MATLAB

MATLAB
Desarrollador
MathWorks www.mathworks.com/products/matlab
Información general
Modelo de desarrollo	Software propietario
Lanzamiento	1984
Última versión estable	7.13 (R2011b) (info) 1 de septiembre de 2011; hace 2 meses (2011-09-01)
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

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

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

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

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

Ejemplos

Hello World

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

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= '); % creamos una serie de pulsos útil para el procesados de señales y sistemas dentro del 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 e^x puede ser definida de diversas maneras equivalentes entre sí, como una serie infinita. En particular podemos definirla como una serie de potencias: 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 ecuacion como serie de potencias
end                                              %Terminamos el for

Cajas de herramientas y paquetes de bloques

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]

Limitaciones y alternativas

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.

• LabVIEW
• GNU Octave, software libre similar a matlab.
• SAS
• Scilab
• Mathcad
• SciPy & Numerical Python
• Lenguaje R
• Álgebra computacional:
  • Véase Anexo:Programas de álgebra computacional

Llamar funciones C y Fortran

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

• Historial de versiones de MATLAB

Referencias

Enlaces externos

Wikilibros

• Wikilibros alberga un manual sobre MATLAB.
• Página web del producto
• www.matpic.com (sitio web sobre Matlab/Simulink, microcontroladores (en especial PIC de Microhip y AVR de Atmel) y lenguajes de descripción de hardware, con guías y ejemplos.)
• Wikibooks
• Introducción Informal a Matlab y Octave de Guillem Borrell i Nogueras (libro libre en español)
• MatlabLatino (Video-tutoriales introductorios de Matlab y Simulink en idioma español)
• (en inglés) MATLAB online - MATLAB R2009a web interfaz