اگر در حال تحصیل در یکی از رشته‌های فنی و مهندسی یا علوم پایه هستید و یا به برنامه نویسی علاقمندید، احتمالا اسم نرم افزار متلب به گوشتان خورده است. متلب یکی از پرکاربردترین نرم‌افزارهای تخصصی و برنامه نویسی برای دانشجویان و محققان در حوزه‌های علمی مختلف است. در این مقاله توضیح خواهیم داد که متلب چیست؟ و چه کاربردهایی دارد، نقاط ضعف و قوت متلب را بررسی خواهیم کرد و مثالهایی از کاربردهای گسترده نرم افزار متلب را مرور خواهیم کرد. تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.

متلب چیست؟

متلب (MATLAB) یک زبان برنامه نویسی سطح بالای نسل چهارم و یک محیط تعاملی برای محاسبات عددی، تجسم و برنامه‌نویسی می‌باشد که از ترکیب دو واژه MATrix (ماتریس) و LABoratory (آزمایشگاه) ایجادشده است. این نام حاکی از رویکرد ماتریس محور برنامه است که در آن حتی اعداد منفرد نیز به صورت یک ماتریس با ابعاد 1*1 در نظر گرفته می‌شود.

نرم افزار متلب دارای یک محیط توسعه یافته کدنویسی است. محیطی که به شما کمک می کند تا بر خلاف یک ویرایشگر متن مانند Notepad، قادر به ردیابی خطاهای کدنویسی و تکمیل دستورات باشید، همچنین پیشنهادات عملکردی را در هر لحظه به شما اعلام می کند.

به زبان دیگر متلب یک ماشین حساب فوق پیشرفته است که میتوانید از آن برای انجام محاسبات خود استفاده کنید. همچنین به کمک زبان برنامه نویسی متلب می‌توانید توابع و برنامه‌ هایی برای انجام عملیات‌های تکراری بنویسید. راهنمای متلب (با زدن دکمه F1) برای افرادی که به تازگی با این نرم افزار آشنا شده اند بسیار راهگشا خواهد بود.

بر خلاف جاوا، توسعه الگوریتم‌ها در متلب سریعتر صورت می‌گیرد. متلب به شما امکان استفاده از داده‌ها در منابع مختلف موجود در فایل، دیتابیس و اینترنت و به تصویر کشیدن آن‌ها را فراهم می‌کند. نرم افزار متلب همچنین به شما امکان رسم انواع نمودار برای داده‌هایتان را فراهم می‌کند.

تاریخچه نرم افزار متلب

در اواخر دهه 70 میلادی، متلب توسط Cleve Moler – یکی از موسسان کمپانی خصوصی Mathworks واقع شده در ایالت ماساچوست آمریکا – توسعه و عرضه شد. او که یک استاد ریاضی بود که برای دسترسی آسان‌تر دانشجویان دانشگاه نیومکزیکو به LINPACK و EISPACK متلب را ایجاد کرد. اولین برنامه‌ای که وی با متلب نوشت، یک محاسبه‌گر ماتریس بود. در سال 2000 متلب بازنویسی شد و با اضافه‌شدن کتابخانه‌های کاربردی فراوان، در حوزه‌های مختلف صنعت، کنترل، مخابرات، پزشکی، فضانوردی و… مورد توجه و استفاده متخصصان قرار گرفت.

لوگوی متلب برگرفته از معادله طول موج است.

نرم افزار متلب از چه قسمت هایی تشکیل شده است؟

زبان برنامه نویسی متلب:

متلب یک زبان سطح بالای ماتریس- آرایه‌ای است و ویژگی‌های برنامه‌نویسی شی گرا را شامل می‌شود که می‌توان با کمک آن برنامه‌های ساده و پیچیده را ایجاد کرد. زبان برنامه نویسی متلب از بسیاری از زبان‌های برنامه نویسی ساده تر است و یادگیری آن راحت‌تر است. زبان برنامه نویسی متلب به دلیل نزدیکی به زبان انسان یک زبان سطح بالا محسوب می‌شود.

برخی از تفاوت‌های زبان برنامه نویسی متلب با سایر زبان‌های برنامه نویسی در زیر ارائه شده است:

• semi-colon در متلب پایان گزاره را مشخص می‌کند. همچنین از سمی کولن برای توقف اجرای یک گزاره می‌توان استفاده کرد. برای مثال اگر شما در پنجره فرمان بنویسید x=5+3 و کلید اینتر را بزنید متلب به شما نتیجه را بصورت x=8 نمایش می‌دهد. اما اگر بنویسید ;x=5+3 و اینتر را بزنید متلب نتیجه محاسبه را به شما نشان نمی‌دهد و متغیر x را د حافظه ذخیره می‌کند.
• علامت % برای مشخص کردن کامنت در کد استفاده می شود. برنامه نویس ها از کامنت گذاری برای مشخص کردن بخش های مختلف برنامه نوشته شده استفاده می‌کنند.
• متغیرها در زبان برنامه نویسی متلب به کوچک و بزرگ بودن حروف حساس هستند.

محیط کاری متلب:

مجموعه‌ای از ابزار و امکانات است که شما به‌عنوان کاربر متلب یا برنامه‌نویس متلب با آن‌ها تعامل دارید. این محیط شامل امکاناتی برای مدیریت متغیرها در فضای کاری و صفحه فرمان برای نوشتن دستورات جهت توسعه، مدیریت فایل‌ها، پنجره رفع خطا و ایجاد M فایل‌ها در برنامه‌های متلب می‌باشد. ام فایل‌ها در واقع همان فایل‌های برنامه شما هستند که با پسوند m. ذخیره شده‌اند.

پنجره فرمان یا Command Window را می‌توانید همانند یک ماشین حساب مهندسی خیلی سطح بالا در نظر بگیرید. در تصویر زیر مشاهده می‌کنید که با وارد کردن عبارت 2+2 و زدن اینتر نتیجه روی صفحه ظاهر شده است. پس از نصب نرم‌افزار Matlab با محیطی شبیه به تصویر زیر رو به رو می‌شوید. صفحه command window جاییست که کدهای شما در آن نوشته می‌شوند. پنجره Current Folder، فایل‌ها و پوشه‌های مرتبط با پروژه شما را نشان می‌دهد و پنجره Workspace فضای کاری شماست که داده‌های برنامه در آن نمایش داده می‌شود.

پس از نصب نرم‌افزار Matlab و بار کردن متلب برای اولین بار با محیطی شبیه به تصویر زیر رو به رو می‌شوید. صفحه Command Window جاییست که کدهای شما در آن نوشته می‌شوند. پنجره Current Folder، فایل‌ها و پوشه‌های مرتبط با پروژه شما را نشان می‌دهد و پنجره Workspace فضای کاری شماست که داده‌های برنامه در آن نمایش داده می‌شود. به عنوان مثال با وارد کردن عبارت 2+2 و زدن اینتر نتیجه روی صفحه مشاهده می شود.

تصویری از محیط نرم افزار متلب

کنترل گرافیک: همان سیستم گرافیکی متلب است که شامل دستورات سطح بالا برای تجسم داده‌های دوبعدی و سه‌بعدی، پردازش تصویر، انیمیشن و گرافیک است. همچنین شامل دستورات سطح پایین است که به شما اجازه می‌دهد که ظاهر گرافیکی برنامه‌های خود را به‌صورت سفارشی طراحی کنید.

کتابخانه توابع ریاضی متلب:

متلب در زمینه‌های مختلف از جمله مهندسی کنترل و هوافضا، مهندسی مکانیک، پردازش سیگنال، حوزه‌های مختلف هوش مصنوعی نظیر شبکه‌های عصبی و یادگیری‌ماشین، حل معادلات دیفرانسیل و فوریه و… دارای کتابخانه‌های کاربردی فراوان است و امکان ایجاد و افزودن کتابخانه‌های مجزا را دارد. همچنین برای محاسبات جبری مجموعه گسترده‌ای از الگوریتم‌های محاسباتی اعم از توابع ابتدایی مانند سینوس، کسینوس تا توابع پیچیده مانند ماتریس معکوس، مقادیر ویژه ماتریس و تبدیل فوریه سریع را شامل می‌شود. برخی از محاسبات ریاضی رایج با متلب عبارتند از:

• رسم و گرافیک 2 و 3 بعدی
• جبر خطی
• معادلات جبری
• توابع غیر خطی
• آمار
• تحلیل داده‌ها
• حساب و معادلات دیفرانسیل
• محاسبات عددی
• ادغام
• تبدیل
• ایجاد منحنی
• و بسیاری توابع خاص دیگر

رابط برنامه‌های کاربردی متلب (API):

کتابخانه‌ای است که امکان نوشتن برنامه‌های فرترن و C که با متلب در تعامل باشند را فراهم می‌کند. این رابط شامل امکاناتی نظیر فراخوانی روال از متلب (اتصال پویا)، فراخوانی متلب به‌عنوان یک موتور محاسباتی و خواندن و نوشتن به فایل‌های mat است.

سیمولینک متلب چیست؟

«سیمولینک» (Simulink) یکی از بسته‌های نرم‌افزاری بسیار پرکاربرد برای شبیه‌سازی مهندسی است که در دانشگاه و صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیمولینک با نرم‌افزار متلب (MATLAB) ادغام شده و برای مدل‌سازی، شبیه‌سازی و تحلیلی سیستم‌های دینامیکی به کار می‌رود. این بسته نرم‌افزاری، یک رابط کاربری گرافیکی (GUI) دارد که با استفاده از بلوک‌های آن می‌توان مانند آنچه با خودکار روی کاغذ رسم می‌کنیم، سیستم را تشکیل دهیم.

نرم افزار متلب کجا مورد استفاده قرار می‌گیرد؟

اغلب محققین جهت تجزیه و تحلیل داده‌ها و حل مسائل خود نیازمند یادگیری یک زبان برنامه نویسی می‌باشند تا بتوانند به کمک سرعت بالای کامپیوتر مسائل خود را به زبان کامپیوتر ترجمه نمایند و به جای اینکه خودشان آن ها را حل کنند این زحمت را به کامپیوترها دهند تا با سرعت بالا و دقت فوق العاده مسائل خود را حل کنند و نتایج داده‌ها را به نمایش بگذارند.

بنابراین می بایست زبان صحبت کردن با کامپیوتر را فراگرفت. یکی از این زبان ها، برنامه نویسی با نرم افزار متلب است. متلب دارای تولباکس‌های مختلفی می‌باشد که در حوزه‌های مختلف مهندسی نظیر برق، مکانیک، عمران، مهندسی کامپیوتر و سایر علوم مورد استفاده قرار می‌گیرد. بطور کلی از متلب برای اهداف زیر استفاده می‌شود:

• محاسبات عددی
• تجسم داده‌ها و ترسیم نمودارهای دوبعدی و سه بعدی
• مدلسازی و شبیه سازی داده
• تحلیل داده

مزایای یادگیری متلب چیست؟

متلب در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد و اساساً می تواند در هر شغلی که تجزیه و تحلیل داده ها یک مهارت مطلوب باشد، مورد استفاده قرار گیرد. اگر قصد دارید در حرفه خود مقداری تحقیق یا تجزیه و تحلیل داده انجام دهید، یادگیری متلب برای شما بسیار ارزشمند خواهد بود. شما قادر خواهید بود ایده های جدید را به سرعت و به راحتی نمونه سازی کنید.

اگر بیشتر تمایل دارید که یک مهندس نرم افزار باشید، احتمالا متلب بهترین ابزار برای شما نباشد. از آنجا که متلب در واقع بیشتر برای محاسبات علمی در نظر گرفته شده است. اگر می خواهید برنامه های کاربردی موبایل یا وب را توسعه دهید ، ممکن است یادگیری پایتون یا جاوا برای شما بهتر باشد. به طور کلی، دانستن اطلاعات حداقلی در مورد محیط متلب و برنامه نویسی با متلب برای شما مفید خواهد بود. اگر فهمیدید که مسیر شغلی شما متلب را شامل می شود، یک نقطه شروع خوب خواهید داشت.

اگر بین یادگیری متلب یا پایتون دچار تردید هستید، از شما دعوت می کنم که پست دیگر ما در مورد تفاوت متلب و پایتون مطالعه کنید.

چرا یادگیری متلب ضروری است؟

متلب در کنار پایتون یکی از پر طرفدارترین زبان‌های برنامه نویسی حال حاضر می‌باشد. با توجه به اینکه در دنیای مدرن دیتا و اطلاعات جزء مهم‌ترین و راهبردی‌ترین ارکان تصمیم گیری می‌باشد یادگیری استفاده از نرم افزار متلب و انجام پروژه با متلب بسیار مهم است.

تحلیل داده و انجام محاسبات ریاضی و آماری با نرم افزار متلب از اهمیت چشمگیری برخوردار است و این برای شما بسیار مفید خواهد بود اگر بتوانید به سرعت و به راحتی دیتای خود را تحلیل نمایید. اگر دانشجوی فنی مهندسی یا علوم پایه هستید بهتر است هرچه زودتر زمانی را برای یادگیری متلب اختصاص دهید زیرا در طول دوره تحصیلتان در دروس مختلف می‌توانید از امکانات نرم افزار متلب استفاده کنید.

کتابخانه‌های نرم افزار متلب در همه حوزه‌ها و رشته‌ها کاربرد دارد. یادگیری متلب در طول تحصیل به شما کمک می‌کند تا پروژه‌های شبیه سازی و یا تحقیقاتی خود را بهتر و سریعتر انجام دهید، با بهره گیری از کتابخانه‌های تخصصی محاسبات دستی خود را اعتبارسنجی کنید و بطور کلی فرایند یادگیری و آموزش خود را متحول کنید.

مزایا نرم افزار متلب چیست؟

در زیر به برخی از مزایا نرم افزار متلب اشاره کرده ایم:

• راحتی در استفاده: متلب یک زبان مفسری است که برنامه در محیط توسعه یکپارچه متلب به‌راحتی نوشته، اصلاح و ایجاد می‌گردد. ازآنجایی‌که زبان برنامه‌نویسی برای استفاده راحت است توسعه برنامه‌های جدید به‌راحتی امکان‌پذیر است.
• استقلال بستر نرم‌افزاری: متلب توسط بسیاری از سیستم‌های کامپیوتری مختلف پشتیبانی می‌شود. زبان متلب توسط سیستم‌عامل‌های لینوکس، ویندوز و مکینتاش پشتیبانی می‌شود.
• توابع از پیش تعریف‌شده: متلب هم را با کتابخانه گسترده‌ای از توابع از پیش تعریف‌شده است که برای بسیاری از کاربردها استفاده می‌شود.
• رسم مستقل از دستگاه: برخلاف بسیاری از زبان‌های کامپیوتری دیگر، متلب دستورات بسیاری را برای رسم و تصویربرداری دارد. این تصاویر و رسم‌ها می‌تواند روی هر وسیله خروجی گرافیکی که توسط کامپیوتر پشتیبانی می‌شود قابل نمایش است.
• واسط گرافیکی کاربر: متلب شامل ابزاری است که به برنامه‌نویس اجازه می‌دهد که به‌صورت تعاملی یک  واسط گرافیکی کاربر را ایجاد نماید. با این قابلیت برنامه‌نویس می‌تواند برنامه‌های  پیچیده تجزیه‌وتحلیل داده‌ها را طوری طراحی کند که کاربران بی‌تجربه نیز بتوانند به‌راحتی با برنامه تعامل داشته باشند.
• قدرت مدلسازی و شبیه سازی:: در متلب شما همه چیز را تقریبا می توانید مدل کنید از سیستم های کنترلی و قدرتی گرفته تا سیستم های محیط زیستی و اقتصادی. همچنین قابلیتی امری استثنایی است.
• سرعت در محاسبات جبری و ماتریسی: نرم افزار متلب سریعترین گزینه برای انجام محاسبات جبری و ماتریسی است.

معایب نرم افزار متلب چیست؟

معایب نرم افزار متلب چیست؟ متلب چند عیب اساسی دارد:

• هزینه‌ی متلب! اگر بخواهید لایسنس کامل متلب (همراه با سیمیولینک) را خریداری کنید باید رقمی در حدود 50.000 دلار هزینه کنید! البته به لطف عدم وجود قانون کپی رایت در ایران دانلود و نصب متلب در وب فارسی ساده است.
• متلب منابع سیستمی و رم زیادی را نسبت به رقبا مصرف می‌کند.
• متلب برای کاربرد‌های علمی و مهندسی فوق‌العاده است ولی برای کار‌هایی مانند توسعه‌ی وب مناسب نیست.
• متلب یک زبان مفسری است و بنابراین سرعت اجرای آن نسبت به زبان‌های کامپایلری کمتر است. این مشکل را می‌تواند با به‌کارگیری درست ساختار برنامه در متلب و استفاده از کامپایلر متلب برای کامپایل برنامه نهایی قبل از توزیع برنامه حل نمود.
• استفاده از راهنمای متلب فرایندی بسیار زمانبر هست و معمولا یافتن پاسخ سوالات و مشکلات امری زمانبر است.

جمع بندی:

می‌توان گفت متلب برای استفاد در کاربردهای مختلف مهندسی و محاسبات ریاضی مناسب است اما به دلیل مصرف بالای منابع سخت افزاری برای استفاده‌هایی مانند طراحی و توسعه‌ی وب مناسب نیست. Matlab زبانی مفسری است و در هر بار اجرا، کدها تفسیر می‌شوند به همین دلیل سرعت زبان‌های مفسری نسبت به زبان‌های کامپایلری پایین‌تر است اما مزایایی همچون راحتی استفاده و یادگیری، کتابخانه‌های کاربردی فراوان و پشتیبانی توسط سیستم‌های عامل محبوب Windows، Linux و Mac موجب علاقه‌مندی بسیاری از برنامه‌نویسان و مهندسان به این زبان برنامه نویسی شده است.

امروزه میلیون‌ها برنامه‌نویس و دانشمند در سراسر جهان از متلب برای آنالیز و طراحی سیستم‌هایی که نیاز به انجام محاسبات پیچیده ریاضی در مقیاس بزرگ دارند، استفاده می‌کنند. تجربه شما از برنامه‌نویسی با زبان متلب چیست؟ در چه زمینه‌هایی از متلب استفاده کرده‌اید؟ تجربیات خود را در قسمت نظرات برای ما بنویسید.

منابع:

پایتون چیست: امروزه تعداد زبان های برنامه نویسی بسیار زیاد است و هر کدام کاربردهای مختلفی دارند. هر کدام از این زبان‌ها مزایا و معایب خودشان را دارند. زبان‌های برنامه نویسی در مقایسه در دو دهه اخیر دچار تحول اساسی شده اند و زبان‌های جدیدی با کاربردهای متفاوتی بین برنامه نویسان رایج شده است. پایتون از جمله زبان‌های برنامه‌نویسی قدرتمندی است که در سال 1991 به دنیای برنامه‌نویسی وارد شد، در دهه اخیر محبوبیت بالایی را کسب نموده است و روز به روز به میزان محبوبیت آن اضافه می شود. پایتون (Python) در زمینه داده کاوی، یادگیری ماشین، خودکارسازی سامانه‌ها، طراحی وب، واسط‌های برنامه‌نویسی و… به کار گرفته می‌شود. اگر شما هم جز دانشجویان یا افرادی هستید که اطلاعات کمی در مورد زبان برنامه نویسی پایتون دارید و برای شروع یادگیری این زبان برنامه نویسی دچار شک و تردید هستید و تمایل به کسب اطلاعات بیشتر در زمینه زبان برنامه نویسی پایتون دارید این مقاله را تا انتها مطالعه کنید. همچنین اگر تجربه برنامه نویسی با متلب و انجام پروژه متلب را دارید می توانید مقاله مقایسه متلب و پایتون را مطالعه کنید.

پایتون چیست؟

پایتون یک زبان برنامه نویسی سطح بالا تفسیر شده برای برنامه نویسی عمومی است. این زبان دارای یک فلسفه طراحی است که بر خواندن کد، به خصوص با استفاده از فضای خالی مهم استوار است. Python دارای یک سیستم نوع پویا و مدیریت حافظه خودکار است و پارادایم های چندگانه برنامه نویسی را پشتیبانی می کند. مفسر پایتون برای بسیاری از سیستم عامل ها در دسترس است. این زبان برنامه نویسی معمولا به عنوان یک زبان اسکریپت نویسی برای وب اپلیکیشن ها استفاده می شود به طوری که می تواند به شکل اتوماتیک بسیاری از تسک ها را انجام داده و انجام برنامه نویسی را موثرتر نماید.

به جهت شباهت نام پایتون با مار پایتون بسیاری به غلط بر این باورند که از مار پایتون در نامگذاری زبان برنامه‌نویسی پایتون الهام گرفته شده است، در صورتی که چنین نیست و خدو فن روسوم خالق پایتون این نام را بر اساس یک سریال کمدی انگلیسی به نام Monty Pyhton’s Flying Circus انتخاب کرد.

پایتون چیست و چگونه به‌وجود آمد؟

زبان برنامه‌نویسی پایتون در سال 1991 میلادی توسط یک برنامه‌نویس هلندی به‌نام خیدو فان روسوم (Guido van Rossum) ایجاد شد، این زبان با قابلیت‌های فراوان و شگفت‌انگیزی که دارد تحولی در دنیای برنامه‌نویسی به‌وجود آورده است، از توسعه‌ی برنامه‌های تحت وب گرفته تا ایجاد بازی‌های رایانه‌ای! آقای Guido van Rossum قبل از خلق زبان پایتون، روی پروژه ABC کار می‌کرد که یک زبان برنامه نویسی دستوری و همه‌منظوره بود. در واقع پایتون تلاشی از طرف Rossum بود تا زبان برنامه نویسی ABC را بهبود بخشیده و بعضی از ضعف‌های آن را برطرف کند.

خیدو فان روسوم خالق زبان برنامه نویسی پایتون

زبان برنامه نویسی پایتون چه ویژگی هایی دارد؟

اولین و مهمترین ویژگی این زبان «سادگی و آسانی» آن می باشد. این ویژگی آموزش پایتون را به یکی از بهترین گزینه ها برای انتخاب کسانی تبدیل کرده است که قصد دارند برای اولین بار به آموزش برنامه نویسی بپردازند. پایتون را خیلی سریع می توانید یاد بگیرید و به سرعت کدنویسی را با آن شروع کنید. اما اشتباه نکنید، سادگی پایتون به معنای ضعیف بودن آن نیست، بلکه python یک زبان برنامه نویسی مفسری، چندمنظوره و سطح بالاست که از شی گرایی و برنامه نویسی ساختار یافته به طور کامل پشتیبانی می کند.

 از این زبان برنامه نویسی به طور گسترده در دنیا استفاده می‌شود و برای آن فرقی نمی کند که هدف شما از استفاده آن ایجاد وب اپلیکیشن و برنامه نویسی دسکتاپ است و یا حتی برنامه نویسی هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، این زبان به بهترین نحو از عهده تمام آن ها بر خواهد آمد و به ‌جرات می‌توان ادعا کرد که در دیگر زمینه های برنامه‌ نویسی شما را تنها نخواهد گذاشت. برای اینکه بدانید که مهمترین ویژگی های پایتون چیست که آن را به چنین زبان قدرتمندی تبدیل کرده است، باید با ساختار آن آشنا شوید.

پایتون زبانی قدرتمند و منعطف است که ساختاری بسیار منظم و کدنویسی در آن بسیار راحت است. این زبان برنامه نویسی تمرکز زیادی روی خوانایی کدها دارد، به طوری که هر کسی می‌تواند به راحتی کدهای این زبان را بخواند و با آن ارتباط برقرار کند. همانطور که اشاره شد، پایتون از انواع روش‌های برنامه نویسی مثل پروسه‌ای، تابعی و البته شیء گرایی پشتیبانی می‌کند. همین مورد باعث شده که در پروژه‌های بزرگ و حساس روی پایتون حساب باز کنند.

مفسری بودن این زبان یعنی کدهای پایتون خط به خط توسط مفسر ترجمه می‌شوند. مفسر پایتون برای سیستم عامل های مختلف وجود دارد. وظیفه این مفسر تبدیل کدهای پایتون به زبان ماشین و سپس اجرای آن ها است. بسیاری از توزیع‌های لینوکس به طور پیشفرض پایتون و مفسر آن را دارند و شما بدون نیاز به انجام هیچ اقدامی می‌توانید کدنویسی را در این سیستم عامل شروع کنید. همچنین فایل نصبی نسخه ویندوز و سیستم عامل مک‌ هم از سایت پایتون قابل دانلود است.

هر نرم افزار یا ابزار جدید که معرفی می‌شود، برای انتشار از یک پروانه یا مجوز (License) استفاده می‌کند. این مجوزها ماهیت برنامه را مشخص می‌کنند و به بقیه نشان می‌دهند که چطور باید از نرم افزار استفاده کرد. مثلا نرم افزارهای آزاد 4 سطح آزادی را به برنامه نویس تضمین می‌دهند و لایسنس GPL این چهار سطح را در خود جا داده است. 4 سطح آزادی که نرم افزارهای آزاد باید از آن پیروی کنند عبارتند از:

1. کاربران بتوانند نرم افزار را به هر منظوری استفاده کنند.
2. کابران بتوانند نرم افزار را تغییر دهند و به سورس کد برنامه دسترسی داشته باشند.
3. کاربران بتوانند یک نسخه از نرم افزار را بازنشر کنند.
4. دیگر کاربران بتوانند نسخه‌های بازنشر شده را ویرایش کرده و دوباره انتشار دهند.

پایتون تحت پروانه اختصاصی خودش به نام PSFL یا Python Software Foundation License منتشر می‌شود. این مجوز کاملا مشابه مجوز GPL است، اما در بند چهارم سخت‌گیری کمتری برای بازنشر نرم افزارها در نظر گرفته است. به همین دلیل توسعه دهندگان به راحتی برای این زبان کتابخانه های زیادی طراحی کرده اند و به لطف آن‌ها پایتون کتابخانه‌های مشهوری دارد که در توسعه و پیشرفت آن نقش مهمی ایفا کردند. این کتابخانه‌ها بودند که پایتون را محبوب‌تر کرده و پای این زبان را به حوزه‌های مختلفی مثل طراحی سایت، طراحی اپلیکیشن، هوش مصنوعی و داده کاوی باز کردند.

مزایای پایتون

مزایای پایتون چیست؟

• حضور ماژول های شخص ثالث
  Python (PyPI) شامل چندین ماژول شخص ثالث است که باعث می شود Python بتواند با بسیاری از زبان ها و سیستم عامل های دیگر ارتباط برقرار کند.

• کتابخانه های پشتیبانی گسترده:
  پایتون کتابخانه استاندارد بزرگی را ارائه می دهد که شامل موضوعات مختلف مانند پروتکل اینترنت ، عملیات رشته ، ابزارها و سرویس های وب و رابط های سیستم عامل است. بسیاری از کارهای برنامه نویسی پر کاربرد قبلاً در کتابخانه استاندارد نگاشته شده اند که باعث می شود طول کد به طور قابل توجهی کاهش داده شود.
• منبع باز:
  زبان پایتون تحت مجوز OSI تأیید شده است که استفاده و توزیع آن را آزاد می کند ، از جمله برای اهداف تجاری. علاوه بر این ، توسعه آن توسط جامعه ای انجام می شود که از طریق میزبانی کنفرانس ها، برای کد آن همکاری می کنند و ماژول های بی شماری را برای توسعه آن فراهم می کنند.
• یادگیری سریع و آسان:
  ، پایگاه گسترده کاربران و توسعه دهندگان فعال باعث شده است تا یک بانک منابع اینترنتی غنی برای ترغیب توسعه و ادامه پذیرش زبان ایجاد شود.
• ساختار داده های کاربر پسند: :
  پایتون دارای ساختار داخلی داده ها و فرهنگ نامه ها است که می تواند برای ساخت سریع داده های زمان اجرا سریع استفاده شود.
• بهره وری و سرعت:
  پایتون دارای طراحی شی گرا تمیز است ، قابلیت های کنترل پیشرفته یک فرایند را فراهم می کند ، و توانایی های ادغام و پردازش متن دارد ، که همه اینها به افزایش سرعت و بهره وری آن کمک می کند. پایتون گزینه ای مناسب برای ساخت برنامه های پیچیده دارای چند پروتکل تحت شبکه محسوب می شود.

معایب پایتون چیست؟

• سرعت:
  پایتون کندتر از C یا C ++ است. پایتون یک زبان سطح بالا است ، برخلاف C یا C ++ به سخت افزار نزدیک نیست.
• توسعه موبایل:
  پایتون یک زبان خیلی خوب برای توسعه موبایل نیست. این یک زبان ضعیف برای محاسبات موبایل است. به همین دلیل است که برنامه های اندکی در تلفن های همراه مانند Carbonnelle در آن ساخته شده اند.
• مصرف حافظه:
  پایتون برای کارهای فشرده حافظه گزینه مناسبی نیست. به دلیل انعطاف پذیری انواع داده ها ، مصرف میزان حافظه پایتون نیز زیاد است.
• دسترسی به پایگاه داده:
  پایتون با دسترسی به بانک اطلاعات محدودیت هایی دارد. در مقایسه با فن آوری های رایج مانند JDBC و ODBC ، لایه دسترسی به پایگاه داده Python کمی توسعه نیافته و بدوی است.
• خطاهای زمان اجرا:
  برنامه نویسان پایتون در زمینه طراحی زبان چندین موضوع را ذکر کردند. از آنجا که این زبان به صورت پویا تایپ می شود ، به آزمایش بیشتری نیاز دارد و دارای خطاهایی است که فقط در زمان اجرا نشان می دهد.

نسخه‎‌های مختلف زبان برنامه نویسی پایتون

اولین نسخه پایتون در سال 1990 معرفی شد. یک سال بعد در سال 1991 ، مفاهیم مهمی مثل Class ،List و String در پایتون پشتیبانی شد. همچنین از مهمترین ویژگی هایی که در سال 1991 به این پایتون اضافه شد، می‌توان به پشتیبانی از Lambda ،map و Filter اشاره کرد. همه این موارد دست به دست هم داده بودند تا برنامه نویسی تابعی (Functional Programing) در پایتون تسهیل گردد.

در سال 2000 با معرفی پایتون نسخه 2 شاهد تحول در این زبان برنامه نویسی بودیم و برنامه نویسان زیادی از آن استقبال کردند. مهم‌ترین تغییری که در نسخه 2 پایتون شاهد بودیم، پشتیبانی از Unicode بود. یونیکد برای نمایش کاراکترها، از 16بیت استفاده می‌کند. در صورتی که کد ASCII با 8 بیت کار می‌کند. بعد از این تغییر پایتون می‌توانست تا 65.536 کاراکتر را پشتیبانی کند.

با اینکه پایتون 2 خوب بود و محبوبیت زیادی کسب کرد، اما هنوز هم نیاز به یک سری تغییرات و بهبودها داشت. در سال 2008 پایتون 3 معرفی شد تا مشکلات رایج در نسخه 2 را حل کرده و روش‌های قدیمی برنامه نویسی را حذف کند. بعد از این نسخه پایتون‌کارها به دو گروه تقسیم شدند. برنامه نویسانی که به پایتون 2 مسلط هستند و برنامه نویسانی که با پایتون 3 کار می‌کنند. از همان سال 2008 تا امروز بسیاری از شرکت‌های فعال در حوزه IT زیرساخت خود را به پایتون 3 انتقال داده‌اند و سایر شرکت‌ها هم در حال مهاجرت به این نسخه هستند.

مقایسه اجمالی پایتون 2 و پایتون 3

کدام نسخه پایتون را یاد بگیریم؟

یادگیری آسان پایتون به برنامه نویسان مبتدی این امکان را داده است تا با صرف کمی وقت اصول اولیه این زبان را یاد بگیرند و اولین برنامه خود را با این زبان بنویسند. پایتون به گونه‌ای ساخته شده است که ترکیب نحوی آن کاملاً خوانا است و برنامه‌نویسان به سادگی قادرند منطق دستورات را به‌شکل صریح و روشنی بفهمند و برای سیار همکاران خود توضیح دهند. سادگی، خوانایی و دور بودن از پیچیدگی‌های رایج سیار زبانهای برنامه نویسی باعث شده است تا پایتون به گزینه ایده‌آلی برای تدریس در مدارس و مراکز آموزشی تبدیل ‌شود. همین سادگی و دور بودن از پیچیدگی‌ها است که باعث شده است پایتون اولین انتخاب برنامه‌نویسانی باشد که تازه به دنیای برنامه‌نویسی قدم گذاشته‌اند. با این حال اولین سوالی که به ذهن افرادی که تازه قصد یادگیری پایتون را دارند این است که کدام نسخه پایتون را یاد بگیریم؟ و کدام نسخه پایتون بهتر است؟ خبر خوب آن است که در زمینه «نحو» (Syntax) این زبان‌ها باید گفت که نسخه 2 و 3 پایتون بسیار مشابه هستند و توسعه هر دو نسخه قابل قبول است.

پیشنهاد ما به شما یادگیری آخرین نسخه پایتون است که در زمان نگارش این نوشته نسخه 3.7 پایتون می‌باشد. بعضی از تغییرات ایجاد شده در نسخه سوم پایتون باعث شده یادگیری نسخه 3 پایتون برای افراد مبتدی ساده‌تر باشد. به خاطر داشته باشید که پایتون نسخه 2.7 پس از سال 2020 دیگر پشتیبانی نخواهد شد. پس یادگیری آن در این برهه برای افراد مبتدی منطقی نیست.

اما در صورتی که کدهای شرکت شما بر اساس نسخه 2 پایتون می‌باشد یا اینکه قصد تبدیل شدن به یک مهندس DevOps دارید و نیازمند کارکردن با ابزارهایی نظیر Fabric , Ansible دارید آنگاه ناچار به یادگیری هر دو نسخه زبان برنامه نویسی پایتون خواهید داشت. بهتر است نیازمندی‌های خود را بسنجید و در نهایت نسخه مورد نظر پایتون را برای یادگیری انتخاب کنید.

طبق آمار گوگل ترند در چند سال اخیر محبوبیت پایتون نسخه 3 به شدت از نسخه 2 پیشی گرفته است

کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون

پایتون یک زبان اسکریپتی است که کدهای آن در پلتفرم های لینوکس، ویندوز، مکینتاش، سیستم عامل‌های موبایل و حتی پلی‌استیشن قابل اجراست و به‌دلیل قابلیت‌های فراوانی که دارد، به یکی از زبان‌های مورد علاقه‌ی برنامه‌نویسان وب تبدیل شده و شرکت‌های بزرگی مثل گوگل، یاهو، اینستاگرام، ناسا، یوتیوب و… در سطح بالایی در حال استفاده از آن هستند.بیت تورنت، یوتیوب، دراپ باکس، دیلاگ، سینما فور دی و بازار تعدادی از اپلیکشن هایی هیتند که با برنامه نویسی پایتون طراحی شده اند. از مهمترین کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون می‌توان موارد زیر را برشمرد:

• طراحی و توسعه وب اپلیکیشن‌ها : از زبان پایتون برای ایجاد فریم ورک های تحت وب مانند چری پای، توربو جی یر، باتل، فلاسک و . . . استفاده‌شده‌است. این فریمورک ها، کتابخانه‌ها و ماژول‌های استانداردی را فراهم می‌کنند تا وظایف مرتبط به مدیریت محتوا، پایگاه داده و مواجهه با پروتکل های اینترنتی مانند اچ تی تی پی، اس ام تی پی، ایکس ام ال، اف تی پی و پاپ را ساده نمایند.
• توسعه بازی: پایتون دارای ماژول ای متنوع، کتابخانه ها و پلتفرم های گوناگونی است که توسعه بازی را پشتیبانی می‌کنند. بازی های بسیار زیادی مانند سیویلیزیشن-آی وی، شهر بازی آنلاین والت دیزنی یا وگا استرایک و . . . وجود دارد که با پایتون طراحی شده است.
• مدلسازی سه بعدی: از پایتون برای ایجاد نرم افزارهای عکس دو بعدی مانند اینک اسکیپ، جی آی ام پی، پینت شاپ پرو استفاده شده است. پکیج های انیمیشن سه بعدی مانند بلندر، تری دی مکس، سینما فور دی، لایت ویر و مایا نیز با استفاده از متغیرهای پایتون طراحی شده‌اند.
• تحلیل داده: سرعت بالاتر، ابزارهای سریعتر و تولید محصولات راحتتر پایتون را به یکی از ابزارهای کاربردی در علوم داده‌ هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، داده‌کاوی و … مبدل کرده است. پایتون بدلیل توانمندی بالا در انجام محاسبات سریع به یک رقیب جدی برای نرم افزار متلب در محافل علمی و دانشگاهی تبدیل شده است.

جمع بندی

در سال‌های اخیر، پایتون مورد توجه بسیاری از برنامه‌نویسان بوده و روز به روز بر تعداد آن‌ها افزوده می‌شود، هرچند هنوز در ایران هنوز جایگاه خود را پیدا نکرده است، ولی می‌توان آینده‌‌‌ی روشنی برای آن تصور کرد، زیرا کاربردهای فراوانی داشته و در برنامه‌نویسی بسیاری از وبسایت‌های معتبر مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطلب به معرفی پایتون و مزایا و معایب ان پرداختیم و نسخه‌های مختلف پایتون رو با هم بررسی کردیم. شما در مورد این زبان برنامه نویسی چگونه فکر می‌کنید؟ ایا تجربه برنامه نویسی با هیچیک از این زبان‌ها را داشته‌اید؟ برای ما نظرات خود را بنویسید و در صورت مفید بودن این مطلب آن را برای سایر دوستانتان ارسال کنید.

شبیه‌سازی کامپیوتری  به یک بخش مهم علم و تحلیل کامپیوتری مهندسی قطعات تبدیل شده است. امروزه طیف گسترده‌ای از نرم افزارها برای شبیه‌سازی و مدلسازی در دسترس مهندسان و متخصصان می‌باشد. محققان از همه‌چیز، از زبان‌های برنامه‌نویسی پایه تا پکیج‌های سطح بالا که از روش‌های پیشرفته استفاده می‌کنند، برای مدلسازی و شبیه سازی شرایط مختلف بهره می‌برند. یک محیط شبیه‌سازی کامپیوتری، انتقال قوانین فیزیکی دنیای واقعی به شکل مجازی آنها می‌باشد. این مطلب که چه مقدار ساده‌سازی صورت گرفته می‌تواند دقت نتایج مدل را تعیین نماید.

ایده‌ال این است که تمام فیزیک‌هایی که در مدل شما مؤثرند اضافه گردند. اینجاست که اهمیت استفاده از نرم افزار کامسول (COMSOL) مشخص می‌شود. کامسول یک پلتفرم انعطاف‌پذیر است که اجازه می‌دهد حتی کاربران تازه‌کار تمام جنبه‌های فیزیکی مرتبط با طراحی‌شان را مدل نمایند. کاربران متخصص‌تر می‌توانند عمیق‌تر شوند و از دانش خود برای توسعه‌ی راه‌حل‌های ویژه که برای شرایط منحصر‌به‌فرد آنها قابل استفاده است، بهره ببرند. با این محیط مدل‌سازی که دربردارنده‌ی همه چیز است، کامسول به شما این اطمینان را می‌دهد که مدل‌تان را به دقت دنیای واقعی بسازید به همین دلیل انجام پروژه با کامسول برتریهایی در مقایسه با سایر نرم افزارها دارد. در این مقاله به بررسی جنبه‌های مختلف نرم افزار کامسول خواهیم پرداخت.

کامسول چیست؟

نرم افزار کامسول مولتی فیزیکس (Comsol) ابزاری قدرتمند برای شبیه‌سازی بسیاری از پدیده‌های فیزیکی و شیمیایی است که بر پایه روش حل عددی اجزا محدود (Finite Element Method) ، قابلیت حل معادلات دیفرانسیل را دارد و کاربران می‌توانند با استفاده از ماژول‌های موجود در این کامسول، بسیاری از فرآیندهای موجود در طبیعت را شبیه‌سازی کنند؛ در حال حاضر بسیاری از دانشگاه‌ها و شرکت‌های معتبر دنیا مانند NASA، General Electrics، Millipore و غیره، از نرم افزار کامسول جهت انجام پروژه‌های شخصی، صنعتی و تحقیقاتی خود استفاده می‌کنند.

نرم‌افزار کامسول مجموعه کامل شبیه‌سازی چند فیزیکی است که قادر به حل معادلات دیفرانسیل جزئی (PDE) و کامل (ODE) برای تحلیل و بررسی رفتار سیستم‌های خطی و غیر خطی به روش المان محدود (FEM) در فضاهای یک، دو و سه بعدی است. زمینه کاربردی این نرم‌افزار در حل انواع معادلات دیفرانسیل جفت شده، طراحی و شبیه سازی سامانه های فیزیکی، نانو فیزیکی، مهندسی برق، مهندسی مکانیک، علوم زمین، مهندسی شیمی، نجوم و بررسی سامانه‌های کوانتومی است. ساختار این نرم‌افزار به گونه‌ای است که می‌تواند شبیه‌سازی به شکل تک فیزیکی یا چند فیزیکی (با کوپل شدن دو یا چند فیزیک) برای شبیه‌سازی فرایند‌های مختلف و بررسی همزمان آثار آنها، انجام گردد.

علاوه بر موارد فوق، کامسول امکان تحلیل و شبیه‌سازی و بهینه‌سازی هر نوع ساختاری در قالب یک معادله دیفرانسیل دلخواه ریاضی یا فیزیکی (با انتخاب یک یا چند مدل فیزیکی) را به شکل وابسته به زمان، پایا و ویژه مقداری، به کاربر می‌دهد.

در کنار فیزیک‌های ارائه شده در نرم‌افزار کامسول، ماژول‌های دیگری نیز امکانات بیشتری در اختیار کاربر قرار می‌دهد. به عنوان مثال ماژول بهینه‌سازی (Optimization) برای بهینه‌سازی نتایج طراحی و شبیه‌سازی و بررسی میزان حساسیت نسبت به شرایط را می توان نام برد. ماژول ردیابی ذره (Particle Tracing) برای شبیه‌سازی مسیر حرکت سامانه‌های ذرات در سیالات یا تحت میدان‌های الکترومغناطیسی استفاده می‌شود. بعلاوه کتابخانه مواد کامسول به طور نسبی اطلاعات کاملی را از مواد در خود جای داده است که می‌توان در فیزیک‌های مورد شبیه‌سازی آن را بکار گرفت.

محیط طراحی کامسول امکان طراحی هندسه‌های ساده و پیچیده را به کاربر می‌دهد و امکان تعریف توابع و عملیات مختلف ریاضی در آن وجود دارد. در کامسول نتایج را می‌توان به شکل‌های دلخواه و در هندسه‌های گوناگون رسم نمود. با اینحال کامسول جهت سهولت در طراحی و شبیه‌سازی از رابط‌های مختلفی بهره برده است که می‌توان به مواردی مانند ارتباط (Live Link) با متلب (MATLAB)، اکسل (Excel)، اتوکد (AutoCAD)، سالیدورک (SolidWorks)، سالید اج (Solid Edge)، رویت (Revit)، کتیا (CATIA) و اینونتور(Inventor) اشاره کرد. علاوه بر این قابلیت‌ها، کامسول قابلیت نصب بر روی ابررایانه به عنوان سرور را دارد که امکان اتصال کاربران به سرور از طریق شبکه به شکل گرافیکی یا متنی وجود دارد.

محیط کاربری نسخه سرور کامسول

این نرم افزار دارای تحلیلگر مدرن است که مشکلات پیچیده را به سرعت و با دقت رفع می‌کند، در حالی که از نظر ساختار بصری به منظور سهولت در استفاده، بسیار انعطاف پذیر طراحی شده است.

تاریخچه نرم افزار کامسول مولتی فیزیکس

در سال 1986، اسوانت لیت مارک (Svante Littmarck) که در آن زمان دانشجوی دکترا در زمینه ی آنالیز عددی و علوم کامپیوتری در مؤسسه سلطنتی فناوری استکهلم سوئد (KTH) بود، به همراه هم دانشگاهی ایرانی خود به نام فرهاد سعیدی شروع به دریافت و انجام سفارشات برنامه نویسی نمودند.

فرهاد سعیدی و اسوانت لیت مارک: بنیانگذاران نرم افزار کامسول

آنها پس از مدتی اقدام به تاسیس شرکت، بازاریابی و فروش تولیدات خود در زمینه ی آنالیز عددی گرفتند. عقد قرارداد با شرکت آمریکایی MathWorks (شرکت صاحب امتیاز نرم افزار متلب) سبب شکوفایی و توسعه ی شرکت آنها گردید. پس از اتمام همکاری با شرکت Mathwork، اسوانت و سعیدی تصمیم گرفتند که سود عاید از قرارداد های قبلی خود را در زمینه ی توسعه ی محصول نرم افزاری به نام FEMLAB سرمایه گذاری کنند. این طرح با موفقیت رو به رو شد و FEMLAB توانست جایگاه خوبی در میان سایر نرم افزارهای حل عددی پیدا کند. امروزه دفتر اصلی شرکت در استکهلم سوئد واقع گردیده و در کشورهایی نظیر امریکا و هند نیز دارای نمایندگی فروش و توسعه است.

از سال 2005، نام FEMLAB به COMSOL Multiphysics تغییر داده شد. در حال حاضر کاربرد این نرم افزار با سرعت چشم‌گیری در میان طرفداران تکنولوژی‌های سطح بالا (High Tech) در حال گسترش بوده و دانشگاه‌های معتبری نظیر استنفورد و MIT از این محصول در آزمایشگاه های خود استفاده می‌کنند. هم چنین بزرگ ترین مشتری تجاری این نرم افزار سازمان فضایی امریکا (NASA) می باشد. از دیگر مشتریان مطرح کامسول می توان به شرکت های General Electrics و شرکت Millipore اشاره نمود. شرکت General Electrics از این نرم افزار جهت طراحی و شبیه سازی باتری های هیبریدی و شرکت Millipore به منظور توسعه محصولات بیوتکنولوژی خود از این محصول استفاده می کنند.

تاریخ‌های مهم در شرکت کامسول

مزایای نرم افزار کامسول

شاخص‌ترین قابلیت نرم‌افزار کامسول، قابلیت چند فیزیکی (Multi physics) آن است که در آن کاربرد می‌تواند در یک محیط کاری، چندین پدیده‌ را با یکدیگر بررسی کرده و بین آنها ارتباط (Link) برقرار کند. همچنین در کامسول تمام مراحل سه‌گانه شبیه‌سازی یعنی پیش‌پردازش (Preprocessing)، پردازش (Processing) و پس‌پردازش (Post processing)، همگی در محیط نرم‌افزار انجام می‌گیرد و نیازی به نرم‌افزارهای جانبی نیست.

البته در صورت نیاز، میتوان از قابلیت ارتباط همزمان (Live Link) نرم افزار کامسول با بسیاری از نرم افزارها مانند: اکسل، اتوکد، متلب، سالیدورکس، سالید اج، کتیا، اینورتر و رویت استفاده نمود که به هنگام نصب نرم افزار در صورت موجود بودن نرم افزارهای ذکرشده روی سیستم شما، پلاگین‌های (plug in) نرم افزار به صورت خودکار در نرم افزارهای مقصد بارگذاری می شود. مجموعه‌ای از این خصوصیات و موارد دیگر، باعث برتری این نرم‌افزار نسبت به نرم‌افزارهای مشابه گردیده که لزوم یادگیری و استفاده از آن را برای انجام پروژه های تخصصی و مهندسی بیان می‌کند.

کامسول چیست؟ راهنمای کامل نرم افزار کامسول و کاربردهای آن 13

بطور کلی مزایای نرم افزار کامسول را بصورت زیر میتوان بیان نمود:

• امکان به اشتراک‌گذاری شبیه‌سازی در قالب برنامه‌ها با افرادی که در زمینه تجزیه و تحلیل عددی متخصص نیستند.
• محیط کار آسان و کاربردی
• روند طراحی سریعتر
• بستر واحد برای همه ترکیبات فیزیکی همراه
• تولید برنامه‌های شبیه‌سازی آسان جهت استفاده تمامی افراد سازمان
• الگوریتم‌هایی با عملکرد بالا و الگوریتم‌های عددی
• حل کننده‌های پیشرفته‌ای که می توانند مشکلات پیچیده را به سرعت و با دقت حل میکنند.
• تعداد زیادی ابزار و قابلیت پردازش جدید پس از پردازش قبلی
• ابزارهای توسعه و استقرار برنامه ها

تفاوت کامسول با متلب

کامسول نرم افزار بسیار کاربردی برای دانشجویان و محققان حوزه های مرتبط به مخابرات میدان و نوری و فیزیک می باشد. این نرم افزار همانند متلب قابلیت شبیه سازی مسائل مختلف و گسترده ای را دارد؛ با این حال مزیت بزرگ انجام پروژه با کامسول نسبت به انجام پروژه با متلب این است که برخلاف متلب، کار با نرم افزار کامسول نیاز به کدنویسی را به حداقل می رساند و با کار در یک محیط گرافیکی می توان پروژه های مهندسی و علمی مختلفی را شبیه سازی نمود.

قابلیت‌های کلیدی نرم‌افزار COMSOL

• طراحی و شبیه‌ سازی پروژه ‌های مهندسی برق، مکانیک، علوم زمین، شیمی، فیزیک، نجوم و کوانتوم به کمک نرم افزار کامسول
• حل معادلات دیفرانسیل سیستم‌ های غیرخطی توسط مشتق‌ های جزئی روش المان محدود در فضا های یک، دو و سه بعدی
• امکان شبیه سازی در حضور میدان‌ های الکترومغناطیسی، کشش، دینامیک سیالات و دینامیک گاز
• امکان مدل سازی و شبیه سازی پدیده های مختلف فیزیکی، شیمیایی، الکتریکی و سیالاتی
• امکان تعامل با نرم‌افزارهای مهندسی دیگر مانند کتیا و متلب و سالیدورکس و اینونتور و اکسل و…
• دارای کتابخانه مواد و اطلاعات کاملی از خواص مواد
• وجود ماژول های مختلف در نرم افزار کامسول برای مدل سازی و شبیه سازی آسان پدیده های مختلف طبیعی

ماژول‌های نرم‌افزار کامسول مولتی‌فیزیکس

نرم افزار COMSOL Multiphysics همه منظوره بوده و با استفاده از روش‌های حل عددی پیشرفته اقدام به مدل‌سازی و شبیه سازی مسائل فیزیک محور می کند. با استفاده از این نرم افزار شما قادر خواهید بود که پدیده های شامل چند فیزیک و یا پدیده¬های جفت شده به هم (coupled) رابه کمک بیش از 30 ماژول موجود در این نرم افزار تحلیل کنید.

ماژول‌های نرم‌افزار کامسول مولتی‌فیزیکس به شش بخش کلی Multipurpose ،Chemical،Fluid ،Mechanical ،Electrical و Interfacing تقسیم می‌شوند.
Electrical
• AC/DC Module
• RF Module
• Wave Optics Module
• Ray Optics Module
• MEMS Module
• Plasma Module
• Semiconductor Module
Mechanical
• Heat Transfer Module
• Structural Mechanics Module
• Nonlinear Structural Materials Module
• Geomechanics Module
• Fatigue Module
• Multibody Dynamics Module
• Acoustics Module
Fluid
• CFD Module
• Mixer Module
• Microfluidics Module
• Subsurface Flow Module
• Pipe Flow Module
• Molecular Flow Module
Chemical
• Chemical Reaction Engineering Module
• Batteries & Fuel Cells Module
• Electrodeposition Module
• Corrosion Module
• Electrochemistry Module
Multipurpose
• Optimization Module
• Material Library
• Particle Tracing Module
Interfacing
• LiveLink for MATLAB
• CAD Import Module
• ECAD Import Module
• LiveLink for Inventor
• LiveLink for Revit
• LiveLink for PTC Pro/ENGINEER
• File Import for CATIA V5
• LiveLink for Excel
• Design Module
• LiveLink for SolidWorks
• LiveLink for AutoCAD
• LiveLink for PTC Creo Parametric
• LiveLink for Solid Edge

به روزرسانی های عمومی نرم افزار COMSOL Multiphysics

1. ابزار طراحی جدید برای ایجاد آسان تر نقشه های 2 بعدی
2. ابعاد و محدودیت های طراحی با ماژول
3. قرار گیری ایمن گره های مرتبط برای مشبک سازی
4. ابزارهای جدید برای ویرایش تولید افزودنی، چاپ سه بعدی و قالب های اسکن سه بعدی
5. واردات و صادرات PLY و 3MF
6. فهرست متن در پنجره Graphics
7. گزینه فعال شده را می توان برای کادر انتخاب، کادر انتخاب غیرفعال و کادر بزرگ نمایی نگه دارید
8. نوار ابزار Graphics را سفارشی کنید
9. پیشرفت های عملکرد برای محاسبات خوشه ای
10. گرادیان‌های سفارشی بین دو رنگ در پس زمینه های رنگی
11. حرکت نقاط موجود در پس زمینه های رنگی
12. صادر نمودن مستقیم تصاویر به برنامه پاورپوینت
13. افزودنی‌های دلخواه خود جهت شخصی‌سازی گردش کار Model Builder
14. حداقل سازی پرونده های مستقل با COMSOL کامپایلر

امکانات بخش جریان سیال و انتقال حرارت در کامسول مولتی فیزیک

• محصول جدید: ماژول جریان رسانه ای متخلخل
• محصول جدید: ماژول پردازش فلز
• معادلات مداری سیستم های حرارتی محدود
• باندهای طیفی متعدد در معرض تابش رسانه های شرکت کننده
• شبیه سازی گرد و غبار غیر گرمایی بزرگ(LES)
• فشرده سازی جریان اویلر
• جریان حبابی اویلر به شکل مجموعه سطح و مدل میدان فاز برای جریان در ماشین های چرخشی
• جریان ویسکوالاستیسیته
• تعداد دلخواه مراحل پراکنده

امکانات بخش الکترومغناطیس

• پوسته های پیزوالکتریک(اثر فشار برقی) و دی الکتریک
• ویژگی جدید نیروی لورنتز (الکترومغناطیس)
• پورت‌های مستقیم TEM از طریق شبیه سازی برد مدار چاپی
• پارامترهای حالت مخلوط
• ویژگی جدید محاسبه نرخ جذب ویژه(SAR)
• شرایط مرزی همسان و پراکنده برای پرتوهای گاوسی
• متغیرهای پورت دوره ای برای تعیین قطب
• الکترومغناطیس موج کامل جهت جفت شدن پرتوهای نوری
• محاسبه نمودار خودکار نقطه
• محاسبه عملکرد توزیع انرژی الکترون(EEDF) در مشکلات وابسته به فضا
• رابط تخلیه Corona برای مدل سازی رسوبات الکترواستاتیک
• رابط کاربری تشخیص خرابی الکتریکی برای پیش بینی اینکه آیا خرابی الکتریکی رخ خواهد داد یا خیر.

امکانات بخش مکانیک های ساختاری و آکوستیک ها

• تماس مکانیکی پوسته ها، کامپوزیت ها و غشاها
• پلاستیک و سایر مدل های مواد غیرخطی برای پوسته ها و کامپوزیت ها
• رابط های مکانیکی لوله جدید
• پوسته های پیزوالکتریک و دی الکتریک با ماژول AC / DC
• تجزیه و تحلیل لرزش تصادفی
• تعامل مایع با ساختار غیر غیر گرمایی(FSI)
• تجزیه و تحلیل موج خطی سریع الاستیک با اتصال ساختار مایع
• پورت برای تجزیه و تحلیل آکوستیک گرماسوز
• لوله‌های جفتی آکوستیک 3D – 1D
• تعامل ساختاری-آکوستیک برای پوسته‌های کامپوزیت
• نقشه‌برداری صاف برای استفاده از نتایج CFD در هاله هوایی

امکانات بخش شیمیایی در نرم افزار کامسول مولتی فیزیک

• ایجاد مواد و رابط های شیمی از پایگاه داده ترمودینامیک
• واکنش های الکتروشیمیایی در رابط شیمی
• توزیع فعلی در لوله ها
• ویژگی‌های اتصال کوتاه از پیش تعریف شده برای شبیه‌سازی باتری توده

امکانات بخش بهینه سازی

• ابزارهای داخلی برای بهینه سازی شکل
• بهینه‌سازی شکل در پوسته
• مدل‌های هندسه صاف از نتایج بهینه سازی توپولوژی
• فواصل اطمینان جهت برآورد پارامتر
• ردیابی ذرات در نرم افزار کامسول
• برنامه‌های افزودنی به نیروهای داخلی جهت ردیابی ذرات جریان سیال از جمله نیروهای گرادیان جرم و فشار مجازی
• کاهش زمان محاسبه در بیش از 50? برخی از مدل های ردیابی ذرات