R в значительном количестве случаев может вполне эффективно заменить матлаб. А в некоторых случаях - и с гораздо большей эффективностью (с разницей по времени выполнения порой в несколько порядков). Например, при кластеризации данных. Но для работы с матрицами (например, для обратной свертки с регуляризацией) мне матлаб банально привычнее.

По большому счету я мог бы сделать перечисленное выше (поточная обработка данных с помощью скриптов, создание сложных многослойных графиков, любой вид линейной/нелинейной аппроксимации в скриптовом исполнении, пригодном для поточной обработки) в любом из указанных программных средств - все, за исключением компилляции. С другой стороны, иногда дешевле купить несколько дополнитльных лицензий на софтину, чем платить за разработку отдельного исполнимого модуля. У меня, к примеру, недешевый Origin Pro, с помощью которого я сделал проект для анализа производственных процессов, не требующий знания Ориджина как такового - весь интерфейс (достаточно развитый, надо отметить) полностью сбацан в графическом окне. А остальным юзерам выдают самую обычную "бюджетную" версию (не-Pro), и большего им и не надо - они все равно в Ориджине мало что умеют. В результате скорость "разработки" и гибкость чрезвычайно высокие - я могу оперативно вносить изменения и дополнения в соответствии с чаяниями юзеров. Есть подобные возможности и в R, но там веб-технологии, а я их почему-то категорически не люблю.