات البرمجة مثل السى و الجافا وايضا السى شارب

 

تعريف برنامج الماتلاب
برنامج الماتلاب هو برنامج هندسي (وله مجالات أخرى) يقوم بعمليات تحليل وتمثيل البيانات من خلال معالجة تلك البيانات تبعاً لقاعدة البيانات الخاصة به, فمثلاً يستطيع البرنامج عمل التفاضل differentiation والتكامل Integration و كذلك يقوم بحل المعادلات الجبرية Algebric Equations وكذلك المعادلات التفاضلية Differential Equations ذات الرتب العليا والتي قد تصل من الصعوبة ما تصل, ليس فقط ذلك بل يستطيع البرنامج عمل التفاضل الجزئي, ويقوم بعمل عليات الكسر الجزئي Partial fraction بسهولة ويسر والتي تستلزم وقتاً كبيراً لعملها بالطرق التقليدية, هذا من الناحية الأكاديمية, أما من الناحية التطبيقية فيستطيع البرنامج العمل في جميع المجالات الهندسية مثل أنظمة التحكم Control System, وفي مجال الميكانيكا Mechanical Field, وكذلك محاكة الإلكترونيات Electronics وصناعة السيارات Automotive Industry, وكذلك مجال الطيران والدفاع الجوي Aerospace and Defense, والكثير من التطبيقات الهندسية.
وحتى أؤكد للجميع ذلك, قامت شركة السيارات المرموقة نيسان Nissan بتخفيض وقت التطوير إلى 50% عندما قامت بإستبدال التصميم على الأوراق Paper Model Based Design إلى الأداة المتطورة في برنامج الماتلاب وهو Model Based Design, يقول المدير المساعد شيجاياكي كاكيزاكي في مجموعة هندسة إدارة نظام المحرك لشركة نيسان (شركة محدودة)

Without MathWorks tools for Model-Based Design, Nissan would not have become the first company to meet the CARB PZEV standard
CARB= California Air Resources Board
PZEV= Partial Zero Emission Vehicle
يمكنكم متابعة هذا التقرير من خلال الرابط
http://www.mathworks.com/company/use...ml?by=industry

فمع التقدم السريع في التكنولوجيا أصبحت الحاجة ملحة على تعلم مثل هذا البرنامج حتى نصبح في سباق التنافس الصناعي.

التعريف بمؤسس برنامج الماتلاب
قام بتأسيس البرنامج شخصان, الأول هو كليف مولر والثاني جاك ليتل
كليف مولر
هو إستاذ الرياضيات وعلوم الحاسب Computer Science لأكثر من عشرين عاماً في جامعة متشيجين و جامعة ستانفورد وجامعة نيو مكسيكو.
أمضى خمس سنوات عند إثنين من مصنعى الــ Hardware وهما Intel Hypercube organization و Ardent Computer قبل أن يقوم بالإنتقال إلى شركة Mathworks الشركة الأم لبرنامج الماتلاب, كما أنه هو المؤلف لأول برنامج للماتلاب.

الشخص الثاني : جاك ليتل
هو المؤسس لشركة Mathworks كما أنه المساعد في وضع تخطيط برنامج الماتلاب.
جاك حاصل على بكلوريوس الهندسة الكهربية وعلوم الحاسب من جامعة MIT عام 1978
كما أنه حاصل على شهادة M.S.E.E من جامعة ستانفورد عام 1980

 

 

 

كما يمكن أن تجد أفضل الكتب والمراجع الهندسية في هذا المجال على الرابط التالي :

 

 

  الصناعات التي يغطيها الماتلاب :

 

ولاً: الفضاء
الجوي والدّفاع Aerospace and
Defense





الكثير من شركات
الطيران المدني والعسكري, تستخدم ماتلاب في الحسابات الهندسية, النمذجة والمحاكاة الحسابات الهندسية, النمذجة والمحاكاة. ومثال على ذلك شركة
إيرباص. كما ويُعتمد على ماتلاب في تصميم الطائرات
التي تطير بدون طيّار, أضف إلى ذلك, استخدام ماتلاب في أبحاث
الفضاء من شركة ناسا. ويعتبر هذا الاستخدام لماتلاب واحد من أكثر الاستخدامات تطوراً وتعقيداً.


ثانياً: صناعة
السيارات Automotive


صناعة السيارات هي
واحدة من أهم وأعقد الصناعات في العالم, ولتوفير الجهد والوقت, تستخدم الشركات,
ولتوفير الجهد والوقت, تستخدم الشركات المصنعة برنامجي MATLAB و
Simulink النماذج الهندسية قبل تطبيقها على أرض الواقع. فبعد
اختبار هذه النماذج بواسطة ماتلاب, يتم انتاجها صناعياً. إن استخدام حزمة ماتلاب يقلل الوقت على المصممين لهذه السيارات بنسبة تصل
إلى %50




ثالثاً: المعالجة
بالتكنلوجيا الحيوية, الأدوية, والصناعات الطبية Biotech, Pharmaceutical, and Medical



هُنا, يستخدم
ماتلاب, في معالجة البيانات من قبل الباحثين والمختصين في هذا المجال. م إدخال البيانات المتعلقة بالتجارب المخبرية على ماتلاب, ومن ثم تتم معالجتها بسرعة قياسية,بهذا, يتمكن
الباحث من إجراء مئات التجارب الأمر الذي
يستحيل فعله بطريقة يدوية

رابعاً: الاتصالات Communications





علم الاتصالات, هو
واحد من أحدث علوم العصر, ويمثل الثورة المعلوماتية
الكبرى التي يشهدها العالم. ماتلاب يغطي علم الاتصالات وكل العلوم المتعلقه
به: معالجة الإشارة الرقمية Digital Signal Processing DSP, هندسة الصوت Audio
Engineering, هندسة بيانات الاتصال Data
Communication Engineering, هندسة الشبكات Network Engineering.


وبشكل عام, يستخدم
ماتلاب في هذا المجال لدعم نقل الصوت, البيانات,
والفيديو بأقل حجم وتكلفه وبأفضل جودة. كذلك في تحليل ومحاكاة شبكات الهاتف المحمول GSM/TDMA/CDMA وغيرها, وكذلك
الأمر بالنسبة لشبكات الكمبيوتر السلكية
واللاسلكية. وحيث أن تقنيات النقل اللاسلكي في شبكات الكمبيوتر
WiFi/WiMax هي واحدة من أكثر مواضيع الاتصالات بحثاً في يومنا هذا, فإن ماتلاب حاضر
فيها وبقوة. الأمر كذلك بالنسبة لمعالجة
الإشارة الرقمية, وكذلك الصورة الرقمية. إن استخدام حزمة
ماتلاب في هذه الصناعات تقلل كثيراً من مخاطر التصميم The Design Risk.





صناعات أخرى يغطيها
ماتلاب:


·
الحواسيب الشخصية (العتاد المادي)


·
الإلكترونيات


·
الخدمات والحسابات التجارية والإحصائية


·
الميكانيك الهندسي


·
صناعة أشباه الموصلات
Simiconductors


·
القياسات الهندسية


·
إلكترونيات القوى


·
الطاقة الكهربائية


·
الهندسة الكهربائية


·
أنظمة القوى الكربائية


·
أنظمة التحكم


·
وبالطبع, علوم الرياضيات المختلفة