برای شروع کدام کتابخانه‌های متلب را نصب کنیم؟

اگر دانشجوی رشته مهندسی باشید حتماً نام نرم افزار متلب را شنیده‌اید. متلب نرم افزاری قوی برای دانشجویان و محققین رشته های ریاضی و مهندسی است که در جهت حل مسائل ماتریسها، جبر خطی و آنالیز عددی ساخته شده است. امروزه صدها هزار کاربر دانشگاهی، آکادمیک، صنعتی و … در زمینه های بسیار متنوع مهندسی نظیر ریاضیات پیشرفته، جبر خطی، مخابرات، مهندسی سیستم و … با MATLAB بعنوان یکی از اولین محیط های محاسباتی و تکنیکی که قادر به حل مسائل آنهاست، آشنا می شوند. 

متلب کتابخانه‌های بسیاری برای انواع هدف‌ها و حل مسائل دارد که می‌توانید تمامی آنها را همزمان با متلب نصب کنید یا اینکه به طور انتخابی کتابخانه‌های مورد نیاز را نصب و فعال کنید. تفاوت حجم اشغال شده توسط متلب برای کسی که با محدودیت حافظه مواجه است این سؤال را بوجود می‌آورد که کدام کتابخانه‌ها را برای شروع کار با متلب نصب کنم؟

کتابخانه‌های متلب برای شروع کار

نصب نسخه ۲۰۲۱ متلب به طور کامل به همراه کتابخانه‌های آن، حدود ۳۰ گیگ حافظه را اشغال می‌کند؛ در صورتی که اگر دانشجو، و در کار با نرم افزار متلب مبتدی باشید، نیاز به نصب تمامی کتابخانه‌های آن ندارید. در اینجا فهرستی از کتابخانه‌هایی را قرار می‌دهم که برای شروع کار با متلب مناسب است و نصب آنها حدوداً ۱۰ گیگ فضای حافظه نیاز دارد. این فهرست را از سایت متلب که برای نسخه دانشجویی متلب پیشنهاد شده بود برداشتم.

• MATLAB
• Simulink
• Control System Toolbox
• Curve Fitting Toolbox
• Image Processing Toolbox
• Instrument Control Toolbox
• Optimization Toolbox
• Parallel Compunting Toolbox
• Signal Processing Toolbox
• Statistics and Machine Learning Toolbox
• Symbolic Math Toolbox

در ادامه به طور مختصر کاربرد هر کدام از این کتابخانه‌ها شرح داده می‌شود.

• MATLAB

این پایه‌ای ترین کتابخانه‌ای است که برای نصب نرم افزار متلب نیاز دارید. 

• Simulink

Simulink یک محیط بلوک دیاگرام برای شبیه سازی چند حوزه ای و طراحی مبتنی بر مدل است. از طراحی در سطح سیستم، شبیه سازی، تولید خودکار کد و آزمایش و تأیید مداوم سیستم های تعبیه شده پشتیبانی می‌کند. Simulink یک ویرایشگر گرافیکی و حل کننده ها را برای مدل سازی و شبیه سازی سیستم های پویا ارائه می دهد. این نرم افزار با MATLAB یکپارچه شده است و به شما این امکان را می دهد که الگوریتم های MATLAB را در مدل ها بگنجانید و نتایج شبیه سازی را برای تجزیه و تحلیل بیشتر به عهده MATLAB بگذارید.

• Control System Toolbox

Control System Toolbox الگوریتم ها و برنامه هایی را برای تجزیه و تحلیل سیستماتیک، طراحی و تنظیم سیستم های کنترل خطی ارائه می دهد. شما می توانید سیستم خود را به عنوان یک تابع انتقال، افزایش قطب صفر یا پاسخ فرکانس مشخص کنید. برنامه ها و توابع ، مانند نمودار Bode ، به شما امکان می‌دهد رفتار سیستم را در حوزه‌های زمان و فرکانس تجزیه و تحلیل کنید.

• Curve Fitting Toolbox

Curve Fitting Toolbox یک برنامه و توابعی برای تطبیق منحنی‌ها و سطوح با داده‌ها ارائه می‌دهد. این کتابخانه به شما امکان می‌دهد تجزیه و تحلیل داده‌های اکتشافی، پیش پردازش و داده‌های پس از پردازش را انجام دهید، مدلهای نامزد را مقایسه کرده و موارد دور را حذف کنید. می‌توانید با استفاده از کتابخانه مدل‌های خطی و غیر خطی ارائه شده، تجزیه و تحلیل رگرسیون انجام دهید. این کتابخانه همچنین از تکنیک‌های مدل سازی غیر پارامتری مانند درون یابی و هموارسازی پشتیبانی می‌کند.

• Image Processing Toolbox

کتابخانه پردازش تصویر، مجموعه ای جامع از الگوریتم‌های استاندارد مرجع و برنامه هایی برای پردازش تصویر ، تجزیه و تحلیل ، تجسم و توسعه الگوریتم را ارائه می دهد. می توانید با استفاده از یادگیری عمیق و تکنیک های سنتی پردازش تصویر، تقسیم بندی تصویر، کاهش نویز ، تغییرات هندسی و ذخیره تصویر را انجام دهید. این کتابخانه از پردازش تصاویر دو بعدی ، سه بعدی و بزرگ دلخواه پشتیبانی می کند.

• Instrument Control Toolbox

کتابخانه کنترل ابزار به شما امکان می دهد MATLAB را مستقیماً به ابزارهایی مانند اسیلوسکوپ ، ژنراتور، آنالیز سیگنال، منبع تغذیه و ابزارهای تحلیلی متصل کنید. این کتابخانه می‌تواند از طریق درایورهایی مانند IVI و VXIplug & play یا از طریق دستورات SCPI مبتنی بر متن بر روی پروتکل های ارتباطی متداول مانند GPIB ، VISA ، TCP/IP و UDP به ابزارهای شما متصل شود. همچنین می توانید بدون نوشتن کد، داده ها را از تجهیزات آزمایش کنترل کرده و به دست آورید.

• Optimization Toolbox

کتابخانه بهینه سازی توابعی را برای یافتن پارامترهایی ارائه می‌دهد که در عین برآورده کردن محدودیت‌ها، اهداف را به حداقل می‌رساند یا به حداکثر می‌رساند. این کتابخانه شامل حل کننده های برنامه نویسی خطی (LP)، برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP)، برنامه نویسی درجه دوم (QP)، برنامه نویسی مخروطی مرتبه دوم (SOCP)، برنامه نویسی غیر خطی (NLP)، حداقل مربعات خطی محدود، حداقل مربعات غیر خطی  و معادلات غیر خطی می‌باشد.

• Parallel Compunting Toolbox

کتابخانه محاسبات موازی به شما امکان می‌دهد مسائل محاسباتی داده را با استفاده از پردازنده‌های چند هسته ای، GPUها و … حل کنید. سازه های سطح بالا-حلقه های موازی، انواع آرایه های خاص و الگوریتم های عددی موازی-شما را قادر می سازد تا برنامه های متلب را بدون برنامه نویسی CUDA یا MPI موازی سازی کنید. می توانید از جعبه ابزار Simulink برای شبیه سازی چند مدل به صورت موازی استفاده کنید. 

• Signal Processing Toolbox

کتابخانه پردازش سیگنال توابع و برنامه هایی را برای تجزیه و تحلیل، پیش پردازش و استخراج ویژگی‌ها از سیگنال‌های نمونه به طور پیوسته و گسسته را ارائه می‌دهد. این کتابخانه شامل ابزارهایی برای طراحی و تجزیه و تحلیل فیلتر، نمونه گیری مجدد، هموارسازی، کاهش روند و تخمین طیف توان است. همچنین قابلیت استخراج ویژگی‌هایی مانند نقاط تغییر، یافتن قله‌ها و الگوهای سیگنال، اندازه گیری شباهت‌های سیگنال و اندازه گیری‌هایی مانند SNR را فراهم می‌کند.

• Statistics and Machine Learning Toolbox

کتابخانه آمار و یادگیری ماشین توابع و برنامه هایی را برای توصیف، تجزیه و تحلیل و مدل سازی داده‌ها ارائه می‌دهد. می توانید از آمار توصیفی، تجسم و خوشه بندی برای تجزیه و تحلیل داده های اکتشافی، توزیع احتمال داده ها، ایجاد اعداد تصادفی برای شبیه سازی مونت کارلو و انجام آزمون فرضیه استفاده کنید.

• Symbolic Math Toolbox

کتابخانه نمادین ریاضی توابعی را برای حل، رسم و دستکاری معادلات نمادین ریاضی فراهم می‌کند. می توانید کد ریاضی نمادین ایجاد، اجرا و به اشتراک بگذارید. این کتابخانه توابعی را در زمینه های رایج ریاضی مانند حساب، جبر خطی، معادلات جبری و دیفرانسیل، ساده سازی معادله و دستکاری معادله ارائه می‌دهد.

پیشنهادات و انتقادات شما به این پست وب‌پای را به دیده منت میگذاریم…