Cours MATLAB et GNU Octave en PDF (Intermédiaire)

Introduction à MATLAB et GNU Octave : Ce qu'il faut savoir. MATLAB est un environnement de calcul numérique et un langage de programmation commercial, tandis que GNU Octave est son équivalent libre offrant une très forte compatibilité syntaxique et fonctionnelle. Ce document pose les bases de l'utilisation pratique (installation, manipulation de matrices, visualisation, scripts et debugging) et décrit l'écosystème Octave-Forge pour étendre les fonctionnalités. Le support est disponible en PDF et peut être obtenu gratuitement.

🎯 Ce que vous allez apprendre

• Installation et configuration d'Octave et des packages Octave-Forge — procédures d'installation sur GNU/Linux, Windows et macOS, gestion des dépendances et configuration du prologue (~/.octaverc). Vous saurez installer et maintenir des packages via pkg install -forge, utiliser mkoctfile pour les extensions natives et éviter les conflits entre dépôts systèmes et builds alternatifs.
• Workspace, environnement et gestion du path — compréhension du workspace, du journal et de l'historique, ainsi que des implications du path de recherche pour l'exécution de scripts et fonctions. Vous apprendrez à organiser un projet Octave/MATLAB, à résoudre les erreurs de chargement de fonctions et à automatiser le chargement des packages pertinents.
• Objets numériques : vecteurs, matrices, tableaux n‑D, cell arrays et structures — manipulation avancée des objets de base (séries, indexation logique, opérateurs matriciels et fonctions de réorganisation). Résultat attendu : écrire et optimiser du code vectorisé, manipuler des tableaux multicouches et structurer des données complexes pour calculs numériques et statistiques.
• Opérateurs, constantes et fonctions de base — maîtrise des opérateurs arithmétiques, relationnels et logiques, et des fonctions mathématiques et logiques courantes. Vous saurez appliquer ces primitives pour construire algorithmes numériques robustes et diagnostiquer comportements via warnings et messages d'erreur.
• Graphiques et traitement d'image — création et personnalisation de plots 2D/2D½/3D, gestion des backends (Qt, FLTK, Gnuplot) et utilisation de Handle Graphics pour manipuler objets graphiques. Vous serez capable de produire figures publiables, d'animer résultats et d'appliquer des opérations de traitement d'image basiques comme affichage, transformation et sauvegarde.
• Programmation, debugging et optimisation — rédaction de scripts et fonctions, gestion des entrées‑sorties formatées, profiling et techniques d'optimisation, génération de P‑Code et construction d'interfaces graphiques (GUI). À l'issue, vous saurez profiler un point chaud, corriger des erreurs via le débogueur intégré et publier du code réutilisable.

📑 Sommaire du document

• 0 Installation & configuration de Octave
• 1 Notions de base
• 2 Workspace, environnement, commandes OS
• 3 Constantes, opérateurs et fonctions de base
• 4 Objets : vecteurs, matrices, chaînes, tableaux n-D et cellulaires, structures
• 5 Autres notions diverses
• 6 Graphiques 2D/3D, images, animations
• 7 Programmation : éditeurs, interaction, debugging, optimisation, structures de contrôle, scripts, fonctions, entrées-sorties, GUI

💡 Pourquoi choisir ce cours ?

Le support, produit au sein de l'EPFL par Jean‑Daniel BONJOUR, établit systématiquement le parallèle entre MATLAB et GNU Octave, ce qui facilite la portabilité du code entre environnement commercial et libre. L'approche combine instructions pas à pas (installation multi‑plateforme), explications syntaxiques précises et exemples concrets utilisant Octave-Forge. La couverture va de la manipulation élémentaire de matrices à des aspects pratiques de debugging, profiling et publication de code, ce qui distingue ce document des synthèses purement théoriques.

👤 À qui s'adresse ce cours ?

• Public cible : étudiants en ingénierie et chercheurs ou techniciens en calcul scientifique qui doivent prototyper et analyser des données avec MATLAB ou GNU Octave, ou migrer des scripts entre ces environnements.
• Prérequis : notions d'algèbre linéaire (vecteurs et matrices), connaissances de base en programmation (variables, boucles, fonctions) et familiarité élémentaire avec la ligne de commande pour l'installation et la configuration.

❓ Foire Aux Questions (FAQ)

Quelle est la limite de compatibilité entre MATLAB et GNU Octave pour les toolboxes ? La grande majorité des fonctions de base et des scripts vectorisés sont compatibles, mais certains toolboxes MATLAB propriétaires et fonctions graphiques avancées peuvent différer ; le document signale explicitement les fonctionnalités propres à MATLAB ou à Octave et discute les backends graphiques Qt/FLTK/Gnuplot.

Comme installer et activer un package Octave-Forge pour tous les utilisateurs ? La méthode recommandée consiste à lancer Octave en mode super‑utilisateur (sudo octave --no-gui) et exécuter pkg install -forge nom_package ou un script d'installation groupée ; le support explique aussi la gestion des modes auto‑load et les dépendances système à installer (liboctave-dev, libnetcdf-dev, etc.).