Просмотр кода страницы MATLAB

{{Программа
| название              = MATLAB
| подпись               = 
| последняя версия      = R2024b
| дата последней версии = [[12 сентября]] [[2024]]
| состояние             = В активной разработке
| сайт                  = https://www.mathworks.com/products/matlab.html?s_tid=hp_products_matlab
}}
'''MATLAB''' (сокращение от {{lang-en|«Matrix Laboratory»}}, в русском языке произносится как '''Матла́б''') — платформа для программирования и [[пакет прикладных программ]] для решения задач технических вычислений. Пакет используют более миллиона инженерных и научных работников, он работает на большинстве современных [[Операционная система|операционных систем]], включая [[Linux]], [[macOS]], [[Solaris]] (начиная с версии R2010b поддержка [[Solaris]] прекращена<ref>{{Cite web|url=http://www.mathworks.com/support/sysreq/roadmap.html|title=Platform Road Map for MATLAB and Simulink Product Families|lang=en|access-date=2011-01-21|archive-date=2011-01-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20110103071711/http://www.mathworks.com/support/sysreq/roadmap.html|url-status=live}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.mathworks.com/support/search.html/answers/101189-is-support-for-solaris-platform-being-dropped-at-r2010a.html?q=&fq=asset_type_name:answer%20category:matlab/startup-and-shutdown&page=1|title=Is support for Solaris platform being dropped at R2010a?|lang=en|work=Help Center - MATLAB & Simulink|publisher=The MathWorks, Inc|date=2011-11-04|access-date=2020-04-22|archive-date=2021-08-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20210802173959/https://www.mathworks.com/support/search.html/answers/101189-is-support-for-solaris-platform-being-dropped-at-r2010a.html?q=&fq=asset_type_name:answer%20category:matlab/startup-and-shutdown&page=1|url-status=live}}</ref>) и [[Windows]]<ref>{{Cite web|url=http://www.mathworks.com/products/matlab/requirements.html|title=MATLAB — Requirements|lang=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20110408190809/http://www.mathworks.com/products/matlab/requirements.html|archive-date=2011-04-08|access-date=2006-06-15|url-status=live}}</ref>.

== История ==
MATLAB как язык программирования был разработан [[Моулер, Клив|Кливом Моулером]] ({{lang-en|Cleve Moler}}) в конце [[1970-е|1970-х]] годов, когда он был деканом факультета [[компьютер]]ных наук в [[Университет Нью-Мексико|Университете Нью-Мексико]]. Целью разработки служила задача дать студентам факультета возможность использования программных библиотек [[Linpack]] и [[EISPACK]] без необходимости изучения [[Фортран]]а. Вскоре новый язык распространился среди других университетов и был с большим интересом встречен учёными, работающими в области прикладной математики. До сих пор в Интернете можно найти версию 1982 года, написанную на Фортране, распространяемую [[Открытое программное обеспечение|с открытым исходным кодом]]. Инженер Джон Литтл ({{lang-en|John N. (Jack) Little}}) познакомился с этим языком во время визита Клива Моулера в [[Стэнфордский университет]] в 1983 году. Поняв, что новый язык обладает большим коммерческим потенциалом, он объединился с Кливом Моулером и Стивом Бангертом ({{lang-en|Steve Bangert}})<ref>{{Cite web|url=https://la.mathworks.com/company/newsletters/articles/the-origins-of-matlab.html|title=The Origins of MATLAB (Статья Клива Молера об истории возникновения MATLAB)|lang=en|date=2004|author=Moler, C.}}</ref>. Совместными усилиями они переписали MATLAB на [[Си (язык программирования)|C]]<ref>{{Cite web|url=http://www.mathworks.com/company/newsletters/news_notes/clevescorner/jan06.pdf|title=The Growth of MATLAB and The MathWorks over Two Decades (Статья Клива Молера об основных вехах в развитии MATLAB)|archive-url=https://web.archive.org/web/20060318221838/http://www.mathworks.com/company/newsletters/news_notes/clevescorner/jan06.pdf|archive-date=2006-03-18|lang=en|date=2006-01|access-date=2006-05-31|url-status=live}}</ref> и основали в [[1984]] компанию [[The MathWorks]] для дальнейшего развития. Эти переписанные на С библиотеки долгое время были известны под именем JACKPAC. Первоначально MATLAB предназначался для проектирования систем управления (основная специальность Джона Литтла), но быстро завоевал популярность во многих других научных и инженерных областях. Он также широко использовался и в образовании, в частности, для преподавания [[линейная алгебра|линейной алгебры]] и [[Вычислительная математика|численных методов]].

== Язык MATLAB ==

=== Описание языка ===
Язык MATLAB является высокоуровневым [[интерпретируемый язык программирования|интерпретируемым языком программирования]], включающим основанные на [[матрица (математика)|матрицах]] структуры данных, широкий спектр функций, интегрированную среду разработки, объектно-ориентированные возможности и интерфейсы к программам, написанным на других языках программирования.

Программы, написанные на MATLAB, бывают двух типов — функции и скрипты. Функции имеют входные и выходные аргументы, а также собственное рабочее пространство для хранения промежуточных результатов вычислений и переменных. Скрипты же используют общее рабочее пространство. Как скрипты, так и функции сохраняются в виде текстовых файлов и [[JIT|компилируются в машинный код динамически]]. Существует также возможность сохранять так называемые ''pre-parsed'' программы — функции и скрипты, обработанные в вид, удобный для машинного исполнения. В общем случае такие программы выполняются быстрее обычных, особенно если функция содержит команды построения графиков.

Основной особенностью языка MATLAB являются его широкие возможности по работе с матрицами, которые создатели языка выразили в лозунге «думай векторно» ({{lang-en|Think vectorized}}).

=== Векторы и матрицы ===
Пример кода, являющегося частью функции ''magic.m'', генерирующего [[магический квадрат]] ''M'' для нечётных значений размера стороны ''n'':
<syntaxhighlight lang=matlab>
[J,I] = meshgrid(1:n);
A = mod(I+J-(n+3)/2,n);
B = mod(I+2*J-2,n);
M = n*A + B + 1;
</syntaxhighlight>
Пример кода, загружающего одномерный массив ''A'' значениями массива ''B'' в обратном порядке (только если вектор ''A'' определён, и число его элементов совпадает с числом элементов вектора ''B''):
<syntaxhighlight lang=matlab>
A(1:end) = B(end:-1:1);
</syntaxhighlight>
<!--
неподходящий пример, не учебник

Пример векторизации кода. Код
<source lang="matlab">
ww = repmat (w, [size(b,1) 1]);
A = b.*ww*b';
</source>
выполняется значительно быстрее{{подст:АИ}}, чем требующий больше памяти и арифметических операций код
<source lang="matlab">
for i = 1:size(b,1)
    for j = i:size(b,1)
        A (i, j) = sum (b (i,:).*b (j,:).*w);
    end
    for j = 1:i
        A (i, j) = A (j, i);
    end
end
</source>
который делает то же самое.
-->

=== Графики ===
Программа MATLAB может создавать трехмерную графику с помощью функций surf, plot3 или mesh.
{|
| valign="top" |<syntaxhighlight lang=matlab>
[X,Y] = meshgrid(-8:.5:8);
R = sqrt(X.^2 + Y.^2);
Z = sin(R)./R;
Z(R==0) = 1;
mesh(X,Y,Z);
</syntaxhighlight>
Этот код создаст каркасный 3D график [[Функция sinc(x)|sinc-функции]] <math> {\sin R \over R} </math>.
|[[Файл:Matlabsinrr.png|right|thumb|250px| График [[sinc-функция|sinc-функции]], нарисованный с помощью MATLAB]]
|}

Деление графического окна осуществляется командой ''subplot (количество строк, количество столбцов, текущий элемент)'' (представим что как бы матрицу создаем). Построение Полиномиальной регрессии для табличных данных возможно через команду Tools > Basic Fitting графического окна вывода.<ref>{{Cite web |url=https://radiomaster.ru/cad/matlab/glava17/index33.php |title=Полиномиальная регрессия для табличных данных MatLab |access-date=2022-10-14 |archive-date=2022-10-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20221014141700/https://radiomaster.ru/cad/matlab/glava17/index33.php |url-status=live }}</ref>

=== Вычисление площади ограниченной линиями ===
Вычисление площади ограниченной двумя линиями возможно с помощью команды ''quad'' (площадь определенного интеграла, код ''см. ниже''). Аргументами ''quad'' являются точки пересечения линий (находятся с помощью команды fzero(первый аргумент разница между функциями, второй аргумент отрезок или точка где разница между фунуциями равна нулю).
<syntaxhighlight lang=matlab>
clear all
clc
close all
f=@(x) 0.5*x.^2+sin(5*x)-5*x+1
g=@(x) sqrt(x.^2+5.5)
X=-2:0.01:14;
subplot(2,1,1)
plot(X,f(X),'m','LineWidth',2)
hold on
plot(X,g(X),'g','LineWidth',2)
grid
xlabel('x')
ylabel('f,g')
legend('f','g','Location','best')
F=@(x) g(x)-f(x)
subplot(2,1,2)
plot(X,F(X),'b','LineWidth',2)
hold on
plot([-2 14],[0 0],'k','LineWidth',2)
grid
xlabel('x')
ylabel('f,g')
x1=fzero(F,0)
x2=fzero(F,[10,14])
S=quad(F,x1,x2)
</syntaxhighlight>

=== Перенос строки в командном окне===
В случае длинных формул, когда выражение не влезает в строку в программе предусмотрена функция переноса в командном окне осуществляется тремя точками "...". Точки становятся синего цвета, курсор на следующей строке мигает но нет знака двойного неравенства ''>>'' (знак начала командной строки). Например, 
<syntaxhighlight lang=matlab>t=sqrt(abs(sin(1.3*pi)/cos(4.6)*tan(0.7*pi)/acot(0.3)))-...
(exp(-0.2)*log(3.8)^1.2)^(1/3)
</syntaxhighlight>

равносильно 
<syntaxhighlight lang=matlab> t=sqrt(abs(sin(1.3*pi)/cos(4.6)*tan(0.7*pi)/acot(0.3)))-(exp(-0.2)*log(3.8)^1.2)^(1/3)
</syntaxhighlight>

=== Оформление графиков ===
Функция plot() позволяет менять цвет и тип отображаемой линии, в т. ч. логарифмической шкале<ref>{{Cite web |url=http://old.exponenta.ru/soft/Matlab/potemkin/book2/chapter10/semilogx.asp |title=График в полулогарифмическом масштабе |access-date=2022-10-14 |archive-date=2022-10-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20221014111143/http://old.exponenta.ru/soft/Matlab/potemkin/book2/chapter10/semilogx.asp |url-status=live }}</ref>. Для этого, используются дополнительные параметры, которые записываются следующим образом: plot(<x>, <y>, <’цвет линии, тип линии, маркер точек’>);<ref>{{Cite web |url=https://scask.ru/a_lect_matlab.php?id=15 |title=Оформление графиков |access-date=2022-10-08 |archive-date=2022-10-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20221008124322/https://scask.ru/a_lect_matlab.php?id=15 |url-status=live }}</ref> Например,
<syntaxhighlight lang=matlab>
plot(X,Y,'r--','LineWidth',2, 'Marker','o','MarkerFaceColor','k')
</syntaxhighlight>
построит график красного цвета (r), штрихпунктирный(--), с толщиной линии 2 ('LineWidth',2), с маркером в виде круга ('Marker','o'), закрашенного в черный цвет ('MarkerFaceColor','k').

<syntaxhighlight lang="matlab">
grid

xlabel('x')

ylabel('y')

title('Lomanaya liniya')
</syntaxhighlight>
grid создает сетку, xlabel('x') и ylabel('y') подписывает оси координат, title('Lomanaya linia') дает заголовок графику.

=== Ввод векторов (соответственно потом и матриц (массивов))===
В квадратных скобках перечисляем элементы вектора через пробел (можно разделять запятой) и элементы ''выложатся в строчку''. Например, 
<syntaxhighlight lang=matlab>X=[2 3 4 3 5 1]
</syntaxhighlight>Если потребуется выложить элементы в столбец то элементы нужно разделять ''точкой с запятой'' ";" (в принципе всегда можно применить процедуру транспонирования).

Очень часто нужно задать вектор, элементы которого отличаются на одинаковую величину - ''шаг''. Особенно это актуально когда ''строим графики функций'' (область построения этой функции разделяем точками с ''каким-то шагом''). Для этой задачи используется символ индексации ''двоеточие'' ":". Например, от 0 до 10 для шага 2:
<syntaxhighlight lang=matlab>Y=[0:2:10]
</syntaxhighlight>
(если шаг равен 1 то его не пишем, единицу MATLAB поставит по умолчанию).
Вектор может быть аргументом функции, например 
<syntaxhighlight lang=matlab> F=sin(Y)
</syntaxhighlight>

=== Самый сложный момент для понимания и восприятия программы ===
Есть такие вещи, которые в математике определенной операцией не описаны. Например '''работа ''поэлементно'' с элементами массива'''. В математике мы можем поэлементно работать с элементами массива, но нет определенного обозначения для этого. В Matlabe есть. В случае, если нужно применить действие к каждому элементу массива то нужно ставить точку ".". Например, есть вектор F <syntaxhighlight lang=matlab>F=[0 3 4 3 5 1]
</syntaxhighlight> мы спокойно его можем поделить на два:
<syntaxhighlight lang=matlab>F/2
</syntaxhighlight>
Далее получим (каждый элемент вектора будет поделен на 2):
<syntaxhighlight lang=matlab> 0    1.5000    2.0000    1.5000    2.5000    0.5000
</syntaxhighlight>

Однако, если написать <syntaxhighlight lang=matlab>2/F
</syntaxhighlight> Matlab выдаст ошибку:
<syntaxhighlight lang=matlab>Error using  / 
Matrix dimensions must agree.
</syntaxhighlight>
Как только в голове возникает мысль, что '''действие нужно применить к каждому элементу вектора''' в Matlabe на это '''нужно указать проставлением точки''' перед действием: 
<syntaxhighlight lang=matlab>2./F
</syntaxhighlight>. Далее получим:
<syntaxhighlight lang=matlab>Inf    0.6667    0.5000    0.6667    0.4000    2.0000
</syntaxhighlight>.
''Inf'' обозначает что было произведено деление на ноль.
=== Задание функций ===
В случае если есть два графика функции и нужно определить их пересечение, далее посчитать площадь которая ограничивается в результате пересечения. В Matlabe пользовательскую функцию можно создать добавлением знака "@" (в круглых скобках пишем то, от чего эта функция зависит):
<syntaxhighlight lang=matlab>f=@(x)0.5*x^2+sin(5*x)-5*x+1
</syntaxhighlight> что соотвтетствует функции <math>f(x)=0.5*x.^2+sin(5*x)-5*x+1</math>. Точка стоит только перед степенью (''.^''), это говорит о том, что функция будет вектором. Перед суммой, разностью точки не ставятся так как векторы складывать, вычитать можно по обычным правилам.

MATLAB выведет:
<syntaxhighlight lang=matlab>f =

function_handle with value:

@(x)0.5*x.^2+sin(5*x)-5*x+1
</syntaxhighlight>
''function_handle'' говорит о том что функция ''ручной работы, пользовательская''.

Пример кода для вывода диапазона построения от -2 до 12 с шагом 0.01 (''можно вводить как 0.01 так и .01''):
<syntaxhighlight lang=matlab>X=-2:.01:12;
</syntaxhighlight>
Точка с запятой ";"в конце команды обозначает, что результат не будет выведен на экран.
Для вывода функций вместе в одном окне можно использовать команду ''hold on'':
<syntaxhighlight lang=matlab>plot(X,f(X))
hold on
plot(X,g(X))
grid
legend('f','g','Location','best')
</syntaxhighlight>

''legend('f','g','Location','best')'' говорит о том что подписи функций на совместном графике будут расположены в наиболее свободном месте.

== Применение ==

=== Математика и вычисления ===
MATLAB предоставляет пользователю большое количество (несколько сотен) функций для анализа данных, покрывающие практически все области [[математика|математики]], в частности:

* [[Матрица (математика)|Матрицы]] и линейная алгебра — алгебра матриц, [[Система линейных алгебраических уравнений|линейные уравнения]], [[Собственные векторы, значения и пространства|собственные значения и векторы]], [[Математическая сингулярность|сингулярности]], факторизация матриц и другие.
* [[Многочлен]]ы и [[интерполяция]] — [[Корень многочлена|корни]] многочленов, операции над многочленами и их [[Дифференциальное исчисление|дифференцирование]], интерполяция и [[экстраполяция]] [[Кривая|кривых]] и другие.
* [[Математическая статистика]] и анализ данных — статистические функции, [[статистическая регрессия]], [[Цифровой фильтр|цифровая фильтрация]], [[быстрое преобразование Фурье]] и другие.
* Обработка данных — набор специальных функций, включая построение [[график функции|графиков]], [[оптимизация (математика)|оптимизацию]], поиск [[0 (число)|нулей]], [[численное интегрирование]] (в квадратурах) и другие.
* [[Дифференциальное уравнение|Дифференциальные уравнения]] — решение дифференциальных и [[Дифференциально-алгебраические уравнения|дифференциально-алгебраических уравнений]], дифференциальных уравнений с запаздыванием, уравнений с ограничениями, уравнений в [[Частная производная|частных производных]] и другие.
* [[Разреженная матрица|Разреженные матрицы]] — специальный класс данных пакета MATLAB, использующийся в специализированных приложениях (функция появилась в 1992 году<ref name="Moler2018"/>).
* [[Целое (тип данных)#Операции над целыми|Целочисленная арифметика]] — выполнение операций целочисленной арифметики в среде MATLAB.

=== Разработка алгоритмов ===
MATLAB предоставляет удобные средства для разработки алгоритмов, включая высокоуровневые с использованием концепций [[Объектно-ориентированное программирование|объектно-ориентированного программирования]]. В нём имеются все необходимые средства [[Интегрированная среда разработки|интегрированной среды разработки]], включая [[отладчик]] и [[Профилирование (информатика)|профайлер]]. Функции для работы с целыми типами данных облегчают создание [[алгоритм]]ов для [[микроконтроллер]]ов и других приложений, где это необходимо.

=== Визуализация данных ===
В составе пакета MATLAB имеется большое количество функций для построения графиков, в том числе трёхмерных, визуального анализа данных и создания [[Мультипликация (технология)|анимированных]] роликов.

Встроенная среда разработки позволяет создавать [[Графический интерфейс пользователя|графические интерфейсы пользователя]] с различными элементами управления, такими как кнопки, поля ввода и другими.

=== Независимые приложения ===
Программы MATLAB, как консольные, так и с графическим интерфейсом пользователя, могут быть собраны с помощью модуля ''MATLAB Compiler'' в независимые от MATLAB исполняемые приложения или динамические библиотеки, для запуска которых на других компьютерах, однако, требуется установка свободно распространяемой среды MATLAB Runtime<ref>{{Cite web|url=https://www.mathworks.com/products/compiler.html|title=MATLAB Compiler - MATLAB|lang=en|access-date=2020-04-22|archive-date=2020-04-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20200415194229/https://www.mathworks.com/products/compiler.html|url-status=live}}</ref> (ранее называлась ''MATLAB Compiler Runtime'' MCR)<ref>{{Cite web|url=http://www.mathworks.com/products/compiler/mcr/|title=MATLAB Compiler Runtime (MCR) — MATLAB Compiler|lang=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20130206162907/http://www.mathworks.com/products/compiler/mcr/|archive-date=2013-02-06|access-date=2012-11-25|url-status=live}}</ref>.

=== Внешние интерфейсы ===
Пакет MATLAB включает различные [[интерфейс]]ы для получения доступа к внешним подпрограммам, написанным на других языках программирования, данным, клиентам и серверам, общающимся через технологии [[Component Object Model]] или [[Dynamic Data Exchange]], а также периферийным устройствам, которые взаимодействуют напрямую с MATLAB. Многие из этих возможностей известны под названием MATLAB API.

==== [[Component Object Model|COM]] ====
Пакет MATLAB предоставляет доступ к функциям, позволяющим создавать, манипулировать и удалять COM-объекты (как клиенты, так и серверы). Поддерживается также технология [[ActiveX]]. Все COM-объекты принадлежат к специальному COM-классу пакета MATLAB. Все программы, имеющие функции контроллера автоматизации ({{lang-en|Automation controller}}), могут иметь доступ к MATLAB как к серверу автоматизации ({{lang-en|Automation server}}).

==== [[.NET Framework|.NET]] ====
Пакет MATLAB в Microsoft Windows предоставляет доступ к программной платформе .NET Framework. Имеется возможность загружать .NET сборки (Assemblies) и работать с объектами .NET классов из среды MATLAB. В версии MATLAB 7.11 (R2010b) поддерживается .NET Framework версий 2.0, 3.0, 3.5 и 4.0.

==== [[Dynamic Data Exchange|DDE]] ====
Пакет MATLAB содержит функции, которые позволяют ему получать доступ к другим приложениям среды [[Microsoft Windows|Windows]], равно как и этим приложениям получать доступ к данным MATLAB, посредством технологии динамического обмена данными (DDE). Каждое приложение, которое может быть DDE-сервером, имеет своё уникальное идентификационное имя. Для MATLAB это имя — ''Matlab''.

==== [[Веб-сервис]]ы ====
В MATLAB существует возможность использовать веб-сервисы. Специальная функция создаёт [[класс (программирование)|класс]], содержащий методы [[API]] веб-сервиса, что позволяет обращаться к веб сервису, через вызовы методов класса.

MATLAB взаимодействует с клиентом веб-сервиса с помощью получения от него данных, их обработки и отправки результата. Поддерживаются следующие технологии: [[Simple Object Access Protocol]] (SOAP) и [[Web Services Description Language]] (WSDL).

==== [[Последовательный порт]] ====
Интерфейс для последовательного порта пакета MATLAB обеспечивает прямой доступ к периферийным устройствам, таким как [[модем]]ы, [[принтер]]ы и научное оборудование, подключающееся к компьютеру через последовательный порт (COM-порт). Интерфейс работает путём создания [[Объект (программирование)|объекта]] специального класса для последовательного порта. Имеющиеся методы этого класса позволяют считывать и записывать данные в последовательный порт, использовать события и обработчики событий, а также записывать [[Информация|информацию]] на [[Жёсткий диск|диск]] компьютера в режиме [[Реальное время|реального времени]]. Это бывает необходимо при проведении экспериментов, симуляции систем реального времени и для других приложений.

==== MEX-файлы ====
Пакет MATLAB включает интерфейс взаимодействия с внешними приложениями, написанными на языках [[Си (язык программирования)|C]] и [[Фортран]]. Осуществляется это взаимодействие через MEX-файлы. Существует возможность вызова [[подпрограмма|подпрограмм]], написанных на C или Фортране из MATLAB, как будто это встроенные функции пакета. MEX-файлы представляют собой [[динамически подключаемая библиотека|динамически подключаемые библиотеки]], которые могут быть загружены и исполнены интерпретатором, встроенным в MATLAB. MEX-процедуры имеют также возможность вызывать встроенные команды MATLAB.

==== [[DLL]] ====
Интерфейс MATLAB, относящийся к общим DLL, позволяет вызывать функции, находящиеся в обычных динамически подключаемых библиотеках, прямо из MATLAB. Эти функции должны иметь C-интерфейс.

Кроме того, в MATLAB имеется возможность получить доступ к его встроенным функциям через C-интерфейс, что позволяет использовать функции пакета во внешних приложениях, написанных на C. Эта технология в MATLAB называется ''C Engine''.

== Наборы инструментов ==
Для MATLAB имеется возможность создавать специальные наборы инструментов ({{lang-en|toolbox}}), расширяющие его функциональность. Наборы инструментов представляют собой коллекции функций и объектов, написанных на языке MATLAB для решения определённого класса задач. Компания Mathworks поставляет наборы инструментов, которые используются во многих областях, включая следующие:

* '''[[Цифровая обработка сигналов]], изображений и данных''': ''Signal Processing Toolbox'' (появился в 1987 году<ref name="Moler2018">{{Cite web|url=https://www.mathworks.com/company/newsletters/articles/a-brief-history-of-matlab.html|title=A Brief History of MATLAB - MATLAB & Simulink|lang=en|date=2018|author=Moler, C.|access-date=2020-04-22|archive-date=2019-08-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20190822225250/https://www.mathworks.com/company/newsletters/articles/a-brief-history-of-matlab.html|url-status=live}}</ref>), ''DSP System Toolbox'', ''Image Processing Toolbox'' (появился в 1993 году<ref name="Moler2018"/>), ''Wavelet Toolbox'', ''Communications System Toolbox'' — наборы функций и объектов, позволяющих решать широкий спектр задач обработки сигналов, изображений, проектирования цифровых фильтров и систем связи.
* '''[[Система автоматического управления|Системы управления]]''': ''Control Systems Toolbox'', ''Robust Control Toolbox'', ''System Identification Toolbox'', ''Model Predictive Control Toolbox'', ''Model-Based Calibration Toolbox'' — наборы функций и объектов, облегчающих анализ и синтез [[Динамическая система|динамических систем]], проектирование, [[Математическое моделирование|моделирование]] и [[Идентификация систем|идентификацию]] систем управления, включая современные алгоритмы управления, такие как [[робастное управление]], [[H∞-управление]], ЛМН-синтез, µ-синтез и другие.
* '''Финансовый анализ''': ''Econometrics Toolbox,'' ''Financial Instruments Toolbox'', ''Financial Toolbox'', ''Datafeed Toolbox, Trading Toolbox'' — наборы функций и объектов, позволяющие быстро и эффективно собирать, обрабатывать и передавать различную финансовую информацию.
* '''Анализ и синтез географических карт, включая трёхмерные''': ''Mapping Toolbox''.
* '''Сбор и анализ экспериментальных данных''': ''Data Acquisition Toolbox'', ''Image Acquisition Toolbox'', ''Instrument Control Toolbox'', ''OPC Toolbox'' — наборы функций и объектов, позволяющих сохранять и обрабатывать данные, полученные в ходе экспериментов, в том числе в реальном времени. Поддерживается широкий спектр научного и инженерного измерительного оборудования.
* '''Визуализация и представление данных''': ''Virtual Reality Toolbox'' — позволяет создавать интерактивные миры и визуализировать научную информацию с помощью технологий [[Виртуальная реальность|виртуальной реальности]] и языка [[VRML]].
* '''Средства разработки''': ''MATLAB Builder for COM'', ''MATLAB Builder for Excel'', ''MATLAB Builder for NET'', ''MATLAB Compiler'', ''HDL Coder'' — инструменты, позволяющие создавать независимые приложения из среды MATLAB.
* '''Взаимодействие с внешними программными продуктами''': ''MATLAB Report Generator'', ''Excel Link'', ''Database Toolbox'', ''MATLAB Web Server'', ''Link for ModelSim'' — наборы функций, позволяющие сохранять данные различных видов таким образом, чтобы другие программы могли с ними работать.
* '''Базы данных''': ''Database Toolbox'' — инструменты работы с базами данных.
* '''Научные и математические пакеты''': ''Bioinformatics Toolbox'', ''Curve Fitting Toolbox'', ''Fixed-Point Toolbox'', ''Optimization Toolbox'', ''Global Optimization Toolbox,'' ''Partial Differential Equation Toolbox'', ''Statistics And Machine Learning Toolbox'', ''RF Toolbox'' — наборы специализированных математических функций и объектов, позволяющие решать широкий спектр научных и инженерных задач, включая разработку [[генетические алгоритмы|генетических алгоритмов]], решения задач в [[частная производная|частных производных]], целочисленные проблемы, [[оптимальное управление|оптимизацию систем]] и другие.
* '''[[Нейронная сеть|Нейронные сети]]''': ''Neural Network Toolbox'' — инструменты для синтеза и анализа нейронных сетей.
* '''[[Нечёткая логика]]''': ''Fuzzy Logic Toolbox'' — инструменты для построения и анализа нечётких множеств.
* '''[[Символьные вычисления]]''': ''Symbolic Math Toolbox'' (появился в 1993 году<ref name="Moler2018"/>) — инструменты для символьных вычислений с возможностью взаимодействия с символьным процессором программы [[Maple]].

Помимо вышеперечисленных, существуют тысячи других наборов инструментов для MATLAB, написанных другими компаниями и энтузиастами.

== Альтернативные пакеты ==
Существует большое количество программных пакетов для решения задач численного анализа. Многие из таких пакетов являются [[Свободное программное обеспечение|свободным программным обеспечением]].

=== Совместимые с MATLAB на уровне языка программирования ===
* [[GNU Octave]]
* [[Scilab]]
* {{iw|FreeMat||en|FreeMat}}

=== Близкие по функциональности ===
* [[Julia (язык программирования)|Julia]]
* [[R (язык программирования)|R]]<!-- и его потомки-- lol wut?-->, [[S (язык программирования)|S]] и SPlus.
* [[APL (язык программирования)|APL]] и его потомки: например [[J (язык программирования)|J]]
* [[Python]], при использовании пакета программ [[Python(x,y)]], а также с такими библиотеками как [[NumPy]], [[SciPy]] и [[matplotlib]] реализует сходные возможности. Также, среда Enthought Canopy.
* [[IDL (язык программирования)|IDL]] ({{lang-en|Interactive Data Language}}, интерактивный язык описания данных), когда-то был коммерческим конкурентом MATLAB, сейчас остаётся серьёзным конкурентом во многих прикладных областях, хотя его доля на рынке программных продуктов для численного анализа резко упала.
* [[Fortress]], язык программирования, созданный Sun Microsystems, является наследником Фортрана, но с ним не совместим.
* При необходимости разработки больших проектов для численного анализа возможно использование языков программирования общего назначения, поддерживающих статическую типизацию и модульную структуру. Примерами могут служить [[Modula-3]], [[Haskell]], [[Ада (язык программирования)|Ада]], [[Java]]. При этом рекомендуется использовать известные в научно-инженерной среде специализированные библиотеки (см. ссылки).

{{Навигация|Викисклад=Category:MATLAB}}
== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{книга
|заглавие = Справочник по применению системы PC MATLAB
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-02-015101-7
|страниц = 112
|год = 1993
|место = М.
|издательство = «Физматлит»
}}

* {{книга
|заглавие = Компьютерная математика. Теория и практика
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-89251-065-4
|страниц = 1296
|год = 1999,2001
|место = СПб
|издательство = [[Питер (издательство)|«Питер»]]
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 5 - система символьной математики
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-89251-069-7
|страниц = 640
|год = 1999
|место = М.
|издательство = «Нолидж»
}}
* {{книга
|автор = Джон Г. Мэтьюз, Куртис Д. Финк.
|заглавие = Численные методы. Использование MATLAB
|оригинал = Numerical Methods: Using MATLAB
|ссылка = 
|издание = 3-е изд
|место = М.
|издательство = [[Вильямс (издательство)|«Вильямс»]]
|год = 2001
|страниц = 720
|isbn = 0-13-270042-5
}}
* {{книга
|заглавие = MATLAB. Обработка сигналов и изображений. Специальный справочник
|автор = Дьяконов В. П., Абраменкова И. В.
|isbn = 5-318-00667-1 
|страниц = 608
|год = 2002
|место = СПб.
|издательство = [[Питер (издательство)|«Питер»]]
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник
|автор = Дьяконов В. П., Круглов В. В.
|isbn = 5-318-00359-1
|страниц = 448
|год = 2002
|место = СПб.
|издательство = [[Питер (издательство)|«Питер»]]
}}

* {{книга
|заглавие = Simulink 4. Специальный справочник
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-318-00551-9
|страниц = 528
|год = 2002
|место = СПб.
|издательство = [[Питер (издательство)|«Питер»]]
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения.Полное руководство пользователя
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-98003-007-7
|страниц = 768
|год = 2002
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5 в математике и моделировании. Основы применения.Полное руководство пользователя
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-93455-177-9
|страниц = 576
|год = 2003
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = Вейвлеты. От теории к практике. Полное руководство пользователя. Изд-е 2-е переработанное и дополненное
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-98003-171-5
|страниц = 400
|год = 2004
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 6.0/6.1/6.5/6.5+SP1 + Simulink 4/5. Обработка сигналов и изображений. Полное руководство пользователя
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-93003-158-8
|страниц = 592
|год = 2005
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|автор = Курбатова Е. А.
|заглавие = MATLAB 7. Самоучитель
|ссылка = 
|место = М.
|издательство = [[Диалектика (издательство)|«Диалектика»]]
|год = 2005
|страниц = 256
|isbn = 5-8459-0904-X
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 6.5/7.0 + Simulink 5/6. Основы применения.Библиотека профессионала
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-98003-181-2
|страниц = 800
|год = 2005
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 6.5/7.0 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. Библиотека профессионала
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-98003-209-6
|страниц = 576
|год = 2005
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 6.5/7.0 + Simulink 5/6. Обработка сигналов и проектирование фильтров. Библиотека профессионала
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-98003-206-1
|страниц = 576
|год = 2005
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 6.5/7.0/7 SP1 + Simulink 5/6. Работа с изображениями и видеопотоками. Библиотека профессионала
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-98003-205-3
|страниц = 400
|год = 2005
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 6.5/7.0/7 SP1/7 SP2 + Simulink 5/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики. Библиотека профессионала
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 5-98003-255-X
|страниц = 456
|год = 2005
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}
* {{книга
|заглавие = Дифференциальные уравнения и проблема собственных значений: моделирование и вычисление с помощью Mathematica, Maple и MATLAB
|оригинал = Differential Equations and Boundary Value Problems: Computing and Modeling
|автор = Чарльз Генри Эдвардс, Дэвид Э. Пенни
|ссылка = 
|isbn = 978-5-8459-1166-7
|страниц = 1104
|год = 2007
|издание = 3-е изд
|место = М.
|издательство = [[Вильямс (издательство)|«Вильямс»]]
}}
* {{книга
|заглавие = MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6/7. Основы применения. Изд-е 2-е, переработанное и дополненное. Библиотека профессионала
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 978-5-91359-042-8
|страниц = 800
|год = 2008
|место = М.
|издательство = «СОЛОН-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB 7.*/R2006/2007. Самоучитель
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 978-5-94074-424-5
|страниц = 768
|год = 2008
|место = М.
|издательство = «ДМК-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = SIMULINK 5/6/7. Самоучитель
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 978-5-94074-423-8
|страниц = 784
|год = 2008
|место = М.
|издательство = «ДМК-Пресс»
}}

* {{книга
|заглавие = MATLAB и SIMULINK для радиоинженеров
|автор = Дьяконов В. П.
|isbn = 978-5-94074-492-4
|страниц = 976
|год = 2011
|место = М.
|издательство = «ДМК-Пресс»
}}

* {{книга
 |автор = Таранчук В. Б.
 |заглавие = Основные функции систем компьютерной алгебры
 |ссылка = http://elib.bsu.by/handle/123456789/46210
 |язык = ru
 |место = Минск: БГУ
 |год = 2013
 |страниц= 59
}}
* {{книга
 |автор = Оленев Н. Н., Печенкин Р. В., Чернецов А. М.
 |заглавие = Параллельное программирование в MATLAB и его приложения
 |ссылка = http://www.ccas.ru/mmes/distcompbook.pdf
 |язык = ru
 |место = М.: ВЦ РАН
 |год = 2007
 |страниц = 120
 |ISBN = 5-201-09865-7
}}

* {{статья
 |автор         = Оленев Н. Н.
 |заглавие      = Параллельные вычисления в MATLAB при моделировании экономики
 |ссылка        = http://www.ccas.ru/olenev/EKOMOD2007.pdf
 |язык          = ru
 |автор издания = 
 |издание       = II Всероссийская научная конференция с молодежной научной школой «МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ ЭКОНОМИКИ», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н.Моисеева
 |тип           = сборник трудов
 |место         = Киров
 |издательство  = ВятГУ
 |год           = 2007
 |страницы      = 159—173
 |isbn          = 
}}

* {{книга
 |автор = Оленев Н. Н., Печенкин Р. В., Чернецов А. М.
 |заглавие = Параллельное программирование в MATLAB и Simulink с приложениями к моделированию экономики
 |ссылка = http://www.ccas.ru/olenev/book_e.pdf
 |язык = ru
 |место = М.: ВЦ РАН
 |год = 2015
 |страниц = 123
 |ISBN = 978-5-91601-126-5
 |DOI = 10.13140/RG.2.1.3899.2240
}}

== Ссылки ==
{{викиучебник|en:Matlab|Matlab}}
* [https://exponenta.ru/mathworks MathWorks — ПО для матвычислений и имитационного моделирования]
* [http://www.mathworks.com/products/matlab/ MATLAB на сайте разработчика The MathWorks]
* [http://www.mathworks.com/matlabcentral/ MATLAB Central -сообщество пользователей MATLAB]
* [https://www.mathworks.com/academia/books/search.html?s_tid=books-seo-redirect&language=15&sortby=title&q=&fq=asset-language:ru&page=1 Русскоязычные книги на сайте разработчика системы MATLAB]
* [http://dmoztools.net/Science/Math/Software/MATLAB/ Категория MATLAB на Open Directory Project]
* [http://hub.exponenta.ru Сообщество пользователей Matlab и Simulink] на сайте Exponenta.Ru
* [http://www.gnu.org/software/gsl/ GNU Scientific Library (GSL)] — GNU научная библиотека
* {{Cite web|url=http://www.live-graph.org/|archive-url=https://web.archive.org/web/20180503010323/http://www.live-graph.org/|title=Система для визуализации и предварительного анализа данных LiveGraph (включает построитель кривых, работающий в режиме реального времени)|archive-date=2018-05-03|lang=ru}}
* [http://www.netlib.org/lapack/ Библиотека линейной алгебры LAPACK]
* [http://www.fftw.org/ Библиотека быстрого преобразования Фурье FFTW]
* [http://plplot.sourceforge.net/ Библиотека визуализации PLPlot]
* [http://matlab.exponenta.ru/ Русскоязычный консультационный центр компании MATLAB]
* [http://undocumentedmatlab.com/ Блог, посвящённый недокументированным возможностям MATLAB]
{{ВС}}
{{-}}
{{Математическое ПО}}
[[Категория:Программы математического моделирования]]
[[Категория:Программное обеспечение для macOS]]
[[Категория:Программное обеспечение для Solaris]]
[[Категория:Программное обеспечение для Windows]]
[[Категория:Программное обеспечение для Linux]]
[[Категория:Программное обеспечение, написанное на Си]]
[[Категория:Предметно-ориентированные языки программирования]]
[[Категория:Системы компьютерной алгебры]]
[[Категория:Проприетарное кроссплатформенное программное обеспечение]]
[[Категория:Численные методы линейной алгебры]]
[[Категория:Генераторы программного кода]]