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Aula de introdução ao Scilab.

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Aula01 Aula01 Presentation Transcript

  • Introdução ao Scilab Yuri Tavares dos Passos Joel Alves de Oliveira
  • Objetivos ● Introdução da ferramenta Scilab para interpretação de algoritmos ● Conceitos básicos da linguagem de programação Scilab
  • Scilab ● O Scilab é um software científico para computação numérica e prototipação – Semelhante ao Matlab – Gratuito ● Disponível em http://www.scilab.org/ – Linux, Window e Mac. View slide
  • Scilab View slide
  • Scilab
  • Scilab ● Além de exibição de gráficos e comandos também pode ser usado para escrita de algoritmos. ● Para abrir o editor de algoritmos, clique no ícone do SciNotes
  • Scilab
  • Ajuda no Scilab ● Clicando no ícone de ajuda, é possível procurar um termo para consulta sobre seus comandos. ● Apertando F1 também.
  • Ajuda no Scilab
  • Scilab ● Usado para análise numéricas ● Algoritmos complexos podem ser implementados rapidamente ● Pode adicionar programas escritos em outras linguagens – Fortran, C, C++, Java
  • Scilab ● Existem ferramentas embutidas no Scilab para: – gráficos 2D e 3D, animação. – Álgebra linear, matrizes esparsas – Polinômios e funções racionais – Interpolação, aproximação – Simulação: resolvedor de sistemas de equações diferenciais explícitos e implícitos.
  • Scilab ● Ferramentas: – Scicos: modelador e simulador de sistemas dinâmicos híbridos. – Processamento de sinais. – Grafos e Redes. – Estatística – entre outros
  • Scilab ● Sintaxe da sua linguagem é baseada no Matlab. – Matlab é pago ● Por ser interpretado, sua execução é mais lenta que um programa equivalente compilado.
  • Scilab ● Os modos de execução no Scilab que veremos: – Linha de comando ● Tela principal – Scripts de execução ● Usando o SciNotes
  • Linha de comando ● Comandos isolados podem ser usados no intepretador de comandos do Scilab
  • Linha de comando ● Exemplo 1 – 5+5
  • Linha de comando ● Exemplo 2 – -90 / (4*87)
  • Linha de comando ● Exemplo 3 – 4^6
  • Linha de comando ● Se for colocado um ponto-e-vírgula (;) após um comando, não é escrito o resultado após sua execução. – Vejamos os exemplos anteriores.
  • Script de execução ● O script de execução é um arquivo que possui sequências de comandos que serão executadas sequencialmente pela linha de comando do Scilab. ● É possível usar comandos de seleçao e de repetição dentro destes scripts para escrever algoritmos estruturados. – Objetivo desta segunda unidade.
  • Script de execução
  • Script de execução ● Para salvar seu arquivo, clique no botão ● Escolha o diretório e salve com a extensão SCE.
  • Script de execução ● Para executar um script no Scilab, salve o seu arquivo em algum diretório e aperte no ícone:
  • Script de execução ● Também pode executar pela linha de comando com o comando exec. exec(<arquivo>,<modo>) ● onde <arquivo> é a localização do arquivo de script entre aspas (") ou apóstrofos ('). <modo> é um número inteiro, que indica o modo de execução
  • Script de execução ● Modos: – -1: Não exibe os valores das variáveis enquanto executa – 0: valor padrão, utilizando as configurações padrão – 1: exibe a execução entre cada comando – 2 : prompt --> é impresso – 3 : ecos + prompts – 4 : pára antes de cada prompt. A execução retorna após cada ENTER. – 7 : paradas + prompts + ecos : útil para demos.
  • Script de execução ● Exemplo 1 – Assuma uso no Linux e que seu script se chama aula01_1.sce e está no diretório /home/yuri/Desktop/aulas/ufs/ICC/aula/codig os/ ● exec('/home/yuri/Desktop/aulas/ufs/ICC/aula/codigos /aula01_1.sce', -1) – Com o modo igual a -1, nada será impresso enquanto executa
  • Script de execução ● Exemplo 2 – Assuma que esteja usando o Windows, o arquivo se chama teste.sce e se localiza no diretório C:UsersYuriDesktop ● exec('C:UsersYuriDesktopteste.sce', 7) – Com o modo igual a 7, a cad comando você deverá apertar ENTER
  • Variáveis ● Variáveis podem ser criadas sem declaração prévia. ● Através da atribuição de valores, o Scilab descobre o tipo da variável.
  • Variáveis ● Os nomes de variáveis (também conhecidos por identificadores) devem seguir as seguintes regras: – Nomes de variáveis começam com uma letra seguido de letras, algarismos ou sublinhados. – Caracteres especiais não são permitidos. ● #, $, &, %, ?, !, @, <, ~, etc; – Caracteres acentuados não são permitidos;
  • Variáveis ● Regras para formação de identificadores (continuação): – Nomes de variáveis são sensíveis a maiúsculas e minúsculas. ● Por exemplo, a variável Alpha é diferente das variáveis ALPHA, alpha e AlPhA.
  • Variáveis ● De acordo com estas regras, quais destas são válidas? Alpha B1 A/B nota[1] B2 b1 ALPHA A1 B23 matricula notas 5B MEDIA 1b X@Z cor_do_objeto X bg
  • Variáveis ● De acordo com estas regras, quais destas são válidas? Alpha B1 A/B nota[1] B2 b1 ALPHA A1 B23 matricula notas 5B MEDIA 1b X@Z cor_do_objeto X bg
  • Tipos de variáveis básicas ● Números – Podem ser valores numéricos, sejam inteiros, reais ou complexos. – Números complexos podem ser utilizados usando-se %i para parte imaginária. ● Exemplos A = 2 B = 3.14 C = 3 + 5*%i
  • Tipos de variáveis básicas ● Texto – Podem ser utilizados usando-se aspas (") ou apóstrofo (') ● Exemplos Frase = "Estamos aprendendo Scilab." msg = 'Hello, world.'
  • Tipos de variáveis básicas ● Lógicos – Valores verdadeiros são representados por %t ou %T e falsos por %f ou %F. ● Exemplo achou = %t presente = %T esta_confuso = %f eh_feriado = %F
  • Tipos de variáveis ● Uma variável muda seu tipo ao ser-lhe atribuída um valor de tipo diferente. ● Exemplo: A = 4 A = "ola"
  • Operações com strings ● O operador '+' pode ser usado para concatenar duas strings. ● Exemplo 1: – 'Rio' + ' de ' + 'Janeiro' = "Rio de Janeiro" ● Exemplo 2: – "Jo" + "ão " + " Silva" = "João Silva"
  • Operações com strings ● Exemplo 3: – A = 'Olá' – B = ', humanos.' – A + B = 'Olá, humanos.' ● Exemplo 4: – Nome = "André" – Sobrenome = "Santos" – Nome + ' ' + Sobrenome = "André Santos"
  • Operações com strings ● É possível converter números para texto usando o comando string ● Sintaxe: – string(<expressão>) ● Exemplos – S = string(9) – Suponha a = 14. S = string(a) retorna “14”.
  • Operações aritméticas ● Os operadores aritméticos em Scilab são: ● A precedência é a mesma da usada nos algoritmos, podendo ser alterada através do uso de parênteses Operação Símbolo Descrição Adição + Realiza a soma entre dois operandos Subtração - Realiza a subtração entre dois operandos Multiplicação * Realiza a mutiplicação entre dois operandos Divisão / Realiza a divisão entre dois operandos Potenciação ^ Retorna o resultado de uma base elevada ao seu expoente
  • Operações aritméticas ● Exemplos – 2 * pi * raio – ( n1 + n2 + n3 ) / 3 – 0.9 + 4 ^ 3 + 5 * 8
  • Operações relacionais ● São utilizados para construção de expressões cuja avaliação retorna %t ou %f. Relação Operador Exemplo Descrição Igual == a == b Verifica se a é igual a b Diferente ~= a ~= b Verifica se a é diferente de b Maior > a > b Verifica se a é maior que b Menor < a < b Verifica se a é menor que b Maior ou Igual >= a >= b Verifica se a é maior ou igual a b Menor ou Igual <= a <= b Verifica se a é menor ou igual a b
  • Exemplos ● altura > 1.9 ● idade < 10 ● faltas == 0 ● media ~= 6.0 ● salario >= 800.00 ● valor <= 100
  • Operações lógicas ● Operações capazes de conectar duas operações relacionais ou lógicas e retornar um valor lógico. Operação Resultado & Será verdadeiro (%T), quando todos os operandos forem verdadeiro, caso contrário será falso (%F) | Será verdadeiro (%T), quando todos os operandos forem verdadeiro, caso contrário será falso (%F) ~ Inverte o valor da expressão lógica (verdadeiro passa a ser falso e falso passa a ser verdadeiro)
  • Operações lógicas ● Tabelas-verdades p q p & q V V V V F F F V F F F F p q p | q V V V V F V F V V F F F p ~p V F F V
  • Operações lógicas ● Precedência ( ) → ~ → & → | ● Exemplos – ~( a > b ) & ( c <= d ) – ( a == b ) | ( c ~= d )
  • Algumas funções
  • Atribuição ● Comando para atribuit valores a variáveis. ● Utilza-se = ● Exemplos – A = 2 – B = 'Olá' – C = sqrt(2)
  • Atribuição
  • Atribuição
  • Comando de leitura ● Usa-se o comando input ● Sintaxe para números – <Variável> = input(<Texto para exibição>) ● Sintaxe para texto – <Variável> = input(<Texto para exibição>,"s")
  • Comando de leitura ● Exemplo
  • Comando de leitura ● Usa-se também o comando read para ler valores para variáveis. ● Sintaxe para números: – <Variável> = read(%io(1),1,1) ● Sintaxe para texto – <Variável> = read(%io(1),1,1,'(a)')
  • Comando de leitura ● Exemplo
  • Comando de leitura ● Exemplo
  • Comando de impressão ● Para impressão na tela de informações pode-se utilizar o comando disp. ● Sintaxe: – disp(<variável>) – disp(<variável 1>, <variável 2>, …, <variável n>) ● OBS: ao utilizar várias variáveis, a ordem de impressão será invertida.
  • Comando de impressão ● Exemplo
  • Comando de impressão ● Também pode ser feito com o comando write. ● Sintaxe: – write(%io(2),<Variável>) ● OBS: O comando write aceita somente uma variável.
  • Comando de impressão ● Exemplo
  • Comando de impressão ● Outro comando para impressão é o printf. ● O printf vem da linguagem C e seu uso é idêntico. ● O comando printf() possui 1 ou mais argumentos. – O primeiro argumento é um texto. – Os demais argumentos são opcionais e representam expressões.
  • Comando de impressão ● Com um argumento podemos apenas escrever frases. ● Exemplos: – printf("Olá, mundo!") – printf("Olá, mundo!n") – printf("1n2n3n4")
  • Comando de impressão ● Para escrevermos os valores das variáveis com printf, deve-se utilizar os argumentos opcionais, de tal forma que cada argumento corresponde a aparição da variável na frase que será escrita. ● Além disso, é necessário especificar a posição na frase em que a variável irá aparecer e o tipo de variável.
  • Comando de impressão ● Existem várias especificações de tipos que podem ser impressos pelo printf. Apenas os mais usuais serão mostrados a seguir.
  • Comando de impressão ● %i ou %d: números inteiros decimais. ● %x, %X: números inteiros hexadecimais com letras minúsculas e letras maíusculas, respectivamente. ● %f: números reais. ● %e, %E: representa em notação científica com e ou E, respectivamente.
  • Comando de escrita (impressão) ● %g: Usa a menor versão entre %f e %e. ● %G: Usa a menor versão entre %f e %E. ● %s: frases literais armazenadas em variáveis para texto
  • Comando de impressão ● Exemplos – printf("O valor é %f.", %pi) ● O valor é 3.1415 – printf("O valor é %e.", 186000000000000) ● O valor é 1.860000e+14. – printf("O valor é %E.", 186000000000000) ● O valor é 1.860000E+14.
  • Comando de impressão ● Exemplos – printf("Dois valores são %g e %g.", %pi,93000000.0); ● Dois valores são 3.14159 e 9.3e+07. – printf("Dois valores são %G e %G.", %pi,93000000.0); ● Dois valores são 3.14159 e 9.3E+07.
  • Exercícios ● Elaborar um programa que receba a idade de uma pessoa em número de anos, calcule e escreva essa idade em meses, dias, horas e minutos. ● Elaborar um programa para calcular a diferença de preços de um determinado produto, comparando os preços de compra atual e anterior. O programa deve obter os preços atual e anterior e exibir a diferença algébrica e de percentual dos preços.
  • Exercícios ● Escrever um programa para efetuar o cálculo da quantidade de litros de combustível gastos em uma viagem, sabendo-se que o veículo faz 9 km/litro. O usuário informará a velocidade média e o tempo despendido na viagem. (Obter o tempo em horas e minutos, em separado). O programa deve apresentar a distância percorrida e a quantidade de litros gastos. ● Dados os comprimentos dos catetos de um triângulo retângulo, preparar um programa para determinar e imprimir o comprimento da hipotenusa.
  • Exercícios ● Elaborar um programa para calcular a área de um círculo, obtendo como entrada a medida do raio(r). A fórmula da área é π*r2. ● Em certa disciplina, a nota média do aluno é calculada com base em três provas. A primeira prova tem peso 3, a segunda tem peso 3 e a terceira tem peso 4.  Fazer um programa para calcular e apresentar a nota média, tendo como dados de entrada o nome do aluno e as notas referentes as três provas e como saída o nome e a média calculada.