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Sintassi orientata agli array di MATLAB

1970
  • Cleve Moler
Postazione di lavoro con interfaccia MATLAB che mostra la sintassi orientata agli array nell'analisi numerica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

MATLAB è un linguaggio basato su matrici in cui il tipo di dato fondamentale è l'array, senza necessità di dimensionamento. Ciò consente un'espressione concisa delle operazioni su matrici e vettori. Ad esempio, la moltiplicazione di due matrici `A` e `B` è semplicemente `C = A * B`, e la moltiplicazione elemento per elemento è `C = A .* B`, astraendo dalle complesse strutture di ciclo presenti in altri linguaggi.

La filosofia progettuale fondamentale di MATLAB è che tutti i dati vengano trattati come array, con gli scalari rappresentati da array 1x1 e i vettori da array 1xN o Nx1. Questo paradigma deriva dalla sua origine come shell interattiva di alto livello per le librerie Fortran LINPACK ed EISPACK, progettate per l'algebra lineare. Questa sintassi incentrata sugli array semplifica notevolmente il codice per i problemi scientifici e ingegneristici, che sono spesso espressi in termini di matematica matriciale e vettoriale. Operazioni che richiederebbero cicli annidati e un'attenta gestione degli indici in linguaggi come C o Java possono essere espresse in una singola riga leggibile in MATLAB.

Ad esempio, la risoluzione del sistema di equazioni lineari [latex]Ax = b[/latex] si ottiene con il comando `x = Ab`, che utilizza l'operatore di divisione (mldivide). Questo operatore non si limita a calcolare l'inversa di A, ma analizza la matrice A per scegliere l'algoritmo più stabile ed efficiente dal punto di vista computazionale, come la decomposizione LU per matrici quadrate o la decomposizione QR per sistemi rettangolari. Questa astrazione di alto livello consente agli utenti di concentrarsi sul problema matematico piuttosto che sui dettagli di implementazione di basso livello. Inoltre, il linguaggio incoraggia la "vettorizzazione", ovvero la pratica di sostituire i cicli espliciti con espressioni array. Questo non solo rende il codice più compatto, ma anche significativamente più veloce, poiché le funzioni interne di MATLAB sono codice C e Fortran multi-thread altamente ottimizzato.

UNESCO Nomenclature: 1202
- Informatica

Tipo

Software/Algoritmo

Interruzione

Finanziario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • linguaggio di programmazione Fortran
  • Libreria software numerica LINPACK
  • Libreria software numerica EISPACK
  • Linguaggio di programmazione APL

Applicazioni

  • algoritmi di elaborazione del segnale
  • filtri di elaborazione delle immagini
  • progettazione di sistemi di controllo
  • analisi degli elementi finiti
  • dinamica dei fluidi computazionale
  • implementazione del modello di apprendimento automatico

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Argomenti correlati: MATLAB, programmazione di array, laboratorio di matrici, vettorizzazione, calcolo numerico, algebra lineare, sintassi, tipo di dati, orientato agli array, calcolo scientifico.

Contesto storico

Sintassi orientata agli array di MATLAB

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1970
1970
1970
1970
1973
1980
1967
1967
1970
1970
1970
1970-01-01
1975-06-01
1980

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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