2.1 Tổng quan về các phần mềm tính tốn
2.1.1 Phần mềm Matlab và Matlab Simulink
MATLAB là phần mềm cung cấp mơi trường tính tốn số và lập trình, do cơng ty MathWorks thiết kế. MATLAB cho phép tính tốn số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thơng tin, thực hiện thuật tốn, tạo các giao diện người dùng và liên kết với những chương trình máy tính viết trên nhiều ngơn ngữ lập trình khác.
Hình 2.1: Logo của phần mềm Matlab
Matlab là viết tắt từ "MATrix LABoratory", được Cleve Moler phát minh vào cuối thập niên 1970, và sau đó là chủ nhiệm khoa máy tính tại Đại học New Mexico.
MATLAB, nguyên sơ được viết bởi ngơn ngữ Fortran, cho đến 1980 nó vẫn chỉ là một bộ phận được dùng nội bộ của Đại học Stanford.
Năm 1983, Jack Little, một người đã học ở MIT và Stanford, đã viết lại MATLAB bằng ngơn ngữ C và nó được xây dựng thêm các thư viện phục vụ cho thiết kế hệ thống điều khiển, hệ thống hộp công cụ (tool box), mô phỏng... Jack xây dựng MATLAB trở thành mơ hình ngơn ngữ lập trình trên cơ sở ma trận (matrix-based programming language). Steve Bangert là người đã viết trình thơng dịch cho MATLAB. Cơng việc này kéo dài gần 1½ năm. Sau này, Jack Little kết hợp với Moler và Steve Bangert quyết định đưa MATLAB thành dự án thương mại - công ty The MathWorks ra đời thời gian này - năm 1984.
Phiên bản đầu tiên MATLAB 1.0 ra dời năm 1984 viết bằng C cho MS-DOS PC được phát hành đầu tiên tại IEEE Conference on Design and Control (Hội nghị IEEE về thiết kế và điều khiển) tại Las Vegas, Nevada. Ban đầu Matlab được phát triển để hỗ trợ sinh viên sử
Trang 32 dụng hai thư viện LINPACK và EISPACK dùng cho đại số tuyến tính (viết bằng Fortran) mà khơng cần biết lập trình Fortran.
- Năm 1986, MATLAB 2 ra đời trong đó hỗ trợ UNIX. - Năm 1987, MATLAB 3 phát hành.
- Năm 1990 Simulink 1.0 được phát hành gói chung với MATLAB.
- Năm 1992 MATLAB 4 thêm vào hỗ trợ 2-D và 3-D đồ họa màu và các ma trận truy tìm. Năm này cũng cho phát hành phiên bản MATLAB Student Edition (MATLAB ấn bản cho học sinh).
- Năm 1993 MATLAB cho MS Windows ra đời. Đồng thời cơng ty này có trang web là www.mathworks.com
- Năm 1995 MATLAB cho Linux ra đời. Trình dịch MATLAB có khả năng chuyển dịch từ ngơn ngữ MATLAB sang ngôn ngữ C cũng được phát hành trong dịp này. - Năm 1996 MATLAB 5 bao gồm thêm các kiểu dữ liệu, hình ảnh hóa, bộ truy sửa
lỗi (debugger), và bộ tạo dựng GUI.
- Năm 2000 MATLAB 6 cho đổi mới môi trường làm việc MATLAB, thay thế LINPACK và EISPACK bằng LAPACK và BLAS.[2]
- Năm 2002 MATLAB 6.5 phát hành đã cải thiện tốc độ tính tốn, sử dụng phương pháp dịch JIT (Just in Time) và tái hỗ trợ MAC.
- Năm 2004 MATLAB 7 phát hành, có khả năng chính xác đơn và kiểu ngun, hỗ trợ hàm lồng nhau, cơng cụ vẽ điểm, và có mơi trường phân tích số liệu tương tác. - Đến tháng 12, 2008, phiên bản 7.7 được phát hành với SP3 cải thiện Simulink cùng
với hơn 75 sản phẩm khác.
- Năm 2009 cho ra đời 2 phiên bản 7.8 (R2009a) và 7.9 (R2009b). - Năm 2010 phiên bản 7.10 (R2010a) cũng đã được phát hành.
Matlab được dùng rộng rãi trong giáo dục, phổ biến nhất là giải các bài toán số trị (cả đại số tuyến tính lẫn giải tích) trong nhiều lĩnh vực kĩ thuật.
Simulink là một mơi trường lập trình đồ họa dựa trên MATLAB để lập mơ hình, mơ phỏng và phân tích các hệ thống động lực học đa miền. Giao diện chính của nó là một cơng cụ sơ đồ khối đồ họa và một bộ thư viện khối có thể tùy chỉnh. Nó cung cấp tích hợp chặt chẽ với phần còn lại của mơi trường MATLAB và có thể điều khiển MATLAB hoặc được tập lệnh từ nó. Simulink được sử dụng rộng rãi trong điều khiển tự động và xử lý tín hiệu kỹ thuật số để mô phỏng đa miền và thiết kế dựa trên mơ hình
Trang 33
Hình 2.2: Mơ hình của một tấm pin NLMT trong Matlab Simulink