MATLAB significa laboratorio Matrix. Fue desarrollado por Mathworks, y es un lenguaje de programación multipropósito (o como lo decimos Multi-paradigma). Permite manipulaciones de arrays y nos ayuda a trazar diferentes tipos de funciones y datos. También se puede utilizar para el análisis y diseño como tal de los sistemas de control. MATLAB se utiliza generalmente para este tipo de tareas:
- Procesamiento de la señal
- Optimización de funciones
- Diseño del sistema de control
- Procesamiento de imagen y audio
- Aprendizaje automático y aprendizaje profundo
Características de MATLAB
- MATLAB es un lenguaje de alto nivel: MATLAB admite la programación orientada a objetos. También es compatible con diferentes tipos de construcciones de programación, como declaraciones de flujo de control (IF-ELSE, FOR, WHILE). MATLAB también admite estructuras como en la programación C, la programación funcional (escribir funciones para contener código de uso común y luego llamarlas). También contiene instrucciones de entrada/salida como disp() e input().
- Gráficos interactivos: MATLAB tiene gráficos incorporados para mejorar la experiencia del usuario. De hecho, podemos visualizar cualquier dato que esté allí en forma de gráficos y figuras. También admite el procesamiento de imágenes y su visualización en formatos 2D o 3D. Podemos visualizar y manipular nuestros datos en cualquiera de las tres dimensiones (1D, 2D y 3D). Podemos trazar las funciones y personalizarlas también de acuerdo con nuestras necesidades, como cambiar las viñetas, el color de la línea y mostrar/no mostrar la cuadrícula.
- Una gran biblioteca de funciones matemáticas: MATLAB tiene una gran biblioteca incorporada de funciones necesarias para el análisis matemático de cualquier dato. Tiene funciones matemáticas comunes como sqrt. factorial, etc. Tiene funciones necesarias para el análisis estadístico como mediana, moda y estándar (para encontrar la desviación estándar), y mucho más. MATLAB también tiene funciones para el procesamiento de señales como filtro, mantequilla (diseño de filtro Butterworth), lectura de audio, Conv, xcorr, fft, fftshift, etc. También es compatible con el procesamiento de imágenes y algunas funciones comunes requeridas para el procesamiento de imágenes en MATLAB son rgb2gray, rgb2hsv, adaptthresh, etc. .
- Acceso y procesamiento de datos: MATLAB permite acceder a datos de fuentes externas como archivos de imagen (.jpg, .PNG), archivos de audio (.mp) y datos en tiempo real de JDBC/ ODBC. Podemos leer fácilmente datos de fuentes externas utilizando las funciones integradas de MATLAB como audioread para leer archivos de audio e imread para leer imágenes externas.
- Entorno interactivo: MATLAB ofrece un entorno interactivo al proporcionar una GUI (interfaz gráfica de usuario) y diferentes tipos de herramientas, como sintonizadores y análisis de señales. MATLAB también dispone de herramientas para la depuración y el desarrollo de cualquier software. Importar y exportar archivos se vuelve fácil en MATLAB a través de la GUI. Podemos visualizar los datos del espacio de trabajo a medida que avanzamos en el desarrollo de nuestro software y modificarlo según nuestras necesidades.
- MATLAB puede interactuar con diferentes lenguajes: podemos escribir un conjunto de códigos (bibliotecas) en lenguajes como PERL y JAVA, y podemos llamar a esas bibliotecas desde el propio MATLAB. MATLAB también es compatible con las bibliotecas ActiveX y .NET.
- MATLAB y Simulink: MATLAB tiene una característica incorporada de Simulink en la que podemos modelar los sistemas de control y ver su comportamiento en tiempo real. Podemos diseñar cualquier sistema usando código o bloques de construcción y ver su funcionamiento en tiempo real a través de varias herramientas integradas. Tiene ejemplos lúcidos de sistemas de control básicos y su funcionamiento.
- Interfaz de programación de aplicaciones (API) de MATLAB: MATLAB consta de una extensa API. A través de esta API, podemos vincular nuestros programas C/C++ directamente a MATLAB. Algunas opciones disponibles en la API de MATLAB son llamar a programas de MATLAB, leer y escribir archivos M y utilizar MATLAB como interfaz para ejecutar aplicaciones. MATLAB se puede utilizar tanto como herramienta de cálculo como de análisis.
- Aprendizaje automático, aprendizaje profundo y visión por computadora: las tecnologías más exigentes, como el aprendizaje automático, el aprendizaje profundo y la visión por computadora, se pueden realizar en MATLAB. Podemos crear e interconectar capas de una red neuronal profunda. Podemos crear bucles de entrenamiento personalizados y capas de entrenamiento con diferenciación automática. Para el aprendizaje automático, podemos usar el algoritmo DBSCAN para descubrir grupos y ruido en DATA. Para la visión por computadora, podemos hacer seguimiento de objetos, reconocimiento de objetos, reconocimiento de gestos y procesamiento de nubes de puntos 3D.
- Caja de herramientas de biología computacional: esta caja de herramientas proporciona una excelente manera para que los biólogos e investigadores creen y analicen nuevos algoritmos y patrones para el desarrollo en dominios biológicos y bioquímicos. Podemos construir modelos biológicos y analizarlos usando esta caja de herramientas. Además, para los estudiantes, esta caja de herramientas puede ser muy educativa si quieren explorar el dominio biológico.
Ventajas de MATLAB
- Interfaz fácil de usar: una interfaz fácil de usar con las funciones que desea usar está a un clic de distancia.
- Una gran base de datos integrada de algoritmos: MATLAB tiene numerosos algoritmos importantes que desea utilizar ya incorporados, y solo tiene que llamarlos en su código.
- Amplia visualización y procesamiento de datos: podemos procesar una gran cantidad de datos en MATLAB y visualizarlos mediante diagramas y figuras.
- Depuración de códigos fácil: Hay muchas herramientas integradas como analizador y depurador para el análisis y depuración de códigos escritos en MATLAB.
- Fácil manipulación simbólica: podemos realizar operaciones matemáticas simbólicas en MATLAB utilizando los algoritmos y herramientas de manipulación simbólica de MATLAB
Desventajas de MATLAB
- MATLAB es lento ya que es un lenguaje interpretado, es decir, los programas de MATLAB no se convierten a lenguaje de máquina, sino que los ejecuta un software externo, por lo que a veces puede ser lento.
- No podemos crear el archivo de SALIDA en MATLAB.
- No se pueden usar gráficos en MATLAB con la opción -nojvm, al hacerlo, obtendremos un error de tiempo de ejecución.
- No podemos hacer funciones en un solo archivo .m como lo hacemos en el caso de otros lenguajes de programación. Tenemos que crear diferentes archivos para diferentes funciones.
- A veces, los mensajes de error no son muy informativos, por lo que debe descubrir el error usted mismo.