MATLAB: differenze tra le versioni

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|Didascalia = MATLAB R2011a in [[Windows 7]].

|Sviluppatore = [[MathWorks]]

|UltimaVersione = R2019a

|DataUltimaVersione = 20 marzo 2019

|UltimaVersioneBeta =

|DataUltimaVersioneBeta =

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|Lingua = Inglese

|SoftwareLibero = no

| SitoWeb =

|Genre2 = cas

}}

'''MATLAB''' (abbreviazione di '''Mat'''rix '''Lab'''oratory) è un ambiente per il [[calcolo numerico]] e l'analisi [[statistica]] scritto in [[linguaggio C|C]], che comprende anche l'omonimo [[linguaggio di programmazione]] creato dalla ''[[MathWorks]]''. MATLAB consente di manipolare [[Matrice (matematica)|matrici]], visualizzare [[funzione (matematica)|funzioni]] e dati, implementare [[algoritmo|algoritmi]], creare [[interfaccia utente|interfacce]] utente, e interfacciarsi con altri programmi.

Nonostante sia specializzato nel calcolo numerico, uno strumentario opzionale interfaccia MATLAB con il motore di calcolo simbolico di [[Maple]]. MATLAB è usato da milioni di persone nell'industria e nelle università per via dei suoi numerosi strumenti a supporto dei più disparati campi di studio applicati e funziona su diversi [[sistema operativo|sistemi operativi]], tra cui [[Windows]], [[Mac OS]], [[GNU/Linux]] e [[Unix]].

== Cenni storiciStoria ==

Abbreviazione di "MATrix LABoratory", MATLAB fu creato alla fine degli anni settanta da [[Cleve Moler]], presidente del dipartimento di scienze informatiche dell'[[Università del Nuovo Messico]]. Egli creòCreò MATLAB per dare ai suoipropri studenti accesso a [[LINPACK]] e ad [[EISPACK]] senza che essi dovessero necessariamente conoscere il [[Fortran]]. Presto il software si diffuse nelle altre università e trovò un grande pubblico tra la comunità dei matematici applicati. L'ingegnere [[John N. Little|Jack Little]] conobbe il programma durante una visita a Moler all'[[Università di Stanford]] nel [[1983]]. Riconoscendo il suo potenziale commerciale, si unì con Moler e Steve Bangert.: Essiassieme riscrissero MATLAB in [[linguaggio C]] e fondarono la ''The MathWorks'' nel [[1984]] per continuarecontinuarne il suolo sviluppo.

Nel 2020, a seguito delle sanzioni degli [[Stati Uniti d'America]] nei confronti della [[Cina]], MATLAB è stato ritirato da due università cinesi, che hanno risposto promuovendo alternative ''[[open source]]'' e sviluppandone altre in casa.<ref>{{Cita web|url=https://www.scmp.com/news/china/diplomacy/article/3088854/us-military-ban-locks-two-chinese-universities-out-popular|titolo=US military ban locks two Chinese universities out of popular software|sito=South China Morning Post|data=2020-06-12|lingua=en|accesso=2021-03-15}}</ref>

== Interfaccia ==

L'interfaccia principale di MATLAB è composta da diverse [[finestraFinestra (disambiguainformatica)|finestre]] che è possibile affiancare, spostare, ridurre a [[icona (informatica)|icona]], ridimensionare e così via. Le finestre principali, più usate, sono quattro:

* ''Command Windowwindow''

* ''Workspace''

* ''Current directory''

* ''Command history''

=== Prompt dei comandi (Command''command Windowwindow'') ===

La ''Commandcommand Windowwindow'' è una finestra dell'interfaccia principale di MATLAB, nella quale è possibile digitare [[istruzione (informatica)|comandi]] supportati e visualizzare a schermo in tempo reale i risultati. Ad esempio è possibile utilizzare MatlabMATLAB come una potente [[calcolatrice]]:

2+3

ans=5

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È presente anche un help off-line sintetico richiamabile tramite il comando:

help <nome_comando>

Dove ovviamente <nome_comando> indica l'istruzione sulla quale si necessita di aiuto.

Esempio

help sqrt

Line 58 ⟶ 60:

/ (divisione)

^ (elevamento a potenza)

Se si scrivono più comandi su una stessa linea, è necessario separarli con una virgola ‘,' . Se un comando è terminato con un punto e virgola (;), i risultati ottenuti non verranno visualizzati immediatamente in Command Window, ma verranno solo salvati in workspace (cfr paragrafo successivo).

Con la freccia in su, tasto ↑, si visualizzano i comandi eseguiti precedentemente ed è possibile eseguirli di nuovo. Si possono utilizzare le parentesi () per modificare la priorità tra le varie operazioni.

=== ''Workspace'' ===

IlLo ''Workspaceworkspace'' è lo spazio di lavoro (o spazio di memoria) contenente le variabili dichiarate. Per visualizzare tutte le variabili utilizzate si utilizza il comando <code>who</code>, mentre con il comando <code>whos</code> si visualizzano tutte le variabili utilizzate, ma in forma estesa, cioè ci viene data la loro descrizione con nome, dimensione, memoria occupata, classe e attributi.

La finestra Workspace''workspace'' elenca tutte le variabili allocate in workspace in questo momento, e dà la possibilità di allocare nuove variabili o di importare dall'esterno un elenco di variabili (ad esempio da un file di testo). È inoltre possibile stampare l'elenco delle variabili attuali od eliminarne una direttamente dalla finestra (senza scrivere nessun comando).

Per visualizzare innella Command''command Windowwindow'' il valore di una variabile memorizzata innello Workspace''workspace'' è sufficiente scrivere il nome della variabile stessa.

=== ''Current Directorydirectory'' ===

La finestra ''Currentcurrent Directorydirectory'' permette, come si può intuire, di esplorare il contenuto delle cartelle sul proprio hard[[supporto diskdi memoria]]. Da questa finestra è possibile aprire direttamente file compatibili con MATLAB con un semplice doppio click. Inoltre è possibile esplorare cartelle utilizzando, innella Command''command Windowwindow'', comandi tipici dei moderni sistemi operativi basati su tecnologia [[UNIX]] (come [[Linux]] e [[Apple Macintosh|MacintoshmacOS]]) come "cd nomecartella", "cd . .", "cd /indirizzocartella", e così via.

=== ''Command Historyhistory'' ===

Nella finestra ''Command History'' sono elencati tutti i comandi digitati di recente, divisi per ora e data. È possibile rilanciare direttamente dadalla Command''command Historyhistory'' un comando digitato innella Command''command Windowwindow'' in precedenza semplicemente con un doppio click.

== Programmare in MATLAB ==

Line 81 ⟶ 83:

* ''pi'': approssimazione di [[pi greco]], π

* ''eps'': precisione di macchina del computer che si sta utilizzando

* ''realmax'': è il massimo [[numero reale]] positivo rappresentabile

* ''realmin'': è il minimo numero reale positivo rappresentabile

* ''inf'': è un numero maggiore di realmax, ∞, infinito

Line 114 ⟶ 116:

'''N.B.''': di default le variabili numeriche dichiarate sono tutte di tipo double (floating point in doppia precisione).

=== Vettori (con calcolo vettoriale delle grandezze fisiche e matematica delle matrici) ===

=== Vettori ===

==== Definizione vettori ====

I vettori possono essere di due tipi:

Line 155 ⟶ 158:

=== Matrici ===

==== Definizione matrici ====

Per creare una matrice si procede in modo simile alle variabili per quanto riguarda l'assegnamento, racchiudendo la matrice tra parentesi quadre, separando gli elementi di una stessa riga con una virgola o con uno spazio e le righe con un punto e virgola.

M1=[1 2 3 4;5 6 7 8;9 10 11 12]

M2=[13,14,15;16,17,18]

M3=['a',19,'b';20,'c',21]

In una matrice si possono anche racchiudere variabili dichiarate in precedenza

In alternativa a virgole e punti e virgole si possono usare, rispettivamente, spazi e a-capo. In questo modo la rappresentazione di una matrice assomiglia a quella tradizionale dell'algebra:

M4=[ 1 2 3

4 5 6

7 8 9 ];

InNel creare una matrice si possono anche racchiudereutilizzare variabili dichiarate in precedenza

M4=[var1 var2;var3 var4]

ed è inoltre possibile definire le matrici per parti, ad esempio in una matrice M 3 x 3, i comandi

Line 167 ⟶ 175:

consentono di assegnare alla prima riga i valori, precedentemente definiti, a1, b1 e c1, alla seconda a2, b2 e c2 e così via.

Un altro modo per una dichiarazione veloce di matrici è ill'uso seguentedell'operatore di sequenza:

Sintassi: M=[ inizio:incremento:fine] |[ inizio|:fine]

anche in questo caso, se si omette l'incremento, per default è 1. Esempio:

M=[1:2:7;4:2:10;7:2:13]

M= 1 3 5 7

4 6 8 10

Line 192 ⟶ 200:

Sia A una generica matrice m x n, con il comando

size(A)

si ottiene un vettore composto dal numero di righe e dal numero di colonne della matrice A (ovviamente questo è estendibile anche a matrici con più di 2due dimensioni).

Con l'operatore ' (apostrofo), si ottiene la matrice '''trasposta''' di A:

Line 231 ⟶ 239:

=== Realizzazione di grafici 2D ===

Uno strumento molto potente che l'ambiente MATLAB offre per rappresentare dati numerici è la possibilità di realizzare il [[grafico di una funzione]]. In particolare, dati due vettori x e y con uguale numero di elementi, è possibile tracciare il grafico di y in funzione di x con il comando

plot(x,y)

Si fa notare che il comando plot non solo disegna y in funzione di x ma crea automaticamente anche un'interpolazione lineare dei valori assunti dalla funzione (dato che ovviamente nessuna funzione memorizzata in un calcolatore è continua).

Line 275 ⟶ 283:

Il sistema può essere dichiarato anche in forma zeri-poli-guadagno (comando '''zpk''', zero-pole-gain)

sys=zpk([z1 z2 ··· zm],[p1 p2 ··· pn],K)

È da notare che K non è il guadagno statico del sistema, ma è semplicemente la costante fuori dalla [[funzione di trasferimento]] quando è nella forma K*Π(s-z_i)/Π(s-p_i).

Per definire una funzione di trasferimento si impiega il comando '''tf:'''

Line 341 ⟶ 349:

3 5 7

4 9 2

== Alternative ==

Sono disponibili diverse alternative a MATLAB, tra cui:

* [[Maple]]

* [[Interactive Data Language]]

* [[Mathematica]]

Ce ne sono anche di disponibili come ''[[open source]]'' o [[software libero]]:

* [[GNU Octave]]

* [[Scilab]]

* [[FreeMat]]

* [[Julia (linguaggio di programmazione)|Julia]]

* [[Sage (software)|Sage]]

Sono relativamente compatibili con il linguaggio MATLAB. Tra queste, GNU Octave è unico perché vuole essere un ''drop-in'' [[GNU Octave#Compatibilità con il linguaggio MATLAB|compatibile con MATLAB]] a livello di sintassi.

Tra gli altri linguaggi che trattano gli ''[[array]]'' come [[Tipo di dato|tipi di dato]] basilari sono presenti:

* [[APL]]

* [[Fortran]] (dal 90 in poi)

* S-Lang, insieme ai linguaggi statistici [[R (software)|R]] ed S

Esistono anche alcune librerie che aggiungono funzionalità simili ai linguaggi esistenti, come:

* ILNumerics per [[.NET Framework|.NET]]

* IT++ per [[C++]]

* Numeric.js per [[JavaScript]]

* SciLua e Torch per [[Lua]]

* Perl Data Language per [[Perl]]

* [[NumPy]], [[SciPy]] e [[Matplotlib]] per Python

* SciRuby per [[Ruby (linguaggio di programmazione)|Ruby]]

== Note ==

Line 359 ⟶ 401:

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{FOLDOC}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|informatica|matematica}}

[[Categoria:Software per la matematica]]

[[Categoria:Software applicativo individuale]]

[[Categoria:Linguaggi di programmazione]]