آموزش برنامه نویسی گنو آکتیو GNU Octave برای محاسبات عددی

گنو آکتیو (GNU Octave) یا به اختصار آکتیو، یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا، مشابه نرم‌افزار متلب (MATLAB) است که برای انجام محاسبات مهندسی و عددی به کار می‌رود. این برنامه از طریق رابط خط فرمان، دارای امکانات فوق‌العاده‌ای برای حل مسائل خطی و غیر خطی، بهینه‌سازی، شبیه‌سازی و رسم انواع نمودارها است. ویژگی بارز این نرم‌افزار در مقابل نرم افزار متلب، متن‌ باز بودن آن (Open Source) است. این ویژگی نرم‌افزار Octave باعث می شود که امنیت، کیفیت، قابلیت سفارشی‌سازی، آزادی و انعطاف‌پذیری را برای ما به ارمغان آورد. به همین دلیل، می‌توان آن را به عنوان جایگزین بسیار خوبی برای متلب در نظر گرفت، چرا که هزینه خرید لایسنس متلب چندین میلیون تومان است در حالی که Octave رایگان و Open Source است و غالب توانایی‌های نرم‌افزار متلب برای انجام محاسبات عددی را دارد. در این آموزش به برنامه‌نویسی مقدماتی نرم‌افزار Octave می‌پردازیم. در درس یکم تا چهارم، انواع مختلف داده‌های عددی، کاراکتری و رشته‌‌ای و کار بر روی آن‌ها بحث می‌‌شود. ساختارهای مهم Cell و Structure نیز آموزش داده می‌شود. در درس پنجم و ششم، عبارات برنامه‌نویسی مانند دستورات شرطی و حلقه بررسی می‌‌شوند. در دروس هفتم و هشتم، نحوه کدنویسی توابع آموزش داده می‌شود و چند تابع مهم آکتیو برای ریشه‌‌یابی، بهینه‌‌سازی و حل معادلات دیفرانسیل نیز معرفی می‌شوند. در دروس نهم و دهم، روش‌های مختلف رسم نمودارهای دو‌بعدی و سه‌‌بعدی مطرح می‌‌شوند. در دروس یازدهم و دوازدهم با تولباکس محاسبات نمادین آشنا می‌‌شویم و نشان می‌دهیم که اغلب محاسبات پیچیده ریاضی را به‌ راحتی توسط این تولباکس می‌‌توان انجام داد. در نهایت و در درس آخر نیز بر اساس نکاتی که در درس‌های قبل یاد گرفتیم، چندین پروژه کاربردی را انجام می‌دهیم. بسیاری از کدهای نوشته شده در نرم‌افزار متلب، بدون هیچ‌گونه تغییری در نرم‌افزار Octave نیز اجرا می‌شوند. برخی از ویژگی‌های مهم Octave در ادامه ذکر شده است: علاوه بر %، از # نیز برای کامنت کردن دستورات استفاده می‌شود. ساختارهای برنامه‌نویسی if, while و function، علاوه بر end و endfunction به وسیله endif و endwhile نیز خاتمه می‌یابند که این ویژگی، باعث راحت‌تر شدن برنامه‌نویسی، به خصوص در حلقه‌های تو در تو می‌شود. مشابه تولباکس‌ها در نرم‌افزار متلب، در نرم‌افزار Octave نیز تولباکس‌هایی به نام Octave - Forge وجود دارد که برای شاخه‌های مختلف مهندسی استفاده می‌شوند.

فرادرس

امید زندی