
ماتلاب
البرمجة وتمثيل وتحليل البيانات باستخدام ماتلاب
ماذا ستتعلم؟
- تثبيت ماتلاب وكتابة الأوامر
- إجراء العمليات الأساسية على المصفوفات
- حل المعادلات الخطية
- استخدام تدفق التحكم
- بناء المعطيات وتمثيلها بيانيا
- معالجة الصور وإزالة الضجيج
- معالجة الإشارة الصوتية
- استخدام تحويل فوريير والفلاتر
- تطبيق الاحتمالات واختبار الفرضيات
عن الدورة
يشرح هذا الكورس البرمجة وتحليل البيانات وتمثيلها باستخدام ماتلاب Matlab، وهي لغة يستخدمها المهندسون والعلماء في الحسابات والأبحاث. تبدأ بمعرفة ما هو ماتلاب وكيف يتم تثبيته وطريقة كتابة الأوامر، ثم العمليات الأساسية على المصفوفات والتوابع والثوابت وحل المعادلات الخطية، وتدفق التحكم مثل If وelse وWhile وFor. بعد ذلك تتعلم بناء المعطيات والتمثيل البياني والرسوم الفرعية والثلاثية الأبعاد. ثم تعمل على معالجة الصور وإزالة الضجيج واكتشاف الحواف، ومعالجة الصوت وتحويل فوريير وفلاتر التمرير المرتفع والمنخفض وحزمة السماح وحزمة المنع. وفي الجزء الأخير تتعلم الاحتمالات والقيم العشوائية وتوابع الكثافة والتوزيع واختبار الفرضيات. ينفع الكورس طلاب الهندسة والعلوم والباحثين، ولا يشترط خبرة سابقة بالبرمجة. وبعده ستكون قادرا على كتابة برامج ماتلاب وتحليل البيانات ورسمها ومعالجة الصور والصوت. الشرح بالعربية ومع أمثلة تطبيقية على الصور والصوت والبيانات، فتفهم الفكرة وتجربها بنفسك.
نتائج متوقعة من الدورة
- إتقان البرمجة باستخدام ماتلاب.
- التعامل مع المعطيات وتحليلها بشكل احترافي.
- تصميم رسوم بيانية تحليلية متقدمة.
- تطبيق أدوات ماتلاب لمعالجة البيانات وتحليلها.
تقييمات المتدربين
محتوى الدورة
1البرمجة وتمثيل البيانات باستخدام ماتلاب - Matlab
6 درس
- ما هو ماتلاب وكيف يتم تثبيته؟يعرف MATLAB بأنه منصة برمجية وحسابية لمختبر المصفوفات تتعامل مع كل متغير كمصفوفة، ويذكر مجالات استخدامه، ثم يشرح تحميل البرنامج وتثبيته من ملف ISO.14:07
- مقدمة إلى ماتلاب وطريقة كتابة الأوامريعرف بيئة MATLAB ونوافذها مثل المجلد الحالي ونافذة الأوامر ومساحة العمل، ويشرح كتابة الأوامر وتخزين المتغيرات والنصوص وحفظ مساحة العمل وتحميلها، مع مثال رسم دالة الجيب بـ linspace وplot.15:30
- العمليات الأساسية على المصفوفاتيشرح العمليات الأساسية على المصفوفات فى MATLAB: الجمع والطرح والضرب وشروطه، والوصول للعناصر بالفهرس، وأسبقية العمليات، والعمليات عنصرا بعنصر، والجداء الداخلى والخارجى والتقاطعى للأشعة.18:44
- التوابع والثوابت Functions and Constantsيشرح التوابع والثوابت فى MATLAB مثل ans وpi وi وj وInf وNaN، ودوال مثل sqrt والجذور السالبة والمصفوفة الواحدية eye، وكيفية كتابة دالة خاصة وحفظها واستدعائها على مصفوفة كاملة.19:25
- حل المعادلات الخطية في ماتلابيشرح حل المعادلات الخطية فى MATLAB بتمثيلها بمصفوفات، وحساب المحدد ونظير المصفوفة لإيجاد الحل، والقيم الذاتية والأشعة الذاتية، والتابع norm لقياس طول الأشعة.18:13
- تدفق التحكم في ماتلاب (If/else, While, For)يشرح بنى تدفق التحكم فى MATLAB: التدفق التسلسلى والاختيارى والتكرارى، وأوامر if/else وحلقتى for وwhile مع أمثلة عملية، والتنفيذ المتوازى للمهام القابلة للتقسيم.18:44
2بناء المعطيات
5 درس
- بناء المعطيات في ماتلاب Data Structuresيشرح بنى المعطيات فى MATLAB: المصفوفة والشعاع والسكالر، ثم struct وcell وtable، وكيفية تعريف الحقول وتداخل البنى بعضها داخل بعض، مع الأمرين whos وclass.15:53
- التمثيل البياني في ماتلاب Data Plottingيشرح التمثيل البيانى ثنائى الأبعاد فى MATLAB بالتابع plot، وتوليد المجال بـ linspace، وتنسيق الخطوط والعلامات وحفظ الشكل كصورة، وتقسيم الشكل إلى رسوم متعددة بـ tiledlayout.17:05
- خرائط ورسوم بيانية مناسبة لتحليل المعطياتيشرح مخططات مفيدة لتحليل المعطيات فى MATLAB: الأعمدة bar، والهيستوغرام، والقرص pie مع التسميات وإبراز قطعة، والمقارنة بين plot وscatter لعرض النقاط المفردة.11:39
- حفظ وتحميل المعطياتيشرح استيراد المعطيات وتصديرها فى MATLAB: قراءة وكتابة ملفات Excel بـ xlsread وxlswrite وملفات CSV بـ csvread وcsvwrite، وحفظ مساحة العمل وتحميلها بملفات MAT بالأمرين save وload.8:31
- الرسوم البيانية الفرعية والتمثيل ثلاثي الأبعاديشرح الرسوم البيانية الفرعية بالتابع subplot كبديل أسهل من tiledlayout، ثم التمثيل ثلاثى الأبعاد باستخدام meshgrid وsurf وcontour لعرض قيم Z لكل نقطة X وY.7:41
3معالجة وتحليل الصوت فى ماتلاب
8 درس
- الصوت Soundيشرح الصوت نظريا كموجة طولية وتحويله إلى إشارة رقمية بأخذ العينات والتكميم، ثم قراءة ملف صوتى فى MATLAB بالأمر audioread وتشغيله بالتابع sound.9:28
- معالجة الإشارة الصوتيةيشرح معالجة الإشارة الصوتية فى MATLAB: قراءة العينات وتردد أخذ العينات، وحساب مدة المقطع، وقلب القناتين، وعكس الصوت، وكتابة ملف صوتى، وتقليل العينات بـ downsample وتأثيره على السرعة.9:18
- تحويل فوريير Fourier Transformيشرح تحويل فورييه كفكرة تعتبر كل إشارة مجموعة إشارات جيبية بترددات وسعات مختلفة وتنقلها من المجال الزمنى إلى الترددى، ثم يطبقه فى MATLAB بالتابع FFT ويفرق بين الجزء الحقيقى والتخيلى.23:51
- دراسة تحويل فوريير للإشارة الجيبيةيدرس تحويل فورييه لإشارة جيبية بالتابع FFT، ثم تحويل فورييه للزمن القصير والسبيكتروجرام لمعرفة تغير الترددات عبر الزمن لإشارة ترددها يزداد خطيا، وأثر حجم النافذة.14:35
- فلتر التمرير المرتفع High Pass Filter (HPF)يشرح الفلاتر الصوتية وفلتر التمرير المرتفع الذي يخمد الترددات الأقل من تردد القطع، وبناءه فى MATLAB بالتابع fir1، وتصوره بأداة Filter Visualization Tool، وأثر تغيير تردد القطع على الإشارة.20:47
- فلتر التمرير المنخفض Low Pass Filter (LPF)يشرح فلتر التمرير المنخفض الذي يمرر الترددات الأقل من تردد القطع ويخمد الأعلى منها، وبناءه بـ fir1، وتطبيقه بالتابع filter على إشارة صوتية، ومقارنة الإشارة قبل الفلترة وبعدها.8:52
- فلتر حزمة السماح Band Pass Filter (BPF)يشرح فلتر حزمة السماح الذي يمرر نطاقا بين ترددين ويخمد ما عداه، وبناءه بـ fir1 مع تحديد درجة الفلتر والمجال، ومعاينته وتطبيقه بالتابع filter ومقارنة الإشارة قبل الفلترة وبعدها.8:10
- فلتر حزمة المنع Band Stop Filter (BSF)يشرح فلتر حزمة المنع الذي يحجب نطاقا بين ترددين ويمرر الباقى، ويبنيه بـ fir1 مع الخيار stop ويطبقه على صوت، ويقارن الإشارة قبل الفلترة وبعدها وأثر تغيير حزمة المنع.9:27
4معالجة وتحليل الصور فى ماتلاب
4 درس
- الصور Imagesيشرح تمثيل الصورة فى MATLAB كثلاث مصفوفات للألوان الأحمر والأخضر والأزرق RGB لكل بيكسل، وتدرجات الرمادى، وقراءة الصورة وعرضها بـ imshow وحفظها بصيغ مختلفة.15:37
- بعض العمليات على الصوريشرح عمليات أساسية على الصور فى MATLAB: القراءة بـ imread والعرض بـ imshow، وقلب الصورة رأسيا وأفقيا، وعرض عدة صور بـ imtile، وفصل مكونات الألوان الأحمر والأخضر والأزرق وعرض كل لون وحده.7:39
- التابع الغاوصي وإزالة الضجيج من الصورة (تغبيش الصورة)يشرح فلترة الصور بفلتر ثنائى الأبعاد يعتمد على عملية الطى، ويبنى فلترا غاوسيا من التوزيع الطبيعى لمتغيرين لتغبيش الصورة فى MATLAB، ويقارن الصورة الأصلية والمغبشة بـ imtile.21:43
- إزالة عدة أنواع من الضجيج واكتشاف حواف الصورةيشرح أنواع ضجيج الصور مثل الملح والفلفل والضجيج اللطخى، وفلاتر إزالته الخطى والمتوسط والوسيط والتكيفى، ومقارنة نتائجها، ثم اكتشاف حواف الصورة بخوارزميتى Sobel وCanny.21:00
5الاحتمالات
5 درس
- الاحتمالات في ماتلابيقدم الاحتمالات فى MATLAB: حساب نسبة حدوث قيمة داخل سلسلة أعداد، والأحداث المتنافية والمستقلة، ورسم الهيستوغرام، وحساب احتمال أحداث مثل كون العدد زوجيا.15:45
- القيم العشوائية المأخوذة من توزيعات احتماليةيشرح التوزيعات الاحتمالية وأخذ قيم عشوائية منها فى MATLAB بالتوابع randi وrand وrandn، ورسم الهيستوغرام، ومحاكاة رمى عملة غير عادلة بدالة خاصة وتقدير توزيعها.11:07
- معضلة عيد الميلاد The Birthday Paradoxيشرح معضلة عيد الميلاد فى الاحتمالات: احتمال أن يتشارك شخصان على الأقل نفس يوم الميلاد فى مجموعة صغيرة، ويحسبه فى MATLAB بالحدث المتمم، ويفسر لماذا تبدو النتيجة مخالفة للحدس.19:50
- تابع الكثافة الاحتمالية وتابع التوزيع التراكمي PDF & CDFيشرح الفرق بين المتغيرات المستمرة والمتقطعة، وتابع الكثافة الاحتمالية PDF وتابع التوزيع التراكمى CDF، والتوزيع الطبيعى وأثر الانحراف المعيارى، وحساب المتوسط والتباين فى MATLAB.18:28
- اختبار الفرضيات Testing Hypothesesيشرح اختبار الفرضيات للتحقق من خضوع بيانات لتوزيع طبيعي، بالفرضية العدمية والبديلة وقيمة الأرجحية، ويطبق اختبارات مثل Jarque-Bera وKolmogorov-Smirnov واختبار العينتين فى MATLAB.11:59
6الملحقات
1 ملحقات
- تحميل الملحقات
المحاضر

د.م./محمود أحمد



