Struktur und Toolboxes


Struktur und Toolboxes
Zusammenspiel mit anderen Sprachen
Alternativen
Programmiert wird unter Matlab in einer proprietären Programmiersprache, die auf der jeweiligen Maschine (Computer) interpretiert wird. Kleinere Programme können als sogenannte Skripte oder Funktionen zu atomaren Einheiten verpackt werden, was das Erstellen von anwendungsorientierten „Werkzeugkisten“ (Toolboxes) erlaubt.
Viele solcher Pakete sind auch kommerziell erhältlich. Durch die vereinfachte, mathematisch orientierte Syntax der Matlab-Skriptsprache und die umfangreichen Funktionsbibliotheken für zum Beispiel Statistik, Signal- und Bildverarbeitung ist die Erstellung entsprechender Programme wesentlich einfacher möglich als z. B. unter C. Ein Beispiel ist die Symbolic Toolbox zur Nutzung symbolischer Ausdrücke im Gegensatz zu mit Zahlen belegten Variablen. Ferner gibt es Schnittstellen, um C-Code einzubinden, sowie einen Compiler, mit dem aus einem Skript unabhängig von Matlab lauffähiger C-Code erstellt werden kann. Damit können mathematisch aufwendige Module für C-Projekte in der Matlab-Umgebung entwickelt und getestet werden.
Matlab bietet aus der objektorientierten Programmierung die Konzepte von Klassen, Vererbung, Pakete und Call-by-value-Aufrufen.
Matlab besteht neben der Sprache Matlab aus einer grafischen Desktop-Umgebung, um verschiedene Ansichten wie Variablen, Plots und Code auf einen Blick sehen und viele Aufgaben durch Mausinteraktion und Tastaturkürzel bewältigen zu können.
Matlab kann Funktionen etwa in C oder Fortran aufrufen. Dazu muss eine Adapter-Funktion (die sogenannte mexFunction) enthalten sein, die die Übergabe von Parametern und Rückgabewerten steuert.
Bibliotheken in Java, ActiveX oder .NET können direkt aus Matlab aufgerufen werden. Viele Bibliotheken in Matlab, wie beispielsweise jene für die Anbindung von XML oder SQL, sind als Adapter um Java oder ActiveX aufgebaut. Über den Matlab-Compiler und sogenannte Builder-Addons kann auch die umgekehrte Richtung genutzt werden und man kann aus JAVA oder .NET heraus Funktionen und Code in Matlab aufrufen.
Als Alternative zur MuPAD-basierten Symbolic Math Toolbox (ebenfalls von MathWorks) kann Matlab auch an Maple oder Mathematica angeschlossen werden.
Da Matlab als Sprache ab Version 6 auf den quelloffenen Bibliotheken LAPACK und BLAS basiert, existieren mittlerweile mehrere kostenlose Alternativen zu Matlab mit gleicher numerischer Qualität. Diese Alternativen fokussieren sich oft auf die Möglichkeiten als Programmiersprache. Vom französischen INRIA (Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique) stammt die Alternative Scilab/Xcos. Im Bereich der freien Software gibt es mehrere quelloffene Projekte, welche die Funktionalität von Matlab nachbilden und einzelne Aspekte hervorheben. Diese Projekte streben oft keine direkte Kompatibilität an; die Unterschiede zu Matlab variieren. Im Rahmen des GNU-Projektes ist GNU Octave entstanden, das in weiten Teilen codekompatibel zu Matlab ist. Ein anderes ist das SoftwarepaketFreeMat.
Matplotlib und NumPy sind Python-Bibliotheken, die Python zur Matlab-Alternative ausbauen. Numpy basiert ebenfalls auf LAPACK und BLAS. Die Syntax von Python/numpy unterscheidet sich von Matlab, möchte jedoch vergleichbar einfach sein.
Zwei weitere Alternativen sind Scala, eine JVM-basierte Programmiersprache, und ILNumerics, das auf .NET aufsetzt. Eine neue Alternative zu Matlab ist die in der Syntax ähnliche Programmiersprache Julia. Die größeren Computeralgebrasysteme, die in erster Linie für symbolische Berechnungen gedacht sind, enthalten auch numerische Algorithmen; als Beispiele seien Maple, Maxima und Mathematica genannt.

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