MathWorks从1984年成立,已经逐步成为全球科学计算和基于模型设计的领导者。创始人意识到已有的编程语言比如Fortran和C语言已经不能满足需求,工程师和科学家们需要一种功能更强、效率更高的计算环境。为此,他们结合自己在数学、工程、计算机科学等领域的丰富经验开发了MATLAB。MATLAB将大量的数学和图像处理函数与高级语言相结合,是一种高效的数值计算环境。除了MATLAB之外,MathWorks公司还开发了Simulink,用于仿真动力学系统。同时,公司还开发了一系列的附加产品用于专门的应用领域,包括控制系统设计、信号处理与通信、图像处理、测试与测量、计算生物学以及金融建模与分析。
源远流长,拳头产品技术底蕴深厚
20世纪70年代,美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担,用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。至今,MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。
而Simulink是MATLAB中的一种图形环境,可用于对多域动态系统和嵌入式系统进行仿真和基于模型设计。
初版MATLAB只是一个交互式矩阵计算器,仅仅包含71个函数,要添加其他函数,用户必须从Moler这里获取源代码、编写FORTRAN子程序、在解析表里添加自己的函数名称,然后重新编译MATLAB。1983年,Little提议开发基于MATLAB的商用产品。他用C语言编写了MATLAB新的扩展版本。终于,PC-MATLAB于1984年在拉斯维加斯举行的IEEE决策与控制会议(IEEE Conference on Decision and Control)上首次发布。次年,发布了针对Unix工作站的Pro-MATLAB。
首版MATLAB只是简单的终端应用程序,随着时间的推移,增加了图形化、编辑和其他工具的独立窗口。这些改进使MATLAB的使用变得更加简单,尤其是对那些没有编程经验的用户来说。其中影响最大的当属桌面版和实时编辑器(Live Editor),MATLAB桌面版于2000年发布,实时编辑器于2016年推出,且仍在不断地快速更新。MATLAB的Parallel Computing Toolbox™于2004年在超级计算大会上发布,2005年,比尔盖茨在SC05的主题演讲中使用MATLAB进行了演示。
如今MATLAB的大多数功能来自更专业化应用的工具箱。R2018a中,MATLAB产品系列共有 63 个工具箱,支持以下应用领域:应用程序发布、代码生成、计算生物、计算金融、控制系统、数据库访问和报告、图像处理和计算机视觉、数学,统计与优化、并行计算、信号处理和无线通信、测试和测量等。
全球的工程师和科学家们都依赖于MathWorks公司所提供的这些产品家族,来加快在汽车、航空、电子、金融服务、生物医药以及其他行业的发明、创新及开发的步伐。除此之外,MATLAB 和Simulink产品还是基础教学和研究工具,被全球众多大学和教学机构所采用。
赋能科教,全球工程研究者的标配
MATLAB 和Simulink被世界各地的学生、教育者和研究人员作为灵感和创新工具,并被广泛使用。全球数以百万计的科学家与工程师都在使用MATLAB 与Simulink,包括:9万多个商业、政府单位与大学,排名前十的全部汽车制造商,排名前十的所有航天航空企业,以及三家排名前五的互联网公司。
MathWorks已经宣布扩展对MATLAB Parallel Server的访问,以帮助加快学术研究。现在,拥有 MathWorks Campus-Wide License 正版全校授权(包括 MATLAB Parallel Server)的学术机构中所有研究人员和学生都有无限访问权,可将 MATLAB 程序和 Simulink仿真扩展到集群和云。全新的灵活使用策略还延伸到来自其他学术机构的客座教授和研究人员,从而实现合作。
MATLAB Campus-Wide License(正版全校授权)提供了一个公共平台,以供跨所有工程、物理和社会科学及金融领域的教学、研究和学生项目之用。“我们的学生可以进行建模和分析,然后开发嵌入式控制器,而无需切换软件平台。这是非常宝贵的。”宾夕法尼亚州立大学Joel Anstrom 博士表示。
通过使用MATLAB 编程并使用Simulink设计嵌入式系统,学生获得了行业中高度重视的实践经验和技能。在LinkedIn上, MATLAB 技能是MIT 和其他顶尖理工院校毕业生最常提及的技能。不仅是学校,很多知名企业也对这一技能非常重视。“如果您想要到Google 工作,那么务必会使用MATLAB。” ---- Google的Jonathan Rosenberg先生称。
助力中国高校培养智能时代的工程人才
MATLAB 和Simulink是全球超过6500 所大学采用的教学工具,也是中国C9高校选择的教学工具(C9院校是国内的九校联盟,全部是985一流大学)。MATLAB 在线资源助力教学与科研,提供免费的“MATLAB与深度学习入门之旅”、校园版专享培训课程、各个学科教学套件、在线自动评分系统、视频与网上研讨会,可在线使用MATLAB,并支持中国高校课程开发。
MathWorks 为清华大学师生提供MATLAB、Simulink及其他Full Suite项MathWorks 产品用于教学和学术研究。
“我们有两个技术选择标准:协助学生和科研人员不断获得学术成功,以及帮助学生和科研人员熟悉工作环境中使用的工具。此次针对MATLAB、Simulink和其他MathWorks 软件的全校范围的授权协议,对于实现上述两个目标至关重要。让学生快速有效地学习,为其在毕业后获得世界顶尖企业和研究机构的就职机会做好充分准备,是我们竞争力的一项重要指标,展现了清华教育的价值。”清华大学数学科学系教授谢金星表示。
不仅是清华,哈尔滨工业大学在2019年初部署了MATLAB软件的全校授权版本,师生下载安装非常踊跃,两个月就有2000台终端激活软件。针对哈工大强势专业,在航空航天、机械控制、电气工程等多个学科,MATLAB软件均提供了最新的专用功能模块。
在学创中心的组织下,上海交通大学师生利用MATLAB开展了机器学习、图像处理、自动驾驶等多个方向的现场培训和workshop,原厂工程师的专业指导提高了师生对MATLAB的使用水平;交大专享的在线培训课程为学生提供了专业的教学套件,丰富了学校的教学内容。
这三所大学与MathWorks公司的合作仅仅是国内大学利用其软件进行科研教学的一个缩影,由国内C9院校(九校联盟)为核心的学校已经全面部署MathWorks的软件(MATLAB和Simulink),这表明中国对科学技术、软件工程等系统教育已经步入成熟阶段,学生可以利用MathWorks的软件更全面的搭建科学计算、汽车系统、航天系统、半导体应用系统等等,进一步达成更优秀的学习目的。
“我们公司的创始人出自MIT,很有情怀,所以我们对教育非常重视。2014年起,我们开始在中国高校大规模推广。我们在大学的宣讲每次都座无虚席,在国内推广的力度会越来越大。”MathWorks中国区总裁曹新康(其负责领导MathWorks中国团队,管理在中国大陆地区的产品销售、服务和支持业务),他表示,“现在的教学更注重动手,基于项目学习,过去大学强调编码,但是应用了我们的产品,不需要把时间和精力都花费在编码上,只需要关注自己的专业领域。MATLAB是一个符合自然逻辑的语言,功能非常强大,作为工具平台,涵盖科学计算、信号处理到自动控制。举个例子,交大的无线通信技术研究所,研发5G车联网的一个项目,涉及大量专业,包括:控制工程、信息工程、电气工程、电子工程、通信仪器以测试。而使用我们的平台,可以串联起所有相关的学科”。