BAB II DASAR TEORI
2.6 Software MATLAB
Gambar 2.8 Software Matlab
Matlab atau (Matrix Laboratory) yaitu software untuk menganalisis dan mengkomputasi data numerik. Matlab merupakan suatu bahasa pemrograman matematika
lanjutan yang dibentuk dengan dasar pemikiran yang menggunakan sifat dan bentuk matriks seperti pada gambar 2.8.
Matlab dikembangkan oleh The Mathwork Inc yang hadir dengan fungsi dan karakteristik yang berbeda dengan bahasa pemrograman lain yang sudah ada lebih dahulu seperti Delphi, Basic maupun C++.
Matlab dikembangkan dengan menggunakan bahasa C++ dan assembler, (utamanya untuk fungsi-fungsi dasar matlab). Matlab telah berkembang menjadi sebuah environment pemrograman yang canggih yang berisi fungsi-fungsi built-in untuk melakukan tugas pengolahan sinyal, aljabar linier, dan kalkulasi matematis lainnya. Matlab menyediakan berbagai fungsi untuk menampilkan data, baik dalam bentuk dua dimensi maupun dalam bentuk tiga dimensi [11].
2.6.1 Sistem MATLAB
a. Development Environment.
Kumpulan semua alat-alat dan fasiltas untuk membantu menggunakan fungsi dan file matlab. Bagian ini memuat desktop, Command window, command history, editor and debugger, dan browser untuk melihat help, workspace, files.
b. The Matlab Mathematical Function Library.
Bagian ini adalah algoritma komputasi, mulai dari fungsi sederhana seperti sum, sine, cosine sampai fungsi lebih rumit seperti, invers matriks, nilai eigen, fungsi Bessel dan fast Fourier transform.
c. The Matlab language.
Bahasa matriks/array level tinggi dengan control flow, fungsi, struktur data, input/output, dan fitur objek programming lainnya.
d. Graphics.
Matlab mempunyai fasilitas menampilkan vector dan matriks sebagai grafik. Fasilitas ini mencakup visualisasi data dua / tiga dimensi, pemrosesan citra (image), animasi, dan grafik animasi.
e. The MATLAB Application Program Interface (API).
Paket ini memungkinkan menulis bahasa C dan Fortran yang berinteraksi dengan matlab. API memuat fasilitas untuk pemanggilan kode-kode dari matlab (dynamic linking), seperti mesin penghitung, membaca dan menulis mat-files.
Matlab merupakan sistem interaktif yang mempunyai basis data array dan tidak membutuhkan dimensi. Ini memungkinkan kita dapat menyelesaikan banyak masalah komputasiteknis, khususnya yang berkaitan dengan formulasi matrik dan vector. Tidak hanya itu, matlab juga mampu melakukan komputasi simbolik yang biasa dilakukan oleh maple.
Matlab memiliki ratusan fungsi yang dapat digunakan sebagai problem solver mulai dari simpel sampai masalah-masalah yang kompleks. Sebagai contoh di lngkungan perguruan tinggi dan industri:
Lingkungan perguruan tinggi, misalnya perguruan tinggi teknik. matlab merupakan perangkat standar untuk memperkenalkan dan mengembangkan penyajian materi matematika, rekayasa dan keilmuan.
Di industri, matlab merupakan perangkat pilihan untuk penelitian dengan produktifitas yang tinggi, pengembangan dan analisanya. Kegunaan matlab secara umum adalah sebagai berikut:
a. Matematika dan komputasi b. Perkembangan algoritma
c. Pemodelan, simulasi, dan pembuatan prototype d. Analisa data, eksplorasi dan visualisasi
e. Pembuatan aplikasi, termasuk pembuatan antaramuka grafis [11].
2.6.2 Karakteristik MATLAB
a. Bahasa pemrogramannya didasarkan pada matriks (baris dan kolom).
b. Lambat (dibandingkan dengan Fortran atau C) karena bahasanya langsung diartikan.
c. Automatic memory management, misalnya kita tidak harus
mendeklarasikan arrays terlebih dahulu. d. Tersusun rapi.
e. Waktu pengembangannya lebih cepat dibandingkan dengan Fortran atau C. f. Dapat diubah ke bahasa C lewat matlab Compiler.
Beberapa kelebihan program aplikasi matlab jika kita bandingkan dengan program lain seperti Fortran, dan Basic adalah :
a. Mudah dalam memanipulasi struktur matriks dan perhitungan berbagai operasi matriks yang meliputi penjumlahan, pengurangan, perkalian, invers dan fungsi matriks lainnya.
b. Menyediakan fasilitas untuk memplot struktur gambar (fasilitas grafik tiga dimensi yang sangat memadai).
c. Script program yang dapat diubah sesuai dengan keinginan.
d. Jumlah routine-routine powerful yang berlimpah yang terus berkembang. e. Kemampuan interface (misal dengan bahasa C, word dan mathematica).
f. Matlab dilengkapi dengan toolbox, simulink, stateflow dan sebagainya, serta mulai melimpahnya source code di internet yang dibuat dalam matlab, ( contoh toolbox misalnya : signal processing, control system, neural networks dan sebagainya) [11].
2.6.3 Karakteristik Lingkungan Kerja MATLAB
Secara umum lingkungan kerja matlab terdiri dari tiga bagian yang penting dalam menjalankan yaitu:
a. Command Windows
Windows ini muncul pertama kali ketika menjalankan program matlab. Command windows digunakan untuk menjalankan perintah-perintah matlab, memanggil tool matlab seperti editor, fasilitas help, model simulink dan lain-lain. Ciri dari windows ini adanya prompt (tanda lebih besar) yang menyatakan matlab siap menerima perintah. Perintah tersebut dapat berupa fungsi-fungsi bawaan (toolbox) matlab itu sendiri.
1) Workspace : menampilkan semua variable yang pernah kita buat meliputi variable ukuran, jumlah byte, dan class
2) Command History : menampilkan perintah-perintah yang telah kita ketikkan pada Command Window.
b. Editor Window
Window ini merupakan tool yang disediakan oleh matlab yang berfungsi sebagai editor script matlab (listing perintah-perintah yang harus dilakukan oleh matlab). Ada dua cara untuk membuka editor ini, yaitu Klik : File, lalu New dan kemudian M-File.
Secara formal suatu script merupakan suatu file eksternal yang berisi tulisan perintah matlab. Tetapi script tersebut bukan merupakan suatu fungsi. Ketika menjalankan suatu script, perintah di dalamnya dieksekusi seperti ketika dimasukkan langsung pada matlab melalui keyboard.
Penulisan barisan ekspresi dalam matlab command window dilakukan pada baris perbaris dan untuk menyimpan barisan perintah serta hasil outputnya dengan menggunkan command diary. Hal ini tidak efisien dikarenakan barisan yang telah tersimpan di diary tidak dapat diload-kan kembali, seandaianya telah keluar dari matlab. Jika dilakukan banyak sekali perulangan barisan perintah yang sama, misalkan dilakukan pengolahan data dan perhitungan yang sama dengan melibatkan data atau fungsi yang berbeda. Cara membentuk dan menjalankan M-File:
1) Klik menu File, pilih New dan klik M-File 2) Pada editor teks, tulis argumen atau perintah
3) Simpan dengan cara klik File, pilih Save As dan beri nama dengan ekstensi .m 4) Pastikan file yang akan dijalankan berada pada direktori aktif
5) Misalkan file graf1.m berada di C:\MATLAB, maka lakukan perintah cd 6) >> cd c:\matlab
7) Kemudian jalankan file graf1.m dengan cara 8) >> graf1
Fungsi M-File harus mengikuti beberapa aturan. Fungsi M-file juga mempunyai sejumlah sifat penting. Aturan-aturan dan sifat-sifat tersebut meliputi :
1) Nama fungsi dan nama file harus identik. Contohnya flipud disimpan dalam file yang bernama flipud.m
2) Pertama kali matlab mengeksekusi suatu fungsi M-file, matlab membuka file fungsi tersebut dan mengkompilasi perintah-perintah di dalamnya menjadi suatu representasi internal dalam memori yang mempercepat eksekusi untuk semua pemanggilan berikutnya.
3) Baris komentar sampai dengan baris bukan komentar yang pertama adalah teks help yang ditampilkan. Jika meminta bantuan, misalnya >>help flipud yang menampilkan 9 baris komentar pertama dari contoh di atas. Baris komentar yang paling atas disebut baris H1 yakni baris yang dicari oleh perintah lookfor.
4) Setiap fungsi memiliki ruang kerjanya sendiri yang berbeda dengan ruang kerja matlab. Satu-satunya hubungan antara ruang kerja matlab dengan variabel-variabel dalam fungsi adalah variabel-variabel input dan output fungsi.
5) Jumlah dari argument input dan output yang digunakan jika suatu fungsi dipanggil hanya ada dalam fungsi tersebut.
6) Fungsi dapat berbagi variabel dengan fungsi lain, ruang kerja matlab dan pemanggilan untuk dirinya sendiri jika variabelnya dideklarasikan sebagai variabel global.
7) Fungsi M-file berhenti dieksekusi dan kembali ke prompt jika telah mencapai akhir dari M-file atau jika menemui perintah return. Perintah return merupakan cara sederhana untuk menghentikan fungsi sebelum mencapai akhir file. Fungsi M-file dapat memuat lebih dari sebuah fungsi
c. Figure Windows
Windows ini merupakan hasil visualisasi dari script Matlab. Matlab memberikan kemudahan bagi programmer untuk mengedit windows ini sekaligus memberikan program khusus untuk itu, sehingga selain berfungsi sebagai visualisasi output yang berupa grafik juga sekaligus menjadi media input yang interaktif.
d. Simulink windows
Windows ini digunakan untuk mensimulasikan sistem kendali berdasarkan blok diagram yang telah diketahui. Untuk mengoperasikannya ketik “simulink” pada command windows [11].