Popis programu Matlab. Stručný popis MATLABu

Navzdory poměrně vysoké popularitě jazyka MATLAB má většina vývojářů potíže s pochopením jeho syntaxe a schopností. Jde o to, že jazyk přímo souvisí s populárním softwarovým produktem, jehož náklady mohou dosáhnout úžasných hodnot. Hlavní otázka tedy zní: je samotný jazyk Matlab tak dobrý? A může to být pro vás užitečné?

Používání

Začněme nikoli standardní exkurzí do historie a diskuzí o kladech a záporech jazyka, ale softwarovým prostředím MATLAB/Simulink – jediným místem, kde může být hrdina tohoto textu užitečný. Jen si představte grafický editor, ve kterém můžete realizovat jakýkoli svůj nápad, aniž byste za sebou měli několikaletou praxi a příslušné vzdělání. A když jednou vytvoříte schéma pro interakci nástrojů, získáte vysoce kvalitní skript pro opakované použití.

MATLAB je právě takovým editorem ve světě dat. Rozsah jeho použití je nekonečně široký: IoT, finance, medicína, vesmír, automatizace, robotika, bezdrátové systémy a mnoho, mnoho dalšího. Obecně existují téměř neomezené možnosti pro sběr a vizualizaci dat, stejně jako prognózování, ale pouze v případě, že máte možnost zakoupit příslušný balíček.

Co se týče ceny, horní hranice téměř neexistuje, ale spodní hranice se pohybuje kolem 99 dolarů. Abyste za relativně málo peněz urvali tak výkonný produkt, musíte být vysokoškolák. A samozřejmě dostanete poměrně omezený produkt.

Vlastnosti jazyka

Jazyk MATLAB je nástroj, který poskytuje interakci mezi operátorem (často ani programátorem) se všemi dostupnými možnostmi pro analýzu, sběr a prezentaci dat. Má zjevné klady a zápory charakteristické pro jazyk žijící v uzavřeném ekosystému.

nedostatky:

Pomalý a přetížený jazyk s operátory, příkazy a funkcemi, jehož hlavním účelem je zlepšit vizuální vnímání.

Úzce zaměřený. Neexistuje žádná jiná softwarová platforma, kde by byl MATLAB užitečný.

Vysoká cena softwaru. Pokud nejste student, buď se připravte na vyprázdnění kapsy nebo překročení hranice zákona. A i když jste student, cena je slušná.

Nízká poptávka. I přes velký zájem o MATLAB téměř ve všech oborech jej skutečně a legálně využívá jen málokdo.

výhody:

Jazyk se snadno učí a má jednoduchou a srozumitelnou syntaxi.

Obrovské příležitosti. To je ale spíše výhoda produktu jako celku.

K častým aktualizacím, obvykle znatelným pozitivním transformacím dochází alespoň několikrát do roka.

Softwarové prostředí umožňuje převést jej na „rychlý“ kód v C, C++.

cílové publikum

Samozřejmě ne každý potřebuje MATLAB. I přes jeho širokou škálu aplikací je těžké si představit, že by běžný vývojář aplikací potřeboval znalost tohoto jazyka. MATLAB je mimořádně užitečný v oblastech, které vyžadují obzvláště robustní zpracování dat, jako jsou systémy autopilota v automobilech nebo systémy letecké avioniky.

Tedy pokud nejste moc programátor, ale tak či onak vaše profese souvisí s potřebou programového zpracování dat, pak vám produkt MATLAB/Simulink s příslušným jazykem může výrazně zjednodušit každodenní úkoly.

Literatura

Přehled jazyka uzavíráme jako vždy seznamem naučné literatury. Samozřejmě mezi nimi nenajdete knihy výhradně o jazyce, ale to jen usnadní vnímání jazyka:

Máte zkušenosti s MATLABEM? A který?

Pro ty, kteří se chtějí stát programátorem - .

Stejně jako většina ostatních programovacích jazyků poskytuje Matlab možnost používat matematické výrazy, ale na rozdíl od mnoha z nich tyto výrazy v Matlabu obsahují matice. Hlavní složky výrazu:

Proměnné;

Operátoři;

Funkce.

Proměnné. V Matlabu není potřeba definovat typ nebo rozměr proměnné. Když Matlab narazí na nový název proměnné, automaticky proměnnou vytvoří a přidělí odpovídající množství paměti. Pokud proměnná již existuje, Matlab upraví její složení a v případě potřeby přidělí další paměť. Například,

č_ studentů = 25

vytvoří matici 1x1 s názvem č_ studentů a uloží hodnotu 25 do svého jediného prvku.

Názvy proměnných se skládají z písmen, číslic nebo podtržítek. Matlab používá pouze prvních 31 znaků názvu proměnné. Matlab rozlišuje velká a malá písmena, rozlišuje velká a malá písmena. Proto A A A- není stejná proměnná. Chcete-li zobrazit matici spojenou s proměnnou, jednoduše zadejte název proměnné.

Čísla. Matlab používá konvenční systém desetinných čísel s volitelnou desetinnou čárkou a znaménkem plus/mínus pro čísla. Vědecký číselný systém používá písmeno E určit násobitel mocniny deseti. Používají se imaginární čísla i nebo j jako příponu. Některé příklady správných čísel jsou uvedeny níže:

Všechna čísla jsou uložena ve formátu dlouho, jedná se o čísla s pohyblivou řádovou čárkou s omezenou přesností – přibližně 16 platných číslic a omezený rozsah – přibližně od 10 -308 do 10 308.

Operátoři. Výrazy používají běžné aritmetické operace a pravidla priority (Tabulka 1).

stůl 1

Aritmetické operace balíku Matlab

Funkce. Matlab poskytuje velké množství elementárních matematických funkcí jako např břišní svaly, sqrt, zk, hřích. Výpočet druhé odmocniny nebo logaritmu záporného čísla není chyba: v tomto případě je výsledkem odpovídající komplexní číslo. Matlab také poskytuje složitější funkce, včetně funkcí Gamma a Bessel. Většina těchto funkcí má složité argumenty. Chcete-li vypsat všechny základní matematické funkce, zadejte:

Pomocelfun

Chcete-li zobrazit seznam všech funkcí Matlabu pro analýzu dat:

Pomocdatafun

Pokud potřebujete vědět o StatistikaToolbox, zadejte:

Pomocstatistiky

Seznam elementárních funkcí je uveden v tabulce. 2.

tabulka 2

Základní funkce balíku Matlab

Logaritmus čísla k základu:.

Chcete-li zobrazit složitější matematické a maticové funkce, zadejte:

Pomocspecfun

Pomocelmat

respektive.

Některé funkce jako sqrt A hřích, - vestavěný Jsou součástí Matlabu, takže jsou velmi efektivní, ale jejich výpočetní detaily jsou obtížně dostupné. Zatímco ostatní funkce jako např gama A sinh, implementováno v m-souborech. Můžete tedy vidět jejich kód a v případě potřeby jej i upravit.

Několik speciálních funkcí poskytuje hodnoty často používaných konstant:

K nekonečnu dochází při dělení nulou nebo při provádění matematického výrazu, který vede k přetečení, tj. realmax. Ne číslo ( NaN) generované při vyhodnocování výrazů jako 0/0 nebo Inf/ Inf, které nemají žádný konkrétní matematický význam.

Názvy funkcí nejsou rezervovány, takže je možné změnit jejich hodnoty na nové, například:

eps = 1. E-6

Průhlednáeps

Relační operátory slouží k porovnání dvou veličin, vektorů nebo matic, všechny relační operátory mají dvě porovnávané veličiny a jsou zapsány tak, jak je uvedeno v tabulce. 3.

Jména byla změněna, všechny shody jsou náhodné.

Předehra

Dovolte mi hned říci, že MATLAB je vynikající nástroj. Skvělý nástroj, který jsme zneužili.

Podívejte se na naši společnost. Naší oblastí působnosti je vývoj softwaru pro průmysl a mnoho dalšího. Společnost zaměstnává asi 100 lidí a já jsem jedním ze zaměstnanců této společnosti, který vyvíjí algoritmy. Máme také vlajkový produkt, který přináší hlavní zisk.

Vlajkovým produktem je obchodní aplikace. Má mnoho formulářů a sestav, vlastní databázi a výpočetní jádro. Výpočetní jádro je napsáno v C# bez použití nativního kódu. Toto rozhodnutí učinili vývojáři vědomě. Parallel.For byl tak lákavý, ale každý chtěl zapomenout na C++ jako ve zlém snu.

Realita, jak se často stává, naše přání nevyslyšela a rychlost C# brzy přestala stačit. Dalším problémem je, že, jak se ukázalo, programátoři, bez ohledu na to, jak dobrý kód píší, mají málo pochopení pro lineární algebru.

Pak náš hlavní algoritmista přišel s nápadem. Popis této myšlenky a toho, co z ní vzešlo, je podstatou tohoto článku.

Idea

Myšlenka byla jednoduchá. Namísto výplaty platu jednomu chytrému programátorovi (který by uměl napsat dobrý kód v C# a rozumět spletitostem našeho „matanu“, a takový není snadné najít), si můžete najmout dva „napůl chytré“. První bude psát prototypy v MATLABu, druhý přenese řešení do C#.
MATLAB byl v tomto případě prezentován jako nástroj pro dokumentaci algoritmu. Toto řešení mělo následující výhody:

• MATLAB je jednoduchý jazyk, který se zkušený programátor naučí za 1 den
• Všichni matematici píší v MATLABu

Stojí za zmínku, že dříve se k dokumentaci algoritmu používal Mathcad, diagramy UML a dokonce i jen list papíru.

S nápadem polemizovali, nebyl přijat. Nakonec ale hlavní algorytmista všechny přesvědčil a byl vytvořen tým algoritmů píšících v Matlabu. Do tohoto týmu jsem se přidal i já. Součástí našeho týmu byl také One Programmer z řad vývojářů, který by měl bez přemýšlení převést naše cvičení z Matlabu do C#.

Podotýkám, že kromě návrhů na opuštění této myšlenky se objevil i návrh použít alespoň python+numpy. Už jen z toho důvodu, že nikdo neměl s vývojem v MATLABu žádné významné zkušenosti (já jsem psal v pythonu a R, zbytek byli matematici a inženýři používající MATLAB jako pokročilou kalkulačku). Návrhy, jak jistě chápete, byly zamítnuty.

Uplynul rok...

Uplynul rok a nyní můžeme shrnout některé výsledky:

• Matematici nevědí, jak psát kód. A oni sami nemohou přijít na nudle, které vylézají z jejich kotce. Neexistují žádné specifické znalosti, žádné zkušenosti, žádná kultura programování
• Protože jsme opustili diagramy a Mathcad, chtěli jsme pro naše programy MATLAB použít skutečné zdroje dat. V důsledku toho jsme strávili spoustu času duplikováním části funkčnosti produktu Flagship v Matlabu
• Zatímco jsme dělali programování, nebyl čas pracovat na skutečném algoritmus zbylo málo
• MATLAB není vhodný pro vývoj velkých programů. Alespoň nám to nevyhovuje. Dynamické slabé psaní, pomalé smyčky, velmi, velmi pomalé OOP (tak, že jsem musel částečně opustit používání OOP), neúplná podpora pro řídké matice
• Přenést kód z MATLABu do C# není snadné. Ještě těžší je backportovat refaktory a optimalizace

Místo závěru

Hned na začátku článku jsem trochu zalhal, protože... příběh pokračuje dodnes. Pokračujeme v psaní v MATLABu, náš kód se nadále přenáší do C#. I když nyní všichni souhlasí, že myšlenka hlavního algoritmistu má nedostatky. Ale už je pozdě něco měnit.

Mezitím se začíná mluvit o dodatečném překódování řešení z MATLABu do C++...

Hlavní vlastnosti balíčkuMatlab

Sady nástrojů pro baleníMatlab

Struktura a pracovní okna balíčkuMatlab

Práce v týmovém režimu

Základní prvky programovacího jazykaMatlab

1. Hlavní vlastnosti balíku Matlab

MATLAB(zkratka pro „Matrix Laboratory“) je balíček aplikačních programů pro řešení technických problémů s počítačem a stejnojmenný programovací jazyk používaný v tomto balíčku. MATLAB používá více než 1 000 000 inženýrů a vědců a běží na většině moderních operačních systémů, včetně Linuxu, Mac OS, Solaris (Solaris již není podporován od R2010b) a Microsoft Windows.

Příběh. MATLAB jako programovací jazyk vyvinul Cleve Moler na konci 70. let, když byl děkanem katedry informatiky na University of New Mexico. Cílem vývoje bylo dát studentům fakulty možnost využívat softwarové knihovny Linpack a EISPACK bez nutnosti studia Fortranu. Nový jazyk se brzy rozšířil mezi další univerzity a byl přijat s velkým zájmem vědců působících v oblasti aplikované matematiky. Verzi z roku 1982 napsanou ve Fortranu, distribuovanou jako open source, lze stále najít na internetu. Inženýr John N. (Jack) Little byl seznámen s tímto jazykem během návštěvy Cleve Mowlera na Stanfordské univerzitě v roce 1983. Když si uvědomil, že nový jazyk má velký komerční potenciál, spojil se s Clevem Mowlerem a Stevem Bangertem. Společně přepsali MATLAB v C a v roce 1984 založili společnost The MathWorks, aby jej dále rozvíjeli. Tyto knihovny, přepsané v C, byly dlouho známé pod názvem JACKPAC. MATLAB byl původně určen pro návrh řídicích systémů (specialita Johna Littlea), ale rychle si získal oblibu v mnoha dalších vědeckých a technických oborech. To bylo také široce používáno ve vzdělávání, zejména pro výuku lineární algebry a numerických metod.

Popis jazyka MATLAB. Jazyk MATLAB je na vysoké úrovni interpretovaný programovací jazyk, včetně těch založených matrice datové struktury, širokou škálu funkcí, integrované vývojové prostředí, objektově orientované schopnosti a rozhraní k programům napsaným v jiných programovacích jazycích.

Programy napsané v MATLABu jsou dvou typů - funkcí A skripty.

Funkce mají vstupní a výstupní argumenty a také vlastní pracovní prostor pro ukládání mezivýsledků výpočtů a proměnných.

Skripty používají společný pracovní prostor. Jak skripty, tak funkce nejsou kompilovány do strojového kódu a jsou uloženy jako textové soubory.

Je také možné uložit tzv předem analyzované programy - funkce a skripty zpracované do podoby vhodné pro strojové provádění. Obecně platí, že takové programy běží rychleji než běžné programy, zejména pokud funkce obsahuje příkazy pro vytváření grafů.

Hlavním rysem jazyka MATLAB jsou jeho široké možnosti práce s maticemi, což tvůrci jazyka vyjádřili sloganem „mysli vektorově“. Myslet si vektorizované).

Aplikace MATLABu.

Matematika a výpočty. MATLAB poskytuje uživateli velké množství (několik stovek) funkcí pro analýzu dat, které pokrývají téměř všechny oblasti matematiky, zejména:

Matice a lineární algebra - maticová algebra, lineární rovnice, vlastní čísla a vektory, singularity, faktorizace matic a další.

Polynomy a interpolace - kořeny polynomů, operace s polynomy a jejich derivace, interpolace a extrapolace křivek a další.

Matematická statistika a analýza dat - statistické funkce, statistická regrese, číslicová filtrace, rychlá Fourierova transformace a další.

Zpracování dat - soubor speciálních funkcí, včetně vykreslování, optimalizace, nulového vyhledávání, numerické integrace (v kvadratuře) a dalších.

Diferenciální rovnice - řešení diferenciálních a diferenciálně-algebraických rovnic, zpožďovací diferenciální rovnice, vázané rovnice, parciální diferenciální rovnice a další.

Řídké matice jsou speciální datovou třídou balíku MATLAB používanou ve specializovaných aplikacích.

Celočíselná aritmetika - provádění celočíselných aritmetických operací v MATLABu.

Vývoj algoritmů. MATLAB poskytuje pohodlné nástroje pro vývoj algoritmů, včetně těch na vysoké úrovni, s využitím konceptů objektově orientovaného programování. Má všechny potřebné nástroje integrovaného vývojového prostředí, včetně debuggeru a profileru. Funkce pro práci s celými datovými typy usnadňují vytváření algoritmů pro mikrokontroléry a další aplikace v případě potřeby.

Vizualizace dat. Balíček MATLAB má velké množství funkcí pro tvorbu grafů, včetně trojrozměrných, vizuální analýzu dat a tvorbu animovaných videí.

Vestavěné vývojové prostředí umožňuje vytvářet grafická uživatelská rozhraní s různými ovládacími prvky, jako jsou tlačítka, vstupní pole a další.

Nezávislé aplikace. Programy MATLAB, jak konzolové, tak GUI, lze kompilovat pomocí komponent Kompilátor MATLAB do spustitelných aplikací nebo dynamických knihoven nezávislých na MATLABu, které však ke spuštění na jiných počítačích vyžadují instalaci volně šiřitelného prostředí Runtime kompilátoru MATLAB(MCR).

Externí rozhraní. MATLAB obsahuje různá rozhraní pro přístup k externím rutinám napsaným v jiných programovacích jazycích, datům, klientům a serverům komunikujícím prostřednictvím technologií Component Object Model nebo Dynamic Data Exchange a periferním zařízením, která komunikují přímo s MATLABem. Mnohé z těchto funkcí jsou známé jako MATLAB API.

COM. MATLAB poskytuje přístup k funkcím, které vám umožňují vytvářet, manipulovat a mazat COM objekty (jak klienty, tak servery). Podporována je také technologie ActiveX. Všechny objekty COM patří do speciální třídy COM balíku MATLAB. Všechny programy, které mají funkce automatizačního ovladače (anglicky) Automatizace ovladač) může mít přístup k MATLABu jako automatizačnímu serveru. Automatizace server).

.SÍŤ. MATLAB na Microsoft Windows poskytuje přístup k .NET Framework. Z prostředí MATLABu je možné načítat .NET sestavení a pracovat s objekty třídy .NET. MATLAB verze 7.11 (R2010b) podporuje rozhraní .NET Framework verze 2.0, 3.0, 3.5 a 4.0.

DDE. MATLAB obsahuje funkce, které mu umožňují přístup k dalším aplikacím Windows a těmto aplikacím přístup k datům MATLABu prostřednictvím technologie Dynamic Data Exchange (DDE). Každá aplikace, která může být serverem DDE, má své vlastní jedinečné identifikační jméno. Pro MATLAB je toto jméno - Matlab.

Webové služby. V MATLABu je možné volat metody webové služby. Vlastní funkce vytvoří třídu založenou na metodách API webové služby.

MATLAB komunikuje s klientem webové služby tak, že od něj přijímá zprávy, zpracovává je a odesílá odpověď. Jsou podporovány následující technologie: Simple Object Access Protocol (SOAP) a Web Services Description Language (WSDL).

COM port. Rozhraní sériového portu MATLABu poskytuje přímý přístup k periferním zařízením, jako jsou modemy, tiskárny a vědecká zařízení, která se připojují k počítači přes sériový port (port COM). Rozhraní funguje tak, že pro sériový port vytvoří speciální objekt třídy. Dostupné metody této třídy umožňují číst a zapisovat data na sériový port, používat události a obslužné rutiny událostí a zapisovat informace na disk počítače v reálném čase. To je nezbytné při provádění experimentů, simulaci systémů v reálném čase a pro další aplikace.

MEX soubory. Balíček MATLAB obsahuje rozhraní pro interakci s externími aplikacemi napsanými v C a Fortran. Tato interakce se provádí prostřednictvím souborů MEX. Rutiny napsané v C nebo Fortranu z MATLABu je možné volat, jako by to byly vestavěné funkce balíku. Soubory MEX jsou knihovny dynamických odkazů, které lze načíst a spustit pomocí interpretu zabudovaného v MATLABu. Procedury MEX mají také schopnost volat vestavěné příkazy MATLABu.

DLL. Obecné rozhraní DLL MATLABu umožňuje volat funkce, které se nacházejí v běžných knihovnách s dynamickými odkazy, přímo z MATLABu. Tyto funkce musí mít rozhraní C.

Kromě toho má MATLAB možnost přistupovat ke svým vestavěným funkcím prostřednictvím rozhraní C, což umožňuje použití funkcí balíčku v externích aplikacích napsaných v jazyce C. Tato technologie v MATLABu je tzv. C Motor.

Alternativní balíčky. Existuje velké množství softwarových balíků pro řešení úloh numerické analýzy. Mnoho z těchto balíčků je svobodný software.

Kompatibilní s MATLABem na úrovni programovacího jazyka:

Funkčnost podobná:

APL a jeho potomci: například J

Python při použití se softwarovým balíčkem Python(x,y) a také s knihovnami jako NumPy, SciPy a matplotlib implementuje podobné schopnosti.

IDL (anglicky) Interaktivní Data Jazyk, interaktivní jazyk pro popis dat), kdysi komerční konkurent MATLABu, nyní zůstává vážným konkurentem v mnoha aplikačních oblastech, ačkoli jeho podíl na trhu v softwaru pro numerickou analýzu prudce klesl.

Fortress, programovací jazyk vytvořený společností Sun Microsystems, je potomkem Fortranu, ale není s ním kompatibilní.

Pokud je potřeba vyvíjet velké projekty pro numerickou analýzu, je možné použít univerzální programovací jazyky, které podporují statické typování a modulární strukturu. Příklady zahrnují Modula-3, Haskell, Ada, Java. V tomto případě se doporučuje využít specializované knihovny známé ve vědeckém a inženýrském prostředí.

2. Sady nástrojů Matlab

V Matlabu hrají důležitou roli specializované skupiny programů tzv skříňky na nářadí. Toolboxy jsou komplexní sbírkou funkcí (m-souborů) napsaných v MATLABu pro řešení konkrétní třídy problémů. Mathworks poskytuje sady nástrojů, které se používají v mnoha oblastech, včetně následujících:

Digitální zpracování signálu, obrazu a dat: DSP Toolbox, Nástroj pro zpracování obrazu, Wavelet Toolbox, Komunikační nástroj, Panel nástrojů pro návrh filtrů- sady funkcí, které umožňují řešení široké škály problémů v oblasti zpracování signálu a obrazu, návrhu digitálních filtrů a komunikačních systémů.

Řídící systémy: Ovládací systémy Toolbox, µ-Nástroje pro analýzu a syntézu, Robustní ovládací panel, Sada nástrojů pro identifikaci systému, Ovládací panel LMI, Sada nástrojů prediktivního řízení modelu, Model-Based Calibration Toolbox- sady funkcí, které usnadňují analýzu a syntézu dynamických systémů, návrh, modelování a identifikaci řídicích systémů, včetně moderních řídicích algoritmů, jako je robustní řízení, H∞-řízení, LMN-syntéza, µ-syntéza a další.

Finanční analýza: GARCH Toolbox, Sada nástrojů s pevným příjmem, Finanční Time Series Toolbox, Nástroje finančních derivátů, Finanční nástroj, Datafeed Toolbox- sady funkcí, které vám umožňují rychle a efektivně shromažďovat, zpracovávat a přenášet různé finanční informace.

Analýza a syntéza geografických map včetně trojrozměrných: Nástroj pro mapování.

Sběr a analýza experimentálních dat: Sada nástrojů pro získávání dat, Sada nástrojů pro získávání obrázků, Nástroj pro ovládání přístroje, Odkaz na Code Composer Studio- sady funkcí, které umožňují ukládat a zpracovávat data získaná během experimentů, a to i v reálném čase. Je podporována široká škála vědeckých a technických měřicích zařízení.

Vizualizace a prezentace dat: Sada nástrojů pro virtuální realitu- umožňuje vytvářet interaktivní světy a vizualizovat vědecké informace pomocí technologií virtuální reality a jazyka VRML.

Vývojové nástroje: MATLAB Builder pro COM, MATLAB Builder pro Excel, MATLAB Builder pro NET, Kompilátor MATLAB, Design filtru HDL kodér- sady funkcí, které umožňují vytvářet nezávislé aplikace z prostředí MATLAB.

Interakce s externími softwarovými produkty: Generátor sestav MATLAB, Odkaz na Excel, Databáze nástrojů, Webový server MATLAB, Odkaz na ModelSim- sady funkcí, které umožňují ukládat data tak, aby s nimi mohly pracovat jiné programy.

Databáze: Databáze nástrojů- nástroje pro práci s databázemi.

Přírodovědné a matematické balíčky: Sada nástrojů pro bioinformatiku, Curve Fitting Toolbox, Sada nástrojů s pevným bodem, Fuzzy Logic Toolbox, Genetický algoritmus a nástroj pro přímé vyhledávání, OPC Toolbox, Nástroj pro optimalizaci, Sada nástrojů pro parciální diferenciální rovnice, Spline Toolbox, Statistický nástroj, RF Toolbox- soubory specializovaných matematických funkcí, které umožňují řešení širokého spektra vědeckých a inženýrských problémů, včetně vývoje genetických algoritmů, řešení parciálních derivačních problémů, celočíselných problémů, optimalizace systémů a dalších.

Neuronové sítě: Neural Network Toolbox- nástroje pro syntézu a analýzu neuronových sítí.

Fuzzy logika: Fuzzy Logic Toolbox- nástroje pro konstrukci a analýzu fuzzy množin.

Symbolické výpočty: Symbolická matematická sada nástrojů- nástroje pro symbolické výpočty se schopností interakce se symbolickým procesorem programu Maple.

Kromě výše uvedeného existují tisíce dalších sad nástrojů MATLAB napsaných jinými společnostmi a nadšenci.