Matlab Nedir? Matlab Hangi Alanlarda Kullanılır?

Matlab Programı Nedir?

Matlab, MATrix LABoratuary kelimelerinden türetilmiştir. Matematiksel işlemler yaptırmaya yönelik tasarlanmış bir bilgisayar programı ve aynı zamanda proglama dilidir. Matlab, büyük ölçüde pozitif bilim,matematik ve mühendislik hesaplamaları için kullanılan bir bilgisayar programıdır. Matlab, Amerika Birleşik Devletleri merkezli MathWorks firması tarafından üretilmiş ve geliştirilmiştir. Tarihini alt kısımda daha detaylı anlatacağım.İsminden de görebileceğiniz üzere matris tabanlı bir çalışma sistemine sahiptir.

MATLAB, kullanım alanı olarak ilk etapta kontrol mühendisliğindeki araştırmacılar ve geliştiriciler tarafından kabul edildi ve kullanılmaya başlandı. Ayrıca günümüzde de mühendislik alanlarında sıkça kullanılırken, eğitim alanında da fazlasıyla kullanılmaktadır. Eğitimde en yaygın kullanıldığı alan ise haliyle Matematik dersi'dir.. Özellikle doğrusal cebir, sayısal analiz öğretiminde, fonksiyonlarda, matris ve determinant alanlarında, limit, süreklilik, türev, integral, karmaşık sayılar ve görüntü işleme alanlarında sıkça kullanıldığı için bilim insanları arasında oldukça popüler bir dildir.

Matlab kullanıcılarına, matris işleme, fonksiyon ve veri çizme, algoritma uygulamaları, kullanıcı arayüzleri oluşturma, Java, C, C++ ve Fortran gibi diğer dillerde yazılmış programlarla arabağlama imkanı tanıdığı için eğitim ve mühendislik sektöründe oldukça önemli bir yere sahiptir. Matlab programı matematik ve mühendislik dersleri olan Lineer cebir, optimizasyon, optimizasyon, istatistik, nümerik analiz, fourier analizi gibi pek çok matematiksel hesaplamaların etkili ve hızlı şekilde yapılmasına olanak sağlar. Aynı zamanda 2D ve 3D grafik çizimleri için de kullanıldığı için oldukça rağbet gören bir bilgisayar programı ve proglama dilidir. 

Tüm programlama dillerinde görüldüğü gibi, program içinde değeri değişmeyen değerlere sabit değer, değeri değişebilen bellek alanına işaret eden değerlere değişken değer, değeri karakterlerden oluşan değerlere ise metin katarı (string) denir. Matlab programında değişkenler büyük ve küçük harflere duyarlıdır. Örneğin ‘a’ değişkeni ile ‘A’ değişkeninin sistem üzerindeki etkileri ve görevleri farklıdır. İşlemleri yaptırırken, sayıları reel sayı ya da karmaşık sayı olarak kullanabilirsiniz. Kullanım alanlarını aşağıda daha detaylı olarak anlatacağım.

Matlab Tarihçesi Nedir?

Matlab’ın kurucusu kabul edilen Cleve Moler, New Mexico Üniversitesi'nde bilgisayar bilimi bölümünün başkanı konumundaydı. 1970'lerin sonlarına doğru MATLAB'ı geliştirmeye başladı.Cleve Moler, aynı zamanda öğrencilerine bilgiler öğretmek için LINPACK ve EISPACK'ı tasarlamıştır.Bunların dışında Fortran programlama dilini de öğrencilerine öğretmiştir ve bu derslerin temellerini atmıştır. 

Cleve Moler tarafından başlatılan UYGULAMALI MATEMATİK alanı, yakın bir zaman içerisinde diğer üniversiteler ve toplum içinde güçlü bir kitle tarafından benimsenmiş ve kabul görmeye başlamıştır. Cleve Moler, 1983 yılında Stanford Üniversitesi'ne yaptığı bir eğitim ziyareti sırasında Jack Little ile tanışmıştır. Jack Little ile birlikte Ticari potansiyeli gören Steve Bangert da onlara katılmıştır. Bu ekip MATLAB programını ‘C’ ile tekrar yazmışlar ve geliştirmeye devam etmek için 1984'te MathWorks Şirketini kurmuşlardır. Yeniden yazılmaya başlayan kütüphaneler JACKPAC olarak bilinmektedir. 2000 yılında ise, LAPACK matris işleme uygulamaları üzerine yeni kütüphane kümeleri oluşturmak için MATLAB yeniden yazılmıştır.

Matlab,  MathWorks tarafından ayrı olarak satılır ya da JMI (Java-to-MATLAB Interface) adlı belgelenmemiş bir mekanizma olarak kullanılabilir. JMI mekanizması, Java Metadata Interface ile karıştırılmamalıdır.Alternatifler düşünüldüğünde,yine MathWorks şirketinin geliştirdiği, MuPAD tabanlı Symbolic Math Toolbox (Sembolik Matematik Araç Seti) kullanılabilir. MATLAB Maple ya da Mathematica ile bağlantı kurabilir fakat MathML giriş ve çıkışları için kütüphanelerin bulunması gerekmektedir.

Matlab Kullanım Alanlar Nelerdir?

• MATLAB programı ile ‘C’ programlama dili ya da Fortran uygulamasındaki fonksiyonlar çağrılabilir ve alt programlar yazabilirsiniz. 
   
• MATLAB programı sayesinde,optimizasyon,lineer cebir, istatistik, nümerik analiz, fourier analizi gibi pek çok matematiksel ve mühendislik hesaplamaları etkili ve hızlı şekilde yapabilirsiniz. 
   
• MATLAB programlama dili aynı zamanda 2D ve 3D grafik çizimleri için de elverişli olduğundan birçok mimari projelerde kullanılmaktadır.
   
• MATLAB programı ile çok karmaşık görülen matematik ve mühendislik hesaplamaları bile kısa bir sürede tamamlanır.
   
• MATLAB programı sayesinde, temel matematik fonksiyonlarının iki ve üç boyutlu grafikleri çizilebilmektedir. Polinomlar, paraboller,eğriler, sinüs ve cosinüs dalgaları gibi konular başta olmak üzere her türlü iki ve üç boyutlu matematiksel grafikleri MATLAB programı ile rahatlıkla çizebilirsiniz.

Matlab programı üzerinde bazı matematiksel işlemler yaptırmak istediğimizde, genelde matematiksel fonksiyonları kullanırız. Matlab programında matematiksel fonksiyonlar şu şekilde sıralanabilir; 

1. Temel (elemantary) fonksiyonlar; ‘elfun’ 
    
2. Özel (special) fonksiyonlar; ‘specfun’ 
    
3. Veri (data) fonksiyonları; ‘datafun’ 
    
4. Metin (karakter dizisi) (string) fonksiyonlar; ‘strfun’ 
    
5. Dosya giriş-çıkış (input-output) fonksiyonları; ‘iofun’
    
6. Tarih-zaman (time) fonksiyonları; ‘timefun’ araç kutusundadır.

Matlab uygulamasında bir araç kutusundaki fonksiyonları ve anlamlarını görmek için komut satırına; ‘help araç_kutusu’ biçiminde yazarız. Daha detaylı bilgiyi aşağıda anlatacağım.

Matlab Dersi Hangi Bölümlerde Gösterilmektedir?

Matlab dersi üniversite düzeyinde gösterilen bir derstir. Mühendislik ve mimarlık gibi birçok alanda zorunlu veya seçmeli olarak gösterilmektedir. Sizlere Matlab dersi gösterilen belli başlı bazı üniversite bölümlerini listedim.

• İstatistik dersi alan bölümler. (İstatistik,ekonometri,psikoloji vs.)
   
• Matematik alanları. (İlköğretim matematik öğretmenliği,matematik,matematik öğretmenliği vs.)
   
• Kimya, Fizik gibi fen edebiyat alanlarında.
   
• Veri bilimi alanlarında.
   
• Robotik, Uzay ve Atmosfer bilimlerini içeren alanlarda.
   
• Muhasebe ve Finans içerikli bölümlerde.
   
• Hemen hemen bütün mühendislik bölümlerinde. Özellikle (makine, elektrik-elektronik, biyomedikal mühendisliği, mekatronik mühendisliği, uzay ve uçak mühendisliği, bilgisayar mühendisliği vs. )
   
• 2D veya 3D çizim içeren bölümlerde. (Mimarlık,İç mimarlık,grafik çizimler vs)
   
• Analiz ve veri toplayan bölümlerde.

Ve daha birçok bölümde Matlab dersi gösterilmektedir. Bu dersi iyi bir şekilde öğrenmeniz sizlere iş hayatınızda inanılmaz bir katkı sağlayacaktır. Nitekim Matlab bilen kişiler işlerinde aranan elemanlar olmaktadır. Nu alanda kendinizi geliştirmek için kurslara gidebilir, online veya birebir matlab özel ders alabilirsiniz. 

Matlab Nasıl İndirilir ve Kullanılır?

Sayılar, değişkenler, fonksiyonlar, ispatlar ve işleç gibi ifadeler ile, komutların hazırlandığı MATLAB programı sayesinde en basitten en karmaşığa her türlü matematiksel işlemler ve mühendislik terimleri kolaylıkla yapılabilmektedir.

MATLAB programı indirilip çalıştırıldığında çeşitli araç çubukları ile birlikte, ekranın neredeyse tamamını kaplayan bir komut satırı ekrana gelmektedir. MATLAB programı ile yapılacak işlemlerin hemen hemen tamamı bu komut satırına komutların düzgün bir şekilde girilmesi ile olur.

MATLAB ile matematiksel işlemler yapmaya komut ekranına işlem doğrudan yazılarak başlanabilir. Örneğin ekrana “3+2” yazıldığında program sizlere 5 sonucunu verecektir. MATLAB programı ile yapılan basit matematiksel işlemlerde toplama işlemi için “+”, çıkarma işlemi için “ -“, çarpma işlemi için “*” ve bölme işlemi için ise “/” işaretini kullanmak yeterlidir. Yapılan basit matematik işlemlerinde tam sayı kullanmak zorunlu değildir. Gelişmiş bir matematiksel hesaplama programı olan MATLAB programı kullanılarak reel sayılarla, hatta karmaşık sayılarla bile işlemler yapılabilir.

Ayrıca tam sayı olmayan sayılarla yapılan işlemlerde, varsayılan olarak sayıların ondalık basamağında ki 4 basamağın bulunduğu MATLAB programında komut ekranına yazılabilecek “format” fonksiyonu ile ondalık basamak sayısı değiştirilebilir. Daha da derine girecek olursak, “Format long” komutu ile sayıların ondalık kısmı 14 basamağa kadar gösterilebilirken, “format bank” komutu ile ondalık kısım iki haneli olarak gösterilebilmektedir. Diğer basamaklar ise ondalık basamağın son hanesine göre otomatik olarak aşağı veya yukarı yuvarlatılarak bulunur. Ondalık basamakları varsayılan haline getirmek istediğimiz zaman ise “format short” komutu kullanılır.

Hemen hemen tüm programlama dillerinde olduğu gibi MATLAB programı da değişkenlerle çalışmaktadır. Eşittir (=) karakteri ile değişkenler tanımlanabilir. Eşittir işaretinin sol tarafında değişkenin ismi, sağ tarafında ise değişkenin değeri yazılarak değişken ataması yapılmaktadır. Matlab programında, büyük ve küçük harflere duyarlı olan değişkenler maksimum 63 karakter uzunluğunda olabilir ve Türkçe karakter içermemelidir. 

MATLAB bilgisayar programı ve proglama dili, MathWorks şirketinin tescilli bir ürünüdür, bu yüzden kullanıcılar satıcıya yani MathWorks şirketine bağlıdır. MATLAB Builder kütüphane dosyalarıyla MATLAB fonksiyonları dağıtılıp, .NET veya Java uygulaması oluşturulabiliyor olmasına rağmen, ileri ki gelişimi MATLAB diline bağlı olacaktır. Matlab programında her araç kutusu ayrı olarak satın alınmaktadır. Eğer kullanıcı değerlendirme lisansı talep edilirse, MATLAB değerlendirmesi için, MathWorks şirketinin satış departmanı proje hakkında detaylı bilgi talep eder. Bir lisans edinmenin tüm süreçleri, para ve zaman şartlarından dolayı çok pahalıdır.Değerlendirme lisansı 2 veya 4 hafta içinde değerlendirilip kullanıcıya verilir. MATLAB programının öğrenci versiyonu da mevcuttur.

Tüm programlama dillerinde olduğu gibi (Fortran,Basic,C, Pascal, vs..) Matlab programının da özel anlam taşıyan bazı kelimeleri vardır ki, bu kelimeler değişken olarak kullanılamazlar. Bu tür özel olarak kullanılan kelimelere anahtar kelime (keywords) denir. Bu kelimeler; 'break','continue', 'else', 'elseif' ,'end' , 'global', 'if' ,'otherwise', 'persistent', 'return', 'case', 'catch', 'switch', 'try','for', 'function', 'while' dir. Bu kelimelerin bir listesini almak istediğinizde ise,komut satırına; ‘iskeyword’ komutunu yazarak elde edebilirsiniz.

MATLAB ileri düzey matematik ve mühendsilik hesaplamalarında kullanılan profesyonel ve ücretli bir geliştirme ortamıdır. MATLAB lisansına sahip olmuş kullanıcılar Matlab üretici firması MathWorks’un resmi sitesinden Matlab programına erişim sağlayabilirler. Şirketin linki ise bu şekildedir.

https://www.mathworks.com/downloads/

Matlab uygulamasını kullanmak isteyen öğrenciler ise bu link üzerinden erişim sağlayabilirler. Bu şirketin çıkarmış olduğu özel bir sürümdür ve öğrenciler için geliştirilmiştir.

Matlab derslerinizi düzenli olarak alacağınız eğitimler sayesinde öğrenip, tamamlayabilirsiniz. Matlab bilgisayar programı için sizlere haftalık çalışma planı hazırladım. İnceleyip, uygulayabilirsiniz. Bu şekilde çalışma yaparak bir aylık süreçte iyi bir eğitim alabilir ve Matlab programında büyük bir ivme yakalayabilirsiniz. 

Matlab Programı 1.Hafta

Matlab Programı 2.Hafta 

Matlab Programı 3.Hafta

Matlab Programı 4.Hafta

Sizlere en iyi şekilde Matlab bilgisayar programını anlatmaya çalıştım. Umarım sizlere fayda sağlayabilmişimdir. Alanında iyi bir Matlab eğitmeninden aldığınız Matlab derslerinizi tekrar edip,uygulayıp,pratikler yapmanızı tavsiye ederim. Nitekim iş hayatınızda keşke demek istemiyorsanız bu pratikleri artırın. Görüşmek üzere.

Matematik Öğretmeni - Sefa Özdeniz