پایتون یا متلب کدام را یاد بگیریم — ۵ نکته کلیدی در مقایسه متلب و پایتون

زبان برنامه نویسی متلب چیست؟

متلب یک زبان برنامه نویسی انحصاری و همینطور یک محیط محاسبات عددی چند الگویی است که از طراحی فوق‌العاده‌ای بهره می‌برد و به واسطه شرکت MathWorks و به سفارش ناسا توسعه داده شده است. از امکاناتی که این زبان در اختیار کاربران قرار می‌دهد می‌توان به دستکاری ماتریسی، رسم توابع و داده‌ها، پیاده سازی الگوریتم‌ها و ساخت واسط کاربری اشاره کرد.

به علاوه این ابزار امکان تعامل با برنامه‌های نوشته شده به زبان‌های دیگر برنامه نویسی همانند C++، CC، جاوا، Fortran و حتی پایتون را نیز در اختیار برنامه نویسان و توسعه دهندگان قرار می‌دهد. در لینک زیر فایل پاورپوینت  آماده متلب برای آشنایی شما با این زبان برنامه نویسی قرار داده شده است در صورت تمایل می‌توانید مطالعه کنید.

• پاورپوینت زبان برنامه نویسی متلب — کلیک کنید.

در ابتدا زبان برنامه نویسی متلب برای محاسبات علمی و عددی طراحی و توسعه داده شد. با این حال وجود برخی از تولباکس‌ها در آن این دسترسی را برای افراد ایجاد کرد تا بتوانند از قابلیت‌های محاسبات نمادین یا جبر کامپیوتری توسط موتور محاسبات جبری MuPAD استفاده کنند. برای انتخاب پایتون یا متلب باید بدانید که متلب به صورت متن باز نبوده و افراد به کدهای اختصاصی آن دسترسی ندارند و نمی‌توانند کدهای این برنامه را در بخش‌های دیگری استفاده کنند.

پایتون چیست؟

در مبحث پایتون یا متلب، شناخت و بررسی ویژگی‌ها اهمیت بسیاری دارد. پایتون یک زبان برنامه نویسی سطح بالا و قدرتمند است که جزء زبان‌های همه منظوره محسوب می‌شود. این زبان کتابخانه‌های استاندارد بسیاری را در اختیار کاربران قرار می‌دهد که برای انجام کارهای مختلف برنامه نویسی و محاسباتی مورد استفاده قرار می‌گیرند و به افزایش سرعت برنامه نویسی کمک می‌کنند. برای آشنایی با انواع کتابخانه‌های پایتون در علوم داده می‌توانید به لینک زیر مراجعه کنید.

• پاورپوینت کتابخانه های پایتون در علوم داده — کلیک کنید.

زبان برنامه نویسی پایتون از چندین الگوی برنامه نویسی از جمله الگوی تابعی و همینطور الگوی رویه‌ای پشتیبانی می‌کند. مباحث طراحی، کد نویسی و قواعد دستوری زبان پایتون منطقی و ساده است که می‌توان از آن به عنوان یکی از زبان‌های خوانا در برنامه نویسی یاد کرد.

یکی از مزایای پایتون متن باز بودن آن است که اجازه می‌دهد تا ریزترین توابع مورد استفاده در یک عملکرد را مشاهده و ویرایش کند. همچنین این امکان را در اختیار کاربران قرار می‌دهد که بتوانند نسخه مخصوص خود را ایجاد کنند.

تفاوت های اساسی بین متلب و پایتون

در میان دو زبان برنامه نویسی متلب و پایتون تفاوت‌هایی وجود دارد که هر کدام را از دیگری متمایز می‌کند. این تفاوت‌ها از لحاظ ماهیت، سینتکس و محیط یکپارچه توسعه و ابزارها می‌باشد که با دانستن آن‌ها می‌توان بهترین انتخاب را برای آموزش و استفاده از پایتون یا متلب داشت. برای درک بهتر تفاوت‌ها میان این دو زبان برنامه نویسی می‌توانید فایل پاورپوینت آماده طراحی شده در مجموعه پی استور را مطالعه کنید.

• پاورپوینت مقایسه پایتون با متلب — کلیک کنید.

۱- ماهیت متلب و پایتون

از لحاظ ماهیت متلب یک پلتفرم متن بسته و محصول تجاری اختصاصی است که یعنی شما باید برای استفاده از آن هزینه‌ای را بپردازید که البته در ایران به دلیل وجود نسخه‌های کرک شده این مسئله وجود ندارد. بنابراین می‌توانید آن را به صورت رایگان نصب و استفاده کنید. در مقابل پایتون یک پلتفرم متن باز و رایگان است که می‌توان با دانلود و نصب آن به ایجاد تغییر در کد منبع پرداخت تا کاملا متناسب با نیازهای شخص شود.

۲- تفاوت در سینتکس

سینتکس یا نحوه نوشتن کدها در برنامه‌های پایتون یا متلب مهم‌ترین تفاوت فنی میان این دو پلتفرم را ایجاد می‌کند. در واقع متلب همه چیز را به عنوان یک آرایه یا ماتریس در نظر می‌گیرد، اما در پایتون همه چیز به عنوان یک شیء عمومی تلقی می‌شود. به عنوان مثال متلب رشته‌ها را به صورت آرایه‌ای از رشته‌ها یا کاراکترها در نظر می‌گیرد، ولی این قضیه در پایتون کمی متفاوت است و رشته‌ها با علامت مخصوص str نمایش داده می‌شوند.

۳- تفاوت در محیط یکپارچه توسعه IDE

متلب دارای یک محیط توسعه یکپارچه است که در واقع به صورت یک رابط منظم با کنسول مرکزی آن عمل می‌کند؛ اما در مقابل پایتون از محیط توسعه پیش‌فرض بهره نمی‌برد و کاربران باید یک IDE برای خود انتخاب کنند. از جمله IDE های پرطرفدار پایتون می‌توان به Anaconda و Spyder اشاره نمود. یکی دیگر  از کاربردهای پایتون می توان به سورس کد حل مسئله ۸ وزیر با پایتون اشاره کرد، برای دسترسی به این فایل به لینک زیر مراجعه کنید.

• حل مسئله ۸ وزیر با الگوریتم SA در پایتون — کلیک کنید.

۴- تفاوت در ابزارهای متلب و پایتون

استفاده از ابزارهای تخصصی مختلف در هر یک از زبان‌های برنامه نویسی پایتون یا متلب می‌تواند پاسخگوی طیف گسترده‌ای از نیازهای کاربران از مدل‌سازی داده‌های علمی تا ساخت ماشین‌های لرنینگ باشد. این ابزارهای یکپارچه سبب آسان، سریع و یکپارچه‌تر شدن فرآیند توسعه می‌شوند.

کتابخانه استاندارد در پلتفرم متلب در واقع ابزارهای یکپارچه‌ای را برای پوشش چالش‌های پیچیده علمی و محاسباتی در اختیار افراد قرار داده است. توسعه متلب توسط دانشمندان جعبه ابزار آن را کاربردی‌تر می سازد؛ چرا که به طور دقیق آن‌ها را بررسی و تست کرده و جهت انجام عملیات علمی و مهندسی مستند می‌کنند. طراحی این جعبه ابزار به گونه‌ای است که برای همکاری موثر و ادغام یکپارچه با محیط‌های محاسباتی موازی و پردازنده‌های گرافیکی کاملا مناسب می‌باشد.

۵- ابزارهای پایتون

در مقابل پلتفرم پایتون کتابخانه‌هایی شامل ماژول‌های مفید بسیار است که برای پاسخگویی به نیازها و چارچوب‌های برنامه نویسی متفاوت طراحی شده‌اند. این زبان برنامه نویسی متن باز با انعطاف پذیری که دارد به توسعه دهندگان این امکان را می‌دهد تا ابزارهای نرم افزاری مبتنی بر پایتون را برای گسترش قابلیت‌های آن طراحی کنند. بنابراین این موضوع نیز در گزینش میان دو پلتفرم پایتون یا متلب تاثیرگذار است. چنانچه تصمیم به یادگیری طراحی سایت با پایتون دارید ما فایل آماده طراحی شده در مجموعه پی استور را به شما معرفی می‌کنیم، برای دسترسی به این فایل می‌توانید به لینک زیر مراجعه کنید.

• پاورپوینت طراحی سایت با پایتون — کلیک کنید.

با اینکه پایتون دارای یک جامعه فعال و بسته‌های استاندارد است، اما توان رقابت با متلب را در ابزار خاصی مانند Simulink ندارد. این جعبه ابزار برای پردازش سیگنال و مدل سازی در رابط گرافیکی قابلیت‌های بسیاری را به متلب اضافه می‌کند. پایتون از وجود یک رابط گرافیکی برای انجام عملکردهای پیشرفته محروم است.

مزایای استفاده از زبان برنامه نویسی متلب

همانطور که می‌دانید زبان برنامه نویسی متلب یکی از پرکاربردترین پلتفرم‌های برنامه نویسی است که دارای مزایای بسیاری می‌باشد. بر همین اساس می‌خواهیم برخی از این مزایا را بررسی کنیم که بتوانید در انتخاب میان پایتون و متلب راحت‌تر عمل کنید.

۱- سهولت در استفاده

از آنجا که استفاده از برنامه متلب بسیار آسان است به راحتی می‌توان در محیط توسعه یکپارچه آن به ایجاد و اصلاح برنامه‌ها پرداخت. در واقع این برنامه با ایجاد محیطی آسان برای ادغام برنامه نویسی، تجسم و محاسبه حل مسائلی که در زمینه ریاضی بیان می‌شوند را آسان‌تر می‌کند.

۲- استقلال بستر نرم افزاری

زبان برنامه نویسی متلب توسط سیستم عامل‌های مختلف همچون لینوکس، انواع ویندوز و مکینتاش پشتیبانی می‌شود. به علاوه برنامه‌های نوشته شده بر روی هر پلتفرم روی تمام پلتفرم‌های دیگر اجرا می‌شوند و در صورت نیاز قابلیت انتقال را نیز دارند.

۳- توابع از پیش تعیین شده

متلب به همراه یک کتابخانه بزرگ از توابع از پیش تعریف شده ارائه گشته است که شامل راه حل‌های تست شده می‌باشد. به عنوان مثال تصور کنید که می‌خواهید آمار مربوط به مجموعه‌ای از داده‌های ورودی را ارزیابی کنید. در اکثر زبان‌های برنامه نویسی دیگر جهت انجام محاسباتی همچون میانگین، انحراف معیار، میانه و… نوشتن توابع بر عهده خودتان است؛ اما در متلب توابع بسیاری زیادی همچون مواردی که گفته شد به صورت آماده قرار گرفته‌اند. این ابزارها سبب می‌شوند تا کار شما علاوه بر آسان‌تر شدن با سرعت بیشتری انجام گیرد که این مورد نیز میان برگزیدن پایتون یا متلب باید در نظر گرفته شود.

یکی از چندین مزایای استفاده از زبان برنامه نویسی متلب سیستم تشخیص گفتار در متلب می‌باشد که در  زمینه پردازش سیگنال‌های گفتاری و پیاده سازی الگوریتم‌های تشخیص گفتار کاربرد دارد که در این زمینه پاورپوینتی توسط مجموعه پی استور طراحی شده که می‌توانید از لینک زیر دانلود کرده و جهت ارائه خود از این موضوع نیز بهره‌مند شوید.

• پاورپوینت تشخیص گفتار در متلب (Speech Recognition) — کلیک کنید.

امروزه بسیاری از توسعه‌دهندگان برای حل مسائل ریاضی و مهندسی از متلب استفاده می‌کنند. در پی استور مجموعه ای از سورس کدهای آماده و فیلم آموزشی در مورد متلب Matlab برای پیاده سازی الگوریتم‌ها و حل مسائل بهینه سازی وجود دارد. نمونه ای از سورس کد متلب در این بخش قرار داده شده است برای مشاهده آن‌ روی لینک زیر کلیک کنید.

• سورس کد الگوریتم جستجوی فراکتال تصادفی در متلب — کلیک کنید.

۴- بهترین زبان برای حل مسائل بهینه سازی

امروزه بسیاری از صنایع از متلب استفاده می‌کنند و به جرات می‌توان گفت که این پلتفرم قابلیت استفاده در هر شغلی که نیاز به تجزیه و تحلیل داده‌ها و حل مسائل بهینه سازی داشته باشد را دارد. مسائل بهینه سازی به مسائلی گفته می‌شود که در علوم ریاضیات و کامپیوتر بهترین پاسخ بهینه یا راه حل برای آن یافت شود. به عبارتی از بین چندین راه حل مختلف، بهترین مورد انتخاب گردد. این مسائل می‌توانند توسط الگوریتم‌های بهینه سازی مختلف حل شوند و پاسخ بهینه برای آن‌ها یافت شود.

از جمله الگوریتم‌هایی که برای حل مسائل بهینه سازی می‌توان استفاده نمود، الگوریتم‌های متاهیورستیک یا فرا ابتکاری است. پیاده سازی این الگوریتم‌ها در متلب نسبت به پایتون کاری آسان‌تر است. متلب در حل مسائل سرعت بالاتری نسبت به پایتون دارد و درصد یافتن بهترین پاسخ بهینه در متلب به مراتب بیشتر است. از جمله دانشمندان کامپیوتر که در حل مسائل بهینه سازی با متلب فعال بوده و الگوریتم‌های فرا ابتکاری مختلفی را ارائه داده است، سیدعلی میرجلیلی می‌باشد.

حل مسائل بهینه سازی به کمک الگوریتم‌های فرا ابتکاری از جمله مفاهیمی است که در سطح کارشناسی ارشد رشته کامپیوتر تدریس می‌شود. این الگوریتم‌ها می‌توانند در حوزه‌های مختلفی کاربرد داشته باشند. زبان برنامه نویسی متلب همانگونه که اشاره شد با سرعت و قدرت بالایی که دارد نسبت به پایتون و دیگر زبان‌های برنامه نویسی رتبه بالاتری را در حل مسائل بهینه سازی به خود اختصاص داده است. با این حال همچنان از زبان پایتون نیز برای این فرآیند استفاده می‌شود. چنانچه تصمیم به ارائه در زمینه الگوریتم فراابتکاری را دارید پیشنهاد می‌کنیم فایل آماده موجود در لینک زیر را نیز مطالعه کنید.

• پاورپوینت جست و جوی هیوریستیک (Heuristic Search) — کلیک کنید.

۵- رسم مستقل از دستگاه

از دیگر ویژگی‌های متلب که نوعی مزیت محسوب می‌شود می‌توان به داشتن دستورات اولیه بسیار برای ترسیم نمودارها و تصاویر اشاره کرد. این تصاویر و نمودارها روی تمام وسایلی که از خروجی گرافیکی کامپیوتری پشتیبانی می‌کنند قابل نمایش است.

۶- واسط گرافیکی کاربر

متلب ابزاری دارد که به برنامه نویس این امکان را می‌دهد تا بتواند به صورت تعاملی یک واسط گرافیکی کاربر را ایجاد کند. با استفاده از این قابلیت برنامه نویس می‌تواند برنامه‌های پیچیده تجزیه و تحلیل داده‌ها را به گونه‌ای طراحی نماید که حتی کاربران بی‌تجربه و تازه کار نیز بتوانند به راحتی با برنامه تعامل داشته باشند.

چرا متلب یاد بگیریم؟

علاوه بر مزایایی که گفته شد استفاده از زبان برنامه نویسی متلب مزایای دیگری نیز دارد که به عنوان مثال می‌توان به سرعت بسیار بالای توسعه کد در آن اشاره کرد. بسیاری از کتابخانه‌ها می‌توانند بخشی از سیستم متلب باشند که سبب می‌شود امکان پیکربندی کتابخانه‌های جدید برای انجام هر کاری ممکن شود.  علاوه بر این اگر بخواهیم از لحاظ سرعت و کیفیت پردازش تصویر بین پایتون یا متلب یکی را انتخاب کنیم قطعا آن گزینه متلب خواهد بود. جهت درک بهتر این موضوع در زمینه پردازش تصویر می‌توانید فایل آماده در لینک زیر را مطالعه کنید.

• پاورپوینت پردازش تصویر در متلب — تجزیه و تحلیل تصویرها — کلیک کنید.

پردازش تصویر راهی برای بهبود تصاویر می‌باشد که امروزه دامنه استفاده از آن بسیار گسترده شده است. امکاناتی که متلب ارائه می‌دهد در پردازش تصویر، تقسیم بندی و تجزیه و تحلیل داده‌های تصویر به خوبی عمل می‌کند و جدای از آن ابزارهای متلب سرعت انجام پردازش را بالا می‌برند.

حل مسئله بهینه سازی با متلب یا پایتون

در مقایسه پایتون یا متلب برای حل بهینه سازی باید بگوییم پایتون یک زبان برنامه نویسی چند منظوره است. در مقابل متلب یک پلتفرم تجاری با سرعت بسیار بالا می‌باشد که در مقابل پایتون از قدرت بیشتری بهره می‌برد. با اینکه پایتون هم در این مورد می‌تواند حرفی برای گفتن داشته باشد اما متلب یک ابزار مهندسی قدرتمندتر است که یادگیری آن لازمه کار تمام مهندسین و متخصصین خواهد بود. با استفاده از زبان برنامه نویسی متلب می‌توان بدون مشکل پیکربندی و نصب از کتابخانه‌ها و فریمورک‌های قوی این ابزار استفاده کرد.

پایتون یا متلب کدام بهتر است؟

اگر بخواهیم بگوییم پایتون یا متلب کدام بهتر است باید نوع کاربرد هر کدام را در نظر بگیریم. به طور کلی هر کدام از این زبان‌های برنامه نویسی مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند که شما باید با توجه به نیازتان یکی از آن‌ها را انتخاب کنید. اگر می‌خواهید در حوزه‌های داده کاوی، توسعه وب و هوش مصنوعی فعالیت کنید بهترین زبان برای شما پایتون خواهد بود. در مقابل اگر به کارهای مهندسی از جمله محاسبات ریاضی و الگوریتم‌ها و تحلیل داده‌ها مشغول باشید گزینه‌ای مناسب‌تر از پلتفرم متلب را نخواهید یافت.

با توجه به مطالب گفته شده می‌توان به این نتیجه رسید که برای انتخاب زبان برنامه نویسی پایتون یا متلب باید ابتدا ببینید که برای چه کاری می‌خواهید از آن استفاده کنید و سپس با توجه به کارایی آن‌ها بهترین را برگزینید.

جمع بندی

پایتون و متلب دو زبان برنامه نویسی متفاوت با ویژگی‌های منحصر به فرد می باشند. عواملی که باید برای انتخاب زبان برنامه نویسی پایتون یا متلب برای آموزش در نظر بگیرید محل استفاده و هدفتان از آموزش هر یک از این زبان‌ها است. نرم افزار متلب ماتریس محور اما زیربنای پایتون شی محور طراحی شده است و تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند که باعث می‌شود هر کدام از آن‌ها کاربردهای تخصصی‌تری داشته باشد. امیدواریم با این مقاله توانسته باشیم در راستای انتخاب درست برای آموزش زبان برنامه نویسی به شما کمک کنیم.