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CENTRO!UNIVERSITÁRIO!UNA!
INSTITUTO POLITÉCNICO
1ALGORITMOS E LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO
PRÁTICAS DE LABORATÓRIO
2014/2
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1 Rafael Pinheiro Amantéa – Núcleo de Algoritmos e Lógica de Programação.
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ALGORITMOS E LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO, Manuais, Projetos, Pesquisas de Algoritmos e Programação
Existem várias abordagens para se ensinar os fundamentos do SCILAB. Este material tem como objetivo fazer uma introdução ao SCILAB do ponto de vista de um usuário da linguagem C.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
2019
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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA
INSTITUTO POLITÉCNICO
1
ALGORITMOS E LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO
PRÁTICAS DE LABORATÓRIO
(^1) Rafael Pinheiro Amantéa – Núcleo de Algoritmos e Lógica de Programação. [email protected]
Sumário
Link para download do software SCILAB http://www.scilab.org Introdução Existem várias abordagens para se ensinar os fundamentos do SCILAB. Este material tem como objetivo fazer uma introdução ao SCILAB do ponto de vista de um usuário da linguagem C. Como C/C++ e outras linguagens de programação, o SCILAB, possui operadores: aritméticos, lógicos, condicionais, repetição e outros mais. Este capítulo vai introduzir a ferramenta SCILAB e explorar os seguintes conceitos: O ambiente SCILAB Com o passar dos anos o SCILAB vêm se popularizando não apenas pela versatilidade, mas também pela sua interface, que permite um ambiente amigável e interativo em que algoritmos básicos e avançados, envolvendo cálculos e simulações podem ser facilmente executados. O SCILAB apresenta várias janelas que ajudam e permitem que todas as atividades sejam realizadas pelo usuário. As janelas possuem funções distintas e serão exemplificadas e explicadas nas seções a seguir.
A janela console SCILAB
A janela principal é chamada de console. Esta é a janela inicial onde as principais interações no SCILAB acontecem. A janela console gerencia as sub-janelas associadas a ela. Estas sub-janelas estão localizadas e visíveis junto da janela console.
Figura 1 Janela console SCILAB
Janela de comando
A janela de comando é uma sub-janela em que o usuário pode digitar comandos ou instruções a serem processadas no SCILAB. A janela de comando vai mostrar o prompt --> , sinal que simboliza que o SCILAB está pronto para receber instruções. Uma vez digitada a instrução e a tecla enter for digitada, a instrução é imediatamente executada. Figura 2 Janela de comando SCILAB.
Figura 4 Janela do editor SciNotes
Navegador de variáveis
É a sub-janela onde são carregadas, consultadas e salvas as variáveis. Figura 5 Janela navegador de variáveis Perceba na figura acima que todas as variáveis que foram criadas, foram listadas e classificadas quanto ao seu tipo, dimensão e visibilidade. Um duplo clique em cada uma destas variáveis, na janela navegador de variáveis, permitirá que você acesse o conteúdo da variável selecionada.
Navegador Ajuda
A janela ajuda permite acesso a todo o conteúdo de ajuda do SCILAB. Você pode fazer a busca por informação de ajuda por diretórios organizados por pacotes de aplicação, ou fazer uma busca por nome de comando, função ou até mesmo aplicação desejada. Para acessar o conteúdo ajuda, basta clicar no ícone da janela principal (console SCILAB). É importante salientar que o help possui a descrição de todos os comandos e trechos práticos de implementação, que podem ser copiados e colados no SciNotes e em seguida executados. Figura 6 Janela Ajuda.
Desenvolvendo arquivos .sce
Digitar um pequeno número de instruções na janela de comando pode ser fácil e conveniente. Porém o aumento do número de instruções, ou o uso aplicações mais complexas comprometem toda a praticidade e facilidade da abordagem utilizando o prompt de comando ( --> ). Uma maneira mais adequada é descrever estas instruções em um “arquivo texto”, onde a edição é mais simples e depois solicitar ao SCILAB para carregar este arquivo e executar estas instruções como se estivessem sido digitadas na janela de
O campo texto pode ser qualquer caracter, texto, equação ou uma informação qualquer. A impressão do valor de uma variável pode ser feita por meio da escolha do formato do tipo de dado seguido pelo nome da variável. Veja o exemplo: mprintf(“O valor da pressão calculada é %5.3f. \n”,pressao) O formato de uso deste comando é semelhante ao formato utilizado para o comando printf em C. No exemplo acima, o especificador de formato é %5.3f. Podemos interpretar este especificador como sendo:
- % à Deve ser incluído toda vez que se deseja especificar o formato de uma variável.
- Tamanho (5 ou qualquer número) à Esta parte do comando é opcional e indica o tamanho total do valor mostrado, incluindo o ponto decimal.
- Precisão (3 ou qualquer número) à Define a quantidade de casas decimais que serão mostradas na saída.
- Tipo de dado ( d,f,e,g,c,s ) à Este tipo de informação é necessária e as letras indicam o tipo de dado da variável como indicado na tabela a seguir: Tabela 1 Tipos de especificadores Especificador Saída %d (^) Inteiro %f (^) Real %e (^) Exponencial %g (^) Menor formato possível %c (^) Caractere %s (^) String
Tabela 2 Caracteres de controle Caracteres Significado \b (^) backspace \n (^) Nova linha \t (^) Tab \ (^) Mostrar o caractere
%% (^) Mostrar o caractere % Uma alternativa para mostrar mensagens no prompt de comando é o comando disp(),ao contrário do comando mprintf() ele não permite que valores de variáveis sejam mostrados conjugados com mensagens na tela. Ao optar pelo comando disp(),você deverá optar por mostrar a mensagem ou o valor da variável, apenas um por comando. Veja no exemplo a seguir: disp(“ A temperatura medida no motor é de 25 graus “)
Comandos de entrada
O comando de entrada de dados utilizado no SCILAB é o comando input(). Este comando permite que mensagens de texto sejam utilizadas para indicar a entrada de valores para uma variável indicada. Veja um exemplo: temperatura=input(“Digite a temperatura de ajuste do forno: ”) Após digitado um valor pelo usuário, este valor será atribuído à variável temperatura.
Operadores
Após atribuir valores por meio do comando input() , o próximo passo é então processar os valores por meio das seguintes opções de operadores.
Tabela 5 Operadores lógicos Símbolo Significado & Operador e | Operador ou ~ Negação Para saber mais sobre a implementação de funções complexas (números complexos), exponenciais (raiz quadrada e logaritmos), trigonométricas (seno, cosseno, tangente), etc; vá até o menu ajuda e consulte como é feito o uso da função de sua necessidade. Veja como é fácil: Exemplo de como utilizar o ajuda em busca de uma função desconhecida “ Eu gostaria de saber como eu faço para implementar o seno de um número e a raiz quadrada de um número” Passo 1: Vá até a janela principal do SCILAB e clique no botão ajuda Passo 2: Na janela que se abrir você visualizará à esquerda da janela de ajuda o seguinte menu de opções.
Figura 7 Pacotes de funções específicas do menu ajuda. Passo 3: Escolha a pasta Funções Elementares****. Você deverá visualizar as novas opções de funções como na figura a seguir. Observe que você terá um conjunto de funções relacionadas para diversos conteúdos como: números complexos, funções exponenciais, operações com matrizes, ordenação e procura de valores, trigonometria, etc.
Figura 9 Tela de ajuda para a função seno. A janela apresentada na figura 9, possui informações do tipo nome, sequência de chamamento, parâmetros, descrição e exemplos que podem ser copiados, colados e executados no scinote. Passo 5: Para calcular o seno de um número ou uma variável a partir das informações encontradas no menu ajuda, devemos então executar o seguinte comando: y = sin(x); Passo 6: Se executarmos os passos de 1 a 3 e selecionarmos a pasta exponencial vamos chegar a seguinte informação para calcular a raiz quadrada de um número. y = sqrt(x);
1. ESTRUTURA SEQUENCIAL Chegou a hora de tentarmos apresentar alguns exemplos e desenvolver pequenos programas aplicando o que vimos anteriormente. Veja o exemplo 1.1 : Desenvolva um programa que realize a soma entre dois números
1 clear;
2 clc;
3 mprintf("Entre com dois numeros. \n");
4 num1 = input(" Primeiro numero: ");
5 num2 = input(" Segundo numero: ");
6 soma = num1 + num2;
7 mprintf("\n O resultado da soma é %f ",soma);
Linha 1: O comando clear limpa a memória do sistema. Linha 2: O comando clc limpa a janela de saída do SCILAB. Linhas 3 Mensagem para digitar 2 números Linhas 4 e 5 : A função input() solicita dois valores ao usuário e armazena os valores nas variáveis num1 e num. Linha 6 : As duas variáveis são processadas utilizando o sinal + para realizar a soma gerando um resultado, o qual é armazenado na variável soma. Linha 7 : O comando mprintf() mostra a mensagem de saída e o valor da variável soma. Comentários: Uma prática comum na programação em softwares de computação científica é a utilização dos comandos clear e clc. Aconselhamos a você a sempre utilizar esses dois comandos ao iniciar um novo programa!
Exercícios – estrutura sequencial:
Exercício 1. Determine se cada um dos exemplos é verdadeiro ou falso. Se falso explique por quê. a) Os comentários fazem com que o computador imprima o texto depois de // na tela quando o programa executa. b) O SCILAB considera que as variáveis numero e NuMeRo são idênticas. c) Os operadores aritméticos * , / , + e – têm todos, o mesmo nível de precedência. Exercício 2 Escreva instruções para cada uma das tarefas a seguir: a) Solicite que o usuário digite um número. b) Inserir um inteiro e atribuir o valor à variável valor. c) Mostrar na tela “Este é um programa em SCILAB”. Exercício 3 Escreva instruções ou comentários que realizam cada uma das tarefas a seguir. a) Solicite ao usuário que leia um número e o armazene-o na variável x. b) Solicite ao usuário que leia um numero e armazene-o na variável y. c) Solicite ao usuário que leia um numero inteiro e armazene-o na variável z. d) Compute o produto dos três inteiros contidos nas variáveis x, y e z e atribua à variável produto. e) Exiba a mensagem “O produto das três números é” seguida pelo valor da variável produto. Exercício 4. Faça um programa que solicite como entrada um valor de temperatura em graus Celsius ( o C). Após realizada a entrada faça a conversão da temperatura para Kelvin (K). Após realizada a conversão mostre na saída do seu programa a temperatura em Kelvin e a temperatura
em graus Celsius. Para realizar a conversão utilize a relação: K = °C + 273,15; Veja um exemplo de como pode ser feita a saída do seu programa! Figura 10 Solução exercício 1 Exercício 5: É hora de dar mais um passo a frente. Com base no seu programa anterior, acrescente a ele a conversão da temperatura em graus Celsius para Kelvin e graus Celsius para grau Fahrenheit. Mantenha o mesmo padrão de saída sugerido, acrescentando a conversão para graus Fahrenheit. Para realizar a conversão utilize a relação: K = °C + 273,15; °F = °C × 1,8 + 32 Exercício 6: Adaptado de Holloway e Holloway (2006). Suponha que a altura h(t) de uma bola seja dada pela seguinte função; h ( t ) = v 0 t − gt 2 2 em que: V 0 é a velocidade inicial da bola em metros por segundo (m/s); t é o tempo em segundos (s); g é a gravidade da terra = 9,81 m/s^2