MATLAB
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MATLAB (Matrix Laboratory, “laboratorios de matrices”). Software matemático con entorno de desarrollo integrado (IDE) que tiene un lenguaje de programación propio (Lenguaje M) y es multiplataforma (Unix, Windows y Apple Mac Os X). Software de un gran uso en Centros de Investigación y Desarrollo así como en universidades.
Historia
En 1984 surge la primera versión, creado por Cleve Moler, con la idea de usar paquetes de subrutinas escritas en Fortran en los cursos de Análisis Numérico y Algebra Lineal, sin tener una necesidad de programas que usaran este lenguaje.
El lenguaje de programación M se creó en 1970 proporcionando un acceso sencillo al Software de matrices LINPACK y EISPACK sin tener que hacer uso del lenguaje Fortran.
Ya en 2004 se apreciaba que MATLAB era usado por aproximadamente más de un millón de personas, tanto académicos como empresarios.
Funciones
Dentro de sus principales funciones se encuentran:
Herramientas Adicionales
- Simulink (plataforma de simulación multidominio).
- GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI).
Y también se pueden ampliar sus capacidades con las cajas de herramientas de MATLAB , y con los paquetes de bloques de Simulink.
Cajas de herramientas y paquetes de bloques
Las más de 35 cajas de herramientas y paquetes de bloques agrupan las funcionalidades de MATLAB, estas se clasifican en las siguientes categorías.
| MATLAB (Cajas de herramientas) | Simulink |
|---|---|
| Matemáticas y Optimización | Modelado de punto fijo |
| Estadística y Análisis de datos | Modelado basado en eventos |
| Diseño de sistemas de control y análisis | Modelado físico |
| Procesado de señal y comunicaciones | Gráficos de simulación |
| Procesado de imagen | Diseño de sistemas de control y análisis |
| Pruebas y medidas | Procesado de señal y comunicaciones |
| Biología computacional | Generación de código |
| Modelado y análisis financiero | Prototipos de control rápido y SW/HW HIL |
| Desarrollo de aplicaciones | Tarjetas integradas |
| Informes y conexión a bases de datos | Verificación, validación y comprobación |
| Compiler | Verificación, validación del código y desarrollo de ejecutables |
Sintaxis
El uso de MATLAB es más eficiente cuando sus algoritmos se diseñan en términos de matrices y vectores, puesto que es un programa de cálculo numérico orientado a matrices.
Ejemplo “Hola Mundo”
<source lang="matlab"> >> disp('Hola mundo'); % Muestra el mensaje. Hola mundo </source>
Ejemplo “Suma de dos constantes”
<source lang="matlab"> t=6; c=15; result=t+c; % resultado de de la suma se almacena en la variable " result " disp('El resultado es: ') % Muestra el mensaje disp(result) % Muestra el valor de la variable </source>
Funciones Especiales
A continuación algunas de las funciones especiales que contiene MATLAB:
Funcionales especiales y elementales
- Funciones gamma, beta y elípticas.
- Transformación de sistemas de coordenadas.
- Matriz identidad y otras matrices elementales.
- Matrices de Hilbert, Toeplitz, Vandermonde, Hadamard, etc.
- Partes reales, imaginarias y complejas conjugadas.
- Funciones trigonométricas y de potencias.
Algebra lineal numérica
- Valores propios y descomposición de matrices.
- Funciones generales de evaluación de matrices.
- Determinantes, normas, rangos, etc.
- Matrices inversas y factorización de matrices.
- Matriz exponencial, logarítmica y raíces cuadradas.
Polinomios e interpolación
- Interpolación 1-D y 2-D.
- Construcción polinomial.
- Interpolación por splines cúbicos.
- Diferenciación de polinomios.
- Evaluación de polinomios.
- Multiplicación y división de polinomios.
- Residuos de polinomios y residuos.
Métodos numéricos no lineales
- Búsqueda de ceros en funciones de una única variable.
- Minimización de funciones de una o más variables.
- Resolución numérica de integrales.
- Solución numérica de ecuaciones diferenciales ordinarias.
Estadística y análisis de Fourier
- Convolución 1-D y 2-D.
- Filtros digitales 1-D y 2-D.
- Transformadas de Fourier 1-D y 2-D y su inversa.
- Coeficientes de correlación y matrices de covarianza.
- Deconvolución.
- Magnitudes y ángulos de fase.
- Funciones max, min, sum, mean y otras funciones de estadística básica.
Operaciones algebráicas y lógicas
- Suma, resta, multiplicación, división y potencias de matrices.
- Matriz transpuesta.
- Operadores lógicos AND, OR, NOT y XOR.
Utilidades
- Gestión y mantenimiento de errores.
- Conversión de tipos de datos Fortran.
- Funciones de fecha y hora.
- Clasificación de matrices.
- Conversión de números a cadenas y viceversa.