Ngoài các hàm cài sẵn trong chính ngôn ngữ, MATLAB còn có các lệnh và hàm ứng dụng chuyên biệt trong các Toolbox, đểmở rộng môi trường MATLAB nhằm giải quyết các bài toán thuộc các phạm
Trang 11.Lịch sử hình thành và phát triển
-Matlab là viết tắt từ "MaTrix LABoratory", được Cleve Moler phát minh vào cuối thập niên 1970, và sau đó là chủ nhiệm khoa máy tính tại Đại học New
Mexico
-MATLAB, nguyên sơ được viết bởi ngôn ngữ Fortran, cho đến 1980 nó vẫn chỉ là một bộ phận được dùng nội bộ của Đại học Stanford
-Năm 1983, Jack Little, một người đã học ở MIT và Stanford, đã viết lại MATLAB bằng ngôn ngữ C và nó được xây dựng thêm các thư viện phục vụ cho thiết kế hệ thống điều khiển, hệ thống hộp công cụ (tool box), mô phỏng Jack xây dựng MATLAB trở thành mô hình ngôn ngữ lập trình trên cơ sở ma trận (matrix-based programming language)
-Steve Bangert là người đã viết trình thông dịch cho MATLAB Công việc này kéo dài gần 1½ năm Sau này, Jack Little kết hợp với Moler và Steve Bangert quyết định đưa MATLAB thành dự án thương mại - công ty The MathWorks ra đời thời gian này - năm 1984
2.Giới thiệu về MATLAB
- MATLAB là viết tắt của Matrix Laboratory , là một bộ phần mềm toán học của hãng Mathworks để lập trình , tính toán số và có tính trực quan rất cao
- MATLAB làm việc chủ yếu với ma trận Ma trận cỡ mxn là bảng chữ nhật gồm mxn số được sắp xếp thành m hàng và n cột MATLAB có thể làm việc với nhiều kiểu dữ liệu khác nhau Với chuỗi kí tự MATLAB cũng xem là một dãy các kí tự hay là dãy mã số của các ký tự
- MATLAB dùng để giải quyết các bài toán về giải tích số, xử lý tín hiệu số, xử lý
đồ họa, … mà không phải lập trình cổ điển
Hiện nay, MATLAB có đến hàng ngàn lệnh và hàm tiện ích Ngoài các hàm cài sẵn trong chính ngôn ngữ, MATLAB còn có các lệnh và hàm ứng dụng chuyên biệt trong các Toolbox, đểmở rộng môi trường MATLAB nhằm giải quyết các bài toán thuộc các phạm trù riêng Các Toolbox khá quan trọng và tiện ích cho người dùng như toán sơ cấp, xử lý tín hiệu số, xử lý ảnh, xử lý âm thanh, ma trận thưa, logic mờ,…
- Giao diện của phần mềm MATLAB khi bắt đầu chạy ứng dụng :
Trang 23.Tổng quan về cấu trúc dữ liệu và các ứng dụng của MATLAB 3.1 Dữ liệu
Dữ liệu của Matlab thể hiện dưới dạng ma trận (hoặc mảng - tổng quát), và có các kiểu dữ liệu được liệt kê sau đây:
· Kiểu đơn single, kiểu này có lợi về bộ nhớ dữ liệu vì nó đòi hỏi ít byte nhớ hơn, kiểu dữ liệu này không được sử dụng trong các phép tính toán học, độ chính xác kém hơn
· Kiểu double kiểu này là kiểu thông dụng nhất của các biến trong Matlab
· Kiểu Sparse
· Kiểu uint8, uint8, uint16, uint64
· Kiểu char ví dụ “Hello”
· Kiểu cell
· Kiểu Structure
Trong Matlab kiểu dữ liệu double là kiểu mặc định sử dụng trong các phép tính số học
3.2 Hệ thống MATLAB
Hệ thống giao diện của Matlab được chia thành 5 phần:
• Môi trường phát triển : là một bộ các công cụ giúp ta sử dụng các hàm và tập tin của MATLAB Nó bao gồm: MATLAB desktop, Command Window, a
command history, an editor, debugger, browsers for viewing help, the
Trang 3workspace,files, the search path.
• Thư viện, các hàm toán học bao gồm các cấu trúc như tính tổng sin, cosin, tan, , các phép tính đơn giản đến các phép tính phức tạp như tính ma trận nghịch đảo, trị riêng, chuyển đổi fourier, laplace, symbolic library
• Ngôn ngữ Matlab Đó là các ngôn ngữ cao về ma trận và mảng, với các dòng lệnh, các hàm, cấu trúc dữ liệu vào, có thể lập trình hướng đối tượng
• Đồ hoạ trong Matlab Bao gồm các câu lệnh thể hiện đồ họa trong môi trường 2D
và 3D, tạo các hình ảnh chuyển động, cung cấp các giao diện tương tác giữa người
sử dụng và máy tính
• Giao tiếp với các ngôn ngữ khác Matlab cho phép tương tác với các ngôn ngữ khác như C, Fortran …
3.3 Các tính năng của MATLAB
Dưới đây là các tính năng cơ bản của MATLAB:
- MATLAB là ngôn ngữ lập trình cao cấp, cho phép tính toán các con số, hình dung
và phát triển ứng dụng
- Cung cấp môi trường tương tác để khảo sát, thiết kế và giải quyết các vấn đề
- Cung cấp thư viện lớn các hàm toán học cho đại số tuyến tín, thống kê, phân tích Fourier, bộ lọc, tối ưu hóa, tích phân và giải các phương trình vi phân bình thường
- MATLAB cung cấp các đồ thị được tích hợp sẵn để hiển thị hình ảnh dữ liệu và các công cụ để tạo đồ thị tùy chỉnh
- Giao diện lập trình của MATLAB cung cấp các công cụ phát triển để nâng cao khả năng bảo trì chất lượng mã và tối đa hóa hiệu suất
- Cung cấp các công cụ để xây dựng các ứng dụng với các giao diện đồ họa tùy chỉnh
- Cung cấp các hàm để tích hợp các thuật toán dựa trên MATLAB với các ứng dụng bên ngoài và các ngôn ngữ khác như C, Java, NET và Microsoft Excel
3.4 Khả năng ứng dụng của MATLAB
Trước tiên, MatLab là chương trình hỗ trợ rất mạnh về Toán, tất cả các phép
toán về Ma trận, vẽ đồ thị, ngoại suy, nội suy
- Ngoài ra, MatLab có thể được sử dụng trong tất cả các ngành: Viễn thông, Tự động, Kỹ thuật điện vì thứ nhất, nó hỗ trợ rất mạnh về Toán (như đã nói ở trên), thứ
2 là do MatLab có một thư viện Toolbox và Simulink cực kỳ khổng lồ
- Đối với ngành Tự động và Kỹ thuật điện, biểu diễn rất nhiều các công cụ của MatLab, ví dụ tính toán độ ổn định của hệ thống (có sẵn các khối để simulink), vẽ biểu đồ Bode
Trang 4-Đối với ngành Viễn thông, MatLab được sử dụng rất rất nhiều:Trong chương trình học, bạn sẽ được học về Xử lý số tín hiệu, về thiết kế 1 bộ lọc (thông thấp, thông cao,thông dải ; FIR, IIR), về điều chế (analog, digital), về mã hoá kênh truyền, về đánh giá chất lượng 1 hệ thống thông qua giá trị BER , tất cả những điều này bạn đều có thể khảo sát bằng MatLab! Matlab đã cung cấp sẵn tất cả những công cụ này, bạn chỉ nhập Input và khảo sát
- Khi làm đồ án môn học hoặc thực hành lý thuyết, MatLab là công cụ mô phỏng chủ yếu và hiệu quả trong các đề tài về Hệ thống thông tin (các kỹ thuật thông tin
di động và các phương pháp cải thiện, Anten thông minh, hệ thống MIMO ), về
Xử lý số tín hiệu (hình ảnh, âm thanh, video )
4.Cửa sổ làm việc của MATLAB
4.1Cửa sổ Command Window
Là cửa sổ giao tiếp chính của Matlab bởi đây là nơi nhập giá trị các biến, hiển thị giá trị, tính toán giá trị của biểu thức, thực thi các hàm có sẵn trong thư
viện(dạng lệnh), hoặc các hàm (dạng function) do người dùng lập trình ra trong M-file
Cửa sổ CommandWindow 4.2 Cửa sổ Command History
Các dòng mà bạn nhập vào trong cửa sổ Command Window (các dòng này có thể là dòng nhập biến, hoặc có thể là dòng lệnh thực hiện hàm nào đó) được giữ lại trong cửa sổ Command History, và cửa sổ này cho phép ta sử dụng lại những lệnh đó
Trang 5bằng cách click chuột lên các lệnh đó hoặc các biến, nếu như bạn muốn sử dụng lại biến đó
Cửa sổ CommandHistory 4.3 Cửa sổ Workspace
Là cửa sổ thể hiện tên các biến bạn sử dụng cùng với kích thước vùng nhớ (số bytes), kiểu dữ liệu(lớp), các biến được giải phóng sau mỗi lần tắt chương trình
Cửa sổ Workspace 4.4 Cửa sổ M-File
Là một cửa sổ dùng để soạn thảo chương trình ứng dụng, để thực thi chương trình viết trong M-file bằng cách gõ tên của file chứa chương trình đó trong cửa sổ Commandwindow Khi một chương trình viết trong M-file, thì tuỳ theo ứng dụng cụ thể, tuỳ theo người lập trình mà chương trình có thể viết dưới dạng sau:
Trang 6-Dạng Script file: Tức là chương trình gồm tập hợp các câu lệnh viết dưới dạng liệt kê, không có biến dữ liệu vào và biến lấy giá trị ra
-Dạng hàm function: có biến dữ liệu vào và biến ra
Cửa sổ M-File 4.5 Đường dẫn thư mục
Là nơi lưu giữ các file chương trình
5.Làm quen với MATLAB
Trước tiên để khởi động Matlab bạn kích click vào biểu tượng file
Matlab.exe, trên màn hình xuất hiện cửa sổ sau Cửa sổ đó chứa các thanh công cụ (Giao diện người và máy) cần thiết cho việc quản lý các files, các biến, cửa sổ lệnh, có thể coi desktop là các panel gồm các ô, vùng, quản lý và tác dụng của từng cửa sổ nhỏ được quản lý bởi desktop
Trang 7Biểu tượng Matlab trên desktop
Cửa sổ làm việc chính của Matlab