مقدمهای بر متلب
به نام خدا و سلام.
به جلسه مقدمه (جلسه صفر!) از سری جلسات آموزش نرمافزار متلب خوش آمدید. آموزش متلب به صورت تخصصی و رایگان از وبسایت متلب پلاس ارائه میشود. در این جلسه به مباحث بیرون از نرم افزار متلب که برای یادگیری آن اهمیت دارند میپردازیم. کمی درباره چیستیِ متلب، تاریخچه متلب و آنچه در این دوره آموزش میبینیم صحبت میکنیم. سپس به دو سوال مهم یعنی چرا متلب را یاد بگیریم؟ و چگونه متلب را یاد بگیریم؟ پاسخ میدهیم.
با متلب پلاس همراه باشید.
فیلم مقدمهای بر متلب
خوش آمدید!
به بزرگترین و کاملترین دوره رایگان آموزش متلب خوش آمدید! این دوره آموزشی متنی و ویدئویی توسط تیم متلب پلاس (وبسایت متلب پلاس) تهیه شدهاست. منظور ما از تیم متلب پلاس، افرادی هستند که در آموزش این دوره نقش دارند. (ما) کارشناس ارشد و دانشجویان مقطع دکتری در رشتهی مهندسی مکانیک، مهندسی شیمی، مهندسی برق و مهندسی عمران هستیم. این تیم 5 نفره تمام وقت بر روی تدوین استراتژی یادگیری متلب به صورت کاملا مفهومی کار کرده است. مفتخریم که نتایج این تلاش روز به روز درحال توسعه و فراگیر شدن بین دانشجویان است. مخاطب این دوره آموزشی (یعنی شما)، تمامی دانشجویان مهندسی مکانیک، برق، کنترل، هوافضا، عمران، شیمی و رشتههای ریاضی، آمار و علوم پایه هستند. دوره آموزش متلب شامل مواردی است که در تمامی رشتهها و زمینههای کاری مورد استفاده قرار میگیرد. بنابراین از وجود شما که باعث دلگرمی و رشد تیم متلب پلاس هستید، متشکریم!
متلب چیست؟
نرم افزار متلب (MATLAB) یک نرم افزار محاسباتی و تحلیل داده بسیار قوی برای کارهای عددی است. میلیونها مهندس و دانشمند در سراسر جهان از متلب برای تجزیه و تحلیل و طراحی سیستمها استفاده میکنند. متلب در سیستمهای ایمنی فعال خودرو، فضاپیماهای بین سیارهای، دستگاههای نظارت بر سلامت، شبکههای برق هوشمند و شبکههای سلولی LTE کاربرد دارد. همچنین از متلب برای یادگیری ماشین، پردازش سیگنال، پردازش تصویر، بینایی کامپیوتر، ارتباطات، امور مالی محاسباتی، طراحی کنترل، روباتیک و موارد دیگر استفاده میشود.
نرم افزار متلب برای حل مسائل مهندسی و علمی بهینه سازی شدهاست. زبان متلب مبتنی بر ماتریسها، یک راه حل بسیار عالی بیان ریاضیات محاسباتی است.
از دیگر ویژگیهای متلب میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
- رسم نمودارها و دادهها
- کتابخانه وسیعی از جعبه ابزارهای از پیش ساخته شده
- ادغام کدهای برنامه نویسی متلب با سایر زبانهای برنامه نویسی
- لینک کردن متلب با سایر نرم افزارهای مهندسی (سالیدورکس، آباکوس، کامسول و…)
- زبان برنامه نویسی سطح بالا برای محاسبات علمی و مهندسی
- برنامههایی برای برازش منحنی، طبقهبندی دادهها، تجزیه و تحلیل سیگنال، سیستم کنترل
- رابطهای C/C++، Java®، .NET، Python، SQL، Hadoop و Microsoft® Excel®
تاریخچه متلب
متلب ابتدایی
اولین نسخه ارائه شده از نرم افزار متلب یک زبان برنامه نویسی نبود. بلکه تنها یک ماشین حساب ماتریسی ساده بود. نه برنامهای وجود داشت، نه جعبه ابزار، نه گرافیکی و نه حلگرهای امروزی.
مبنای ریاضی اولین نسخه MATLAB مجموعهای از مقالات تحقیقاتی توسط JH Wilkinson و 18 نفر از همکارانش بود. این مقالات بین سالهای 1965 و 1970 منتشر شد.
در اوایل دهه 1980، کلیو مولر (Cleve Moler) استاد جبر خطی و تحلیل عددی در دانشگاه نیومکزیکو تصمیم گرفت تا دانشجویان دسترسی آسانتری به LINPACK و EISPACK داشته باشند. LINPACK و EISPACK کتابخانههایی از فرترن (Fortran) برای محاسبات هستند. او اولین نسخه MATLAB – مخفف Matrix Laboratory – را در فرترن نوشت که ماتریس تنها نوع داده آن بود. این پروژه نوعی سرگرمی بود و هیچ حمایت رسمی و طرح تجاری برای آن وجود نداشت.
تصویر زیر صفحه شروع به کار همه کلمات و عملکردهای متلب ابتدایی را نشان میدهد. فقط 71 مورد وجود دارد. برای افزودن فقط یک تابع دیگر کلی کار جدید باید صورت میگرفت. در واقع باید کد منبع را از کلیو مولر دریافت میکردید و یک زیرروال فرترن در آن مینوشتید. سپس نام تابع را به جدول تجزیه اضافه میکردید و MATLAB را دوباره کامپایل میکردید.
اما همین متلب ابتدایی و ساده توجه بسیاری از دانشجویان را برای حل مسائل خود جلب کرد.
متلب تجاری
در این زمان جک لیتل (Jack Little) دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی برنامه نوسی در استنفورد بود. یکی از دوستان لیتل متلب را به او نشان داد و او آن را برای کار خود پذیرفت. بلافاصله در سال 1983، جک لیتل پیشنهاد ایجاد یک محصول تجاری بر اساس متلب را داد.
کامپیوتر IBM® تنها دو سال قبل از آن معرفی شده بود. اجرای برنامهای مانند MATLAB روی آن به سختی ممکن بود. اما لیتل تکامل کامپیوترها را پیش بینی میکرد. او کارش را ترک کرد، یک شبیهسازی رایانههای شخصی Compaq® در سیرز (Sears) خرید. با تشویق مولر و کار مداوم، لیتل نسخه جدید و توسعهیافتهای از MATLAB را به زبان C نوشت. پس از آن بوده که استیو بنگرت (Steve Bangert) هم به تیم آنها اضافه شد.
لیتل و بنگرت هنگام ایجاد نسخه جدید و توسعه یافته، بهبودهای مهمی را در Historic MATLAB انجام دادند. مهمترین آنها توابع، جعبه ابزار و گرافیک ترسیمی بودند.
متلب مدرن
متلب با ریشههای خود در ریاضیات ماتریسی، به مسیر تکامل ادامه داده تا نیازهای در حال تغییر مهندسان و دانشمندان را برآورده کند.
- اضافه شدن حلگرهای قدرتمند معادلات دیفرانسیل معمولی
- توسعه Simulink®، محصول همراه MATLAB برای شبیه سازی و طراحی مبتنی بر مدل
- پوشش انواع دادهها
- اعداد صحیح بدون علامت، uint8، uint16 و uint32
- اعداد صحیح با علامت، int8، int16 و int32.
- دادههای منطقی
- آرایههای سلولی متلب
- استراکچر (Structure) در متلب
- برنام نویسی شی گرا
- ویرایشگر زنده (Live editor)
- ورودی و خروجی انواع فرمتهای متنی، عددی، تصویری
- محاسبات موازی
چرا متلب را یاد بگیریم؟
با تاریخچه و کاربردهایی که برای متلب ارائه شد، پاسخ این سوال را نمیدهیم! چرا که متلب در هر زمینهای از ریاضیات، مهندسی و علوم پایه کاربرد دارد. حل مسائل، پروژهها و پایان نامههای دانشگاه با استفاده از متلب بسیار راحتتر میشود. احتمالا در رشتههای مهندسی و ریاضی عدم نیاز به متلب برای انجام پایان نامه، موردی نادر باشد.
چگونه متلب را یاد بگیریم؟
یادگیری متلب مشابه با هر دانشی، به دو عامل مهم نیاز دارد. عامل اول، منبعی برای یادگیری و عامل دوم، تکرار و مداومت در یادگیری.
عامل اول؛ منبع آموزش متلب
خوشبختانه یا متاسفانه در حال حاضر عامل اول از یادگیری متلب، یعنی منبع آموزش؛ بسیار زیاد است. آموزشهای متنی، صوتی و ویدئویی فراوانی در اینترنت یافت میشوند. فراوانی این آموزش گاهی کار را سخت میکند. چرا که هر مجموعه یا مدرسی، شیوهای خاص برای تدریس دارد. همچنین پیدا کردن یک منبع معتبر را هم سخت میکند. شیوه ما برای آموزش متلب، براساس راهنمای خود متلب و دوره آموزشیای است که در وبسایت رسمی متلب ارائه شده. یعنی آموزش صفر تا صد متلب. انتخاب دوره آموزش رایگان متلب ما یا سایر منابع به انتخاب شماست. کافیست نحوه و محتوای چند دوره را بررسی و بهترین را انتخاب کنید.
عامل دوم؛ تکرار و مداومت در یادگیری
در عامل دوم، نقش اصلی بر عهده دانشجوی دوره است. تکرار و تداوم یادگیری به همراه حل تمرین. یاد گرفتن یک نرم افزار جامع مانند متلب، کار یک روز یا یک هفته نیست. شاید در یک هفته بخش زیادی از متلب را آموزش ببینید اما برای یادگیری عمیق و درک آن به زمان بیشتری نیاز است. حل تمرین و مثالهای مختلف، به چالش کشیدن دانش خود در متلب و… این یادگیری را عمیقتر میکند. ما در دوره آموزش رایگان متلب سعی کردیم تا جلسات رو به طور منظم ارائه کنیم. و در انتهای هر جلسه چند تمرین به دانشجو واگذار کنیم. پاسخ این تمرینات در کانال تلگرام متلب پلاس قرار میگیرند اما بهتر است قبل از دیدن پاسخ، آنها را حل کرده باشید.
در نهایت پیشنهاد ما استفاده از مطالب آموزشی متلب پلاس است.
- مطالعه جلسات بطور پیوسته با ترتیب ارائه شده
- حل تمرینها و مثالها
- ارتباط با دانشجویان متلب (گروه تلگرامی متلب پلاس)
- رفع ابهامها و اشکالات خود با اساتید متلب پلاس (گروه تلگرامی متلب پلاس)
در انتهای دوره چه چیزهایی یاد میگیریم؟
طبق سرفصلی که برای آموزش متلب در سمت راست این صفحه ارائه شده، بخشهای زیادی از متلب پوشش داده میشود.
- کار با ماتریسها و بردارها (ایجاد ماتریس و بردار، اندیس گذاری، عملیات ریاضی و…)
- حلقههای for و while در متلب
- اعداد تصادفی در متلب
- ایجاد تابع در متلب
- رسم نمودار
- رفع خطاهای رایج
- کار با دادهها (خواندن دادهها از اکسل)
- محاسبات نمادین
- حل معادلات جبری (خطی و غیرخطی- عددی و تحلیلی)
- مشتق و انتگرال
- حل معادلات دیفرانسیل معمولی (همگن و غیرهمگن، خطی و غیرخطی)
- حل معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی
- …
خب، حالا بدون معطلی به سراغ اولین جلسه از آموزش matlab میرویم. جلسه بعد، به نصب و فعالسازی نرم افزار متلب اختصاص دارد. با متلب پلاس همراه باشید!
6 Comments
به گفتگوی ما بپیوندید و دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.
یا سلام
مطالب دوره متلب رایگان که در سایت هست،نسخه pdf قابل دانلود نداره؟
با درود فراوان
خیر
با سلام آیا امکان دانلود ویدئو وجود ندارد؟
سلام و عرض ادب
چرا این امکان وجود دارد. ویدیوها براحتی قابل دانلود میباشند.
با تشکر فراوان از دوستان عزیزی که این دوره آموزشی مفید را تهیه کرده اند.
سلام و عرض ادب
خیلی ممنون سامان جان از اینکه نظرت رو با ما به اشتراک گذاشتی!