MATLAB

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MATLAB
Matlab Logo.png
Desarrollador
MathWorks
www.mathworks.com/products/matlab
Información general
Modelo de desarrollo Software propietario
Lanzamiento inicial 1984
Última versión estable 8.3 (R2014a) (info)
6 de marzo de 2014; hace 3 meses (2014-03-06)
Género Software matemático
Programado en C, Java
Sistema operativo Microsoft Windows, Mac OS X, Unix, GNU/Linux
Plataforma x86 y x86-64
Licencia Propietaria
Idiomas inglés
En español No No

MATLAB (abreviatura de MATrix LABoratory, "laboratorio de matrices") es una herramienta de software matemático que ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) con un lenguaje de programación propio (lenguaje M) y servicio de especie. Está disponible para las plataformas Unix, Windows, Mac OS X y GNU/Linux .

Entre sus prestaciones básicas se hallan: la manipulación de matrices, la representación de datos y funciones, la implementación de algoritmos, la creación de interfaces de usuario (GUI) y la comunicación con programas en otros lenguajes y con otros dispositivos hardware. El paquete MATLAB dispone de dos herramientas adicionales que expanden sus prestaciones, a saber, Simulink (plataforma de simulación multidominio) y GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI). Además, se pueden ampliar las capacidades de MATLAB con las cajas de herramientas (toolboxes); y las de Simulink con los paquetes de bloques (blocksets).

Es un software muy usado en universidades y centros de investigación y desarrollo. En los últimos años ha aumentado el número de prestaciones, como la de programar directamente procesadores digitales de señal o crear código VHDL.

Historia[editar]

Fue creado por Cleve Moler en 1984, surgiendo la primera versión con la idea de emplear paquetes de subrutinas escritas en Fortran en los cursos de álgebra lineal y análisis numérico, sin necesidad de escribir programas en dicho lenguaje. El lenguaje de programación M fue creado en 1970 para proporcionar un sencillo acceso al software de matrices LINPACK y EISPACK sin tener que usar Fortran.

En 2004, se estimaba que MATLAB era empleado por más de un millón de personas en ámbitos académicos y empresariales.[1]

Sintaxis[editar]

MATLAB es un programa de cálculo numérico diseñado para trabajar con matrices. Por tanto, será más eficiente si se diseñan los algoritmos en términos de matrices y vectores.

Ejemplos[editar]

Hello World[editar]

Éste es el tradicional programa Hello World hecho con el lenguaje de MATLAB:

>> disp('Hola mundo');       % Muestra el mensaje.
Hola mundo

Diseño de filtros digitales[editar]

En este ejemplo se diseña un filtro digital paso bajo de Butterworth y se muestra el módulo de su espectro además incluimos otro ejemplo de un tren de deltas para el análisis espectral:

close all                                        % Cierra todas las ventanas.
clear all                                        % Borra todas las variables del espacio de trabajo.
clc                                              % Limpia la pantalla.
 
Fc=200;                                          % Frecuencia de corte.
Fm=1000;                                         % Frecuencia de muestreo.
BT=100;                                          % Banda de transición.
Rs=40;                                           % Ganancias.
rs=10^(-Rs/20);
Rp=2;
rp=(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1);
 
[n1b,wn1]=buttord(2*Fc/Fm,2*(Fc+BT)/Fm,Rp,Rs);   % Orden del filtro (función buttord).
[B1,A1]=butter(n1b,wn1);                         % Coeficientes del filtro (función butter).
h1=freqz(B1,A1);                                 % Respuesta en frecuencia (función freqz).
plot(abs(h1))                                    % Representación de la respuesta.

Archivo: otro ejemplo Serie trigonométrica de tren de pulsos positivos y negativos.

n=input('número de sumandos= '); % se crea una serie de pulsos para el procesado de señales y sistemas en el mundo de las telecomunicaciones
 
t=-2:.01:2;
pulso=zeros(1,length(t));
for k=1:n
pulso=pulso+sin(2*(2*k-1)*pi*t)/(2*k-1);
end
plot(t,pulso)
grid

Ejemplo

La función exponencial ex puede ser definida de diversas maneras equivalentes entre sí, como una serie infinita. En particular podemos definirla como una serie de potencias: e^m = \sum_{n = 0}^{\infty} {m^n \over n!} = 1 + m + {m^2 \over 2!} + {m^3 \over 3!} + {m^4 \over 4!} + \cdots Ahora resolveremos la funcion exponencial de la matriz (m), en el editor de Matlab.

close all                                        % Cierra todas las ventanas.
clear all                                        % Borra todas las variables del espacio de trabajo.
clc                                              % Limpia la pantalla.
 
m=[5 6;6 7];                                     %Declaramos la matriz m
e=zeros(2,2);                                    %Declaramos una matriz de ceros de 2x2
for k=(1:30)                                     %Iniciamos un for de k=1 supongamos hasta 30                             
   e=e+(m^k)/factorial(k)                        %Introducimos la ecuación como serie de potencias
end                                              %Terminamos el for

Cajas de herramientas y paquetes de bloques[editar]

Las funcionalidades de Matlab se agrupan en más de 35 cajas de herramientas y paquetes de bloques (para Simulink), clasificadas en las siguientes categorías:[2]

MATLAB (Cajas de herramientas) Simulink
Matemáticas y Optimización Modelado de punto fijo
Estadística y Análisis de datos Modelado basado en eventos
Diseño de sistemas de control y análisis Modelado físico
Procesado de señal y comunicaciones Gráficos de simulación
Procesado de imagen Diseño de sistemas de control y análisis
Pruebas y medidas Procesado de señal y comunicaciones
Biología computacional Generación de código
Modelado y análisis financiero Prototipos de control rápido y SW/HW HIL
Desarrollo de aplicaciones Tarjetas integradas
Informes y conexión a bases de datos Verificación, validación y comprobación

Limitaciones y alternativas[editar]

Durante mucho tiempo hubo críticas porque MATLAB es un producto propietario de The Mathworks, y los usuarios están sujetos y bloqueados al vendedor. Recientemente se ha proporcionado una herramienta adicional llamada MATLAB Builder bajo la sección de herramientas "Application Deployment" para utilizar funciones MATLAB como archivos de biblioteca que pueden ser usados con ambientes de construcción de aplicación .NET o Java. Pero la desventaja es que el computador donde la aplicación tiene que ser utilizada necesita MCR(MATLAB Component Runtime) para que los archivos MATLAB funcionen correctamente. MCR se puede distribuir libremente con los archivos de biblioteca generados por el compilador MATLAB.

Llamar funciones C y Fortran[editar]

MATLAB puede llamar funciones y subrutinas escritas en C o Fortran. Se crea una función envoltorio que permite que sean pasados y devueltos tipos de datos de MATLAB. Los archivos objeto dinámicamente cargables creados compilando esas funciones se denominan "MEX-files", aunque la extensión de nombre de archivo depende del sistema operativo y del procesador.

function [fa,dfa]=funcion_y_derivada(x)
fa=0;
n=1;
h=1;
dfa=0;
while (n <= (10*(x-(1/2))^2) + 10)
    fa=fa+(((-x^2)^n)/factorial(2*n));
    h=h/2;
    dfa=dfa+(((((-(x+h)^2)^n)/factorial(2*n))-(((-x^2)^n)/factorial(2*n)))/h);
    n=n+1;
end


function v=aproxima_derivada2(funci,a)
syms x;
i=1;
h=1;
v(i)=(subs(funci,a+h)+subs(funci,a-h)-(2*subs(funci,a)))/(h^2);
error=1;
while(error>1e-10)
    h=h/2;
    i=i+1;
    v(i)=(subs(funci,a+h)+subs(funci,a-h)-(2*subs(funci,a)))/(h^2);
    error= abs(v(i)-v(i-1));
end

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Richard Goering, "Matlab edges closer to electronic design automation world," EE Times, 10/04/2004 online (en inglés)
  2. Lista de productos MATLAB por categorías

Enlaces externos[editar]

Wikilibros

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