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MATLABの特徴と使い方をわかりやすく解説!MATLABでできることは?ダウンロードの手順と行列・配列の演算方法も紹介

MATLABは、注目度が増してきたプログラミング言語です。

Python同様、AIやIoT、自動車などの分野で活路を見出され、人気のプログラミング言語としてニーズも増えてきました。

MATLABと聞いてイメージがまだわかない、気になることだらけです。

MATLABはどんなことができるのか、特徴、メリットやデメリットなどについて紹介していきます。

MATLABとは

MATLABは、Mathworks社が開発したインタープリンタ型のプログラミング言語です。

MATLABは、関数やアルゴリズム開発、行列計算、GUIなど様々なことができます。

MATLABは活用されている分野は、自動車・金融工学・ロボットや人工知能です。

理系の大学などで多く採用されているプログラミング言語のため、大きなコミュニティが存在していて使いやすい、学習しやすい環境が整っています。

MATLABの特徴

MATLABの特徴は、数値計算処理が速く、グラフや図の作成が簡単に行えます。C言語やPython同様、インタープリンタ言語です。

近年はIoT、ディープラーニングやアルゴリズム開発によく活用されています。

Simulinkとは

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Simulinkは、MATLAB同様、Mathwork社が開発したシステムです。解析やシミュレーションなどに活用されるシステムになります。

一般的に、MATLABとセットであると誤解しているケースが多いのですが、実際は、別ソフトウェアです。

MATLABの構成によっては、インストールしたMATLABに含まれます。

しかし、MATLABの構成によっては、インスールしたMATLABに入っていない場合もあるため、その場合、単独でのインストールが必要です。

MATLABでできることは

MATLABでできることは、ほとんどのことができます。

活用される分野が自動車や人工知能、金融工学などからメインは、計算処理、図・グラフの作成、GUIなどです。

意外な使い道として、ゲーム分野があります。MATLABを活用してゲームを作成することも可能です。

MATLABは、まだまだ知名度が高くないプログラミング言語になります。

現在採用している分野である自動車や人工知能、金融工学などは、今後も注目の業界です。

加えて、採用している分野が成長していることなどから今後、ますますMATLABを活用する場面が増えてくる可能性があります。

MATLABでできることは、今後幅が広がる可能性が予測できるため、MATLABを覚えておくことで、将来的なキャリアアップやスキルアップが可能です。

MATLABダウンロード手順

MATLABダウンロードは、WindowsMacLinuxで可能です。

MATLABのダウンロードは、それほど難しいものではありませんが、各OSで少し異なります。

どのOSであれ、MathWorksHPからダウンロードが可能です。ここから紹介するのは、各OS毎のダウンロード方法です。

Windows版

MathWorksHPからインストーラーをダウンロードします。

ダウンロードしたファイルをクリックして、実行をクリックするとファイルが起動してダウンロード可能です。

起動後は、set.exeファイルをクリックしてファイルを解凍します。

Mac版

Mac版のMATLABをダウンロードするためには、MathWorksHPへアクセスします。ここまではWindows版と同じです。

サイトからMATLABをダウンロードしたらdmgファイルをダブルクリックします。立ち上がったインストールファイルをダブルクリックして完了です。

Linux版

Linux版のダウンロードは、Windows版やMac版と手順が少し異なります。

同じくMathWorksHPからダウンロードする前にunzipコマンドの入力が必要です。

ファイルを解凍したら、./installのコマンドを入力してダウンロードが完了します。

MATLAB行列・配列の演算方法

MATLABには、2通りの演算方法があります。それは、行列と配列です。行列演算は線形代数に則って、配列演算は要素単位で演算されます。

ざっくりとイメージするなら、行列は計算に対して、配列は図・グラフの処理です。行列と配列、それぞれの演算方法について紹介していきます。

行列の演算方法

コンピューター (ノートブック) キーボードとプログラム コードでコラージュします。

行列の演算方法は、線形代数に則ります。行列を扱う上で、線形代数は必然です。線形代数は、配列演算では扱えません。

逆に、行列演算は、多次元配列には対応不可です。行列は、配列演算とは異なるため、対応する演算が異なります。

行列を作成するためには、[]で全体を囲みます。各要素は、カンマやブランクなどで区切り、各行はセミコロンで区切るのが基本です。

配列の演算方法

Young designer at work

配列演算は、要素単位で演算されます。対応要素は、ベクトル、行列や多次元配列です。

オペランドといわれるコンピューターの演算の値や変数が、それぞれの要素と同じ位置で対応付けられます。

例えば、1番目のオペランドの要素は、2番目のオペランドの要素と同じ位置に対応づけられるといった具合です。

オペランドのサイズは、互換性があるので、必要に応じてサイズ拡張されます。

MATLABのメリット

フレンドリーな青年実業家

MATLABのメリットは、計算処理、グラフ・図の作成や追加オプションで機能を増やせることです。

短時間の計算処理

MATLABは、プログラミング言語の中で計算処理が早いプログラミング言語です。

C言語やPython同様、インタープリンタ型のプログラミング言語なので、簡単な計算式など結果をすぐ確認できます。

グラフ・図の作成

ビジネスで使うグラフで仕事する女性の手

MATLABは、Excelなどのグラフ・図の作成 に比べてよりカスタマイズしやすいことがメリットです。

グラフや図を2次元・3次元化することはもちろん、グラフの範囲を自由自在に変えることや複数のグラフを重ねることなどができます。

追加オプション機能

MATLABは、オプションを追加して機能を増やすことが可能です。Audio Toolboxを追加すると音声分析や音響測定などができます。

DSP System Toolboxは、信号処理システムの設計、シミュレーションや解析が可能です。

MATLABの追加オプションを利用する際に注意点として、MATLABのメニューバーから再起動をする必要があります。

機能を追加して再起動したら、インストールを完了です。Windowsのソフトウェアアップデートと同じ感覚になります。

MATLABのデメリット

考える男性

MATLABは、計算処理やグラフ・図作成をするにあたり、使い勝手の良さや手軽さからメリットが多いプログラミング言語です。

ただもちろんですが、デメリットも存在しています。

MATLABは、基本的な計算に関する機能をほぼ全て装備された状態でダウンロード可能です。

しかし、他のプログラミング言語と比べていくつかのデメリットがあります。

ここからは、MATLABのデメリットのまとめです。

コストがかかる

MATLABのライセンス購入は、学生用の料金で購入できればリーズナブルですが、法人など一般購入するとかなり高額です。

学生の場合は1万円未満で購入できますが、個人の場合は15千円以上かかります。企業や官庁が法人契約した場合は、数十万円のコストです。

本格的な計算処理不向き

コーディングするプログラマー

MATLABは、簡単な計算やある程度の計算処理は早く得意としています。しかし、並列計算など複雑な計算処理は、不得意です。

MATLABを活用した複雑な計算処理は、向いていない、もしくは、MATLAB初心者にはハードルが高いことはデメリットになります。

ある程度の規模の開発不向き

MATLABは、追加オプションでツールを増やすことでできることの選択肢が増えます。一方で追加オプションツールは、目的によっては使い方が複雑です。

他言語との違い

ペア

プログラミング言語において、計算やグラフ・図作成で用いられるのは、MATLAB以外にもPythonがあります。

PythonMATLAB同様、AIIoT、自動車や金融工学の分野で好んで使われているプログラミング言語です。

PythonMATLABはどちらもインタープリンタ型のプログラミング言語になります。 C言語も同じインタープリンタ型のプログラミング言語です。

ただ、、同じ分野でよく使われている言語がMATLABPythonになるため、MATLABPythonがよく対象にあがります。

Pythonとの比較

MATLABPythonを比較すると似ているようで違います。例えば、MATLABは、有料のソフトウェアに対して、Pythonは無料のソフトウェアです。

他には、MATLABはダウンロード時に必要な装備が全て含まれていますが、Pythonは、含まれていません。

MATLABが優位な点

ウェブデザインを考える

Pythonと比べてMATLABが優位なところは、理系大学に多く採用されているため、学生向けのオプションが用意されています。

一番大きなことは、一般利用者に比べて学生はMATLABがリーズナブルに利用可能です。

他には先述の通り、購入時のパッケージ装備がフルのため、初心者が始めやすい環境になっています。

MATLABの知識はPythonに活かせる

MATLABとPythonの比較をしましたが、類似している点が多くあります。

MATLABとPythonは、共に計算に用いられることが多く、採用されている分野も類似していて、コードも似ています。

実際に、MATLABの知識があれば、0からPythonを学ぶより早くPythonに慣れることは可能です。

一方、細かな点が異なるため、Pythonを利用するにあたり注意する点がいくつかあります。

例えば、数字の順番は、Pythonの場合、0から始まります。これは、MATLABと異なるところです。

他には、MATLABのSwitch文は、Pythonのif文に相当します。

ただ、いくつかの違いはあるが、基本的な知識は類似しているため、有料のMATLABに比べ、Pythonは馴染みやすいプログラミング言語といえます。

MATLABの学習方法

MATLABに興味を持って学習したい場合、もしくは、MATLABを学習してスキルアップしたい場合、MATLABを学習する方法は、いくつかあります。

スクールへ通学するやWebラーニングだけでなく、MATLAB公式チュートリアルなどがあります。

スクール

MATLABを学習するためにプログラミングスクールへ通学する方法があります。時間と費用が捻出できるのであれば、通学できるスクールは、最適です。

侍エンジニア塾などメジャーなプログラミングスクールではMATLABだけを学習するのではなく、人工知能やIoTなどに関連して学習できます。

Webラーニング

WebラーニングでもMATLABを学習することが可能です。Udemylinkedinなど有名なオンラインコースにMATLABを学習するコースがあります。

初級者から学ぶことができるため、いつでもどこでもすぐに始めることが可能です。有料コースではなく、無料で学びたい場合は、YouTubeがあります。

YouTubeでMATLABについて解説している動画は多く、日本語だけでなく英語などの動画もあるため、十分多くの情報を入手することが可能です。

公式チュートリアル

MATLABは、MATLAB公式ページからMATLABを学習する用のチュートリアルが用意されています。

無料で学べるコースと有料で学べるコースが用意されているため、目的に応じて学習が可能です。

公式チュートリアルの場合、学びづらいことが多いですが、MATLABの場合、無料の公式チュートリアルだけでも情報が豊富にあります。

まとめ

スタートアップビジネスの社員

MATLABは、インタープリンタ型の手軽に活用できるプログラミング言語です。

複雑なプログラミングコードを必要とせず、プログラミング初心者にも馴染みやすい言語になります。

MATLABの学習ツールは、プログラミングスクールやWebラーニングだけでなく、公式HPのチュートリアルなど選択肢が豊富です。

MATLABの活用分野は、最先端の分野が多く、習得することで今後のキャリアアップなどにつながる可能性があります。

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