INTRODUÇÃO
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INTRODUÇÃO
THOBER CORADI DETOFENO, MSC.
Aula 01
JOINVILLE2015
Universidade do Estado de Santa Catarina – CCT/UDESC
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Mestre em Métodos Numéricos pela UFPR com formação superior em Ciência da Computação pela UDESC. Com mais de 15 anos de experiência profissional atuando como programador, analista de sistemas, consultor e professor.
Apresentação
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03/08 - Aula 01 - Introdução 10/08 - Aula 02 - Introdução ao SciLab 17/08 - Aula 03 - Vetores e Matrizes 24/08 - Aula 04 - Gráficos31/08 - Aula 05 – Arquivos de Scripts14/09 - Aula 06 – Comandos do Scilab 21/09 - Aula 07 – Comandos do Scilab28/09 - Aula 08 – Revisar05/10 - Aula 09 - 1ª Prova
13/10 - Aula 10 - Programação no Scilab (duas turmas)19/10 - Aula 11 - Programação no Scilab26/10 - Aula 12 - Programação no Scilab
03/11 - Aula 13 - Programação no Scilab (duas turmas)09/11 - Aula 14 - Programação no Scilab16/11 - Aula 15 - Programação no Scilab23/11 - Aula 16 - Simulação30/11 - Aula 17 - Revisão07/12 - Aula 18 - 2ª Prova
14/12 – Exame para as duas turmas
CalendárioTurma A – Segunda Turma B – Terça
04/08 - Aula 01 - Introdução 18/08 - Aula 02 - Introdução ao SciLab 25/08 - Aula 03 - Vetores e Matrizes 01/09 - Aula 04 - Gráficos08/09 - Aula 05 – Arquivos de Scripts15/09 - Aula 06 – Comandos do Scilab 22/09 - Aula 07 – Comandos do Scilab29/09 - Aula 08 – Revisar06/10 - Aula 09 - 1ª Prova
20/10 - Aula 11 - Programação no Scilab27/10 - Aula 12 - Programação no Scilab
10/11 - Aula 14 - Programação no Scilab17/11 - Aula 15 - Programação no Scilab24/11 - Aula 16 - Simulação01/12 - Aula 17 - Revisão08/12 - Aula 18 - 2ª Prova
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• 1º Bimestre– Prova Escrita
• 2º Bimestre– Prova Escrita
• Nota Final = (1ª Prova + 2ª Prova )/2
Método de Avaliação
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Cronograma1. Objetivos2. Introdução3. Computação simbólica4. Sistemas de Computação Algébrica5. Ferramentas de computação algébrica e simbólica6. Scilab7. Conclusão8. Exercícios9. Bibliografia
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Objetivos
• Apresentar as principais características e conceitos das ferramentas de computação algébrica e simbólica;
• Conhecer o sistema Scilab como ferramenta para resolver problemas
numéricos na Engenharia;• Desenvolver um exemplo no Scilab;
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• As aplicações que envolvem a programação e matemática tem por objetivo adquirir o conhecimento tanto na matemática como na programação. A aprendizagem de conceitos de programação e algoritmos envolve a aquisição de alguns conhecimentos e habilidades específicas, dentre eles pode-se citar:– aspectos relacionados com sintaxe: regras de escrita dos programadas;– semântica: significado de comandos; – estratégias para decomposição: dividir um problema grande em subproblemas
menores;– estratégias para composição: união e comunicação entre diferentes partes de
um programa;– conhecimento pragmático: usar recursos básicos do sistema;– escolha da metodologia de desenvolvimento;– capacidade de adaptar soluções conhecidas para a resolução de novos
problemas e – capacidade de entender o que a memória do computador faz durante a
execução de um programa .(Direne e Pimentel, 1998)
Introdução
Para ter um maior aproveitamento deste assunto, recomendo que deve ser estudado após o conteúdo de Programação em C, no qual o aluno está familiarizado com os conceitos básicos de algoritmo e de programação.
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• Os ambientes das ferramentas de computação algébrica e simbólica são utilizados com o intuito de estimular e facilitar o aprendizado tornando mais atrativo o estudo e entendimento dos principais métodos de Cálculo Numérico.
• Em todos estes ambientes o aluno tem a opção de entrar com os dados e obter as respostas prontas, além de utilizar estes ambientes para criar os seus próprios códigos e analisar suas respostas.
• Nesta aula é apresentado uma descrição breve das ferramentas de computação algébrica e simbólica que são utilizados para o ensino de Programação em Engenharia, dando ênfase ao Scilab, por estar na categoria de software livre, finalizando com as conclusões.
Introdução
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• A computação simbólica é um ramo da Ciência da Computação e da Matemática cujos fundamentos teóricos centralizam-se no estudo de não numéricos, isto é, as operações simbólicas que podem tratados por um computador, com ênfase especial em cálculos simbólicos tais como fatoração de polinômios, resolução de equações algébricas e equações diferenciais, operações e cálculo com matrizes, etc.
• Os cálculos realizados no tratamento simbólico são exatos, isto é, têm precisão infinita, em contraste ao correspondente tratamento numérico. Uma operação do tipo 1/3+1/3, que numericamente resultaria em Uma operação do tipo 1/3+1/3, que numericamente resultaria em 0.666666, no cálculo simbólico teremos como resultado o valor exato, 2/3.0.666666, no cálculo simbólico teremos como resultado o valor exato, 2/3.
Computação Simbólica
• Nas ultimas décadas muitos sistemas de computação simbólica foram desenvolvidos. Os aplicativos mais conhecidos são Axiom, Derive, Macsyma, Maple, Mathematica, Reduce e MuPAD.
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• Um sistema de computação algébrica (ou simbólica) é um software que permite manipular expressões matemáticas de maneira simbólica. Normalmente estes sistemas permitem efetuar cálculos com inteiros de precisão múltipla (isto é, sem que haja um tamanho especifico a priori para o maior inteiro), frações expressas como a razão entre dois inteiros e polinômios com uma ou várias variáveis.
• A maioria dos sistemas de computação algébrica atuais pode ser utilizada de maneira interativa. O usuário entra com algumas fórmulas e comandos, e o sistema os avalia. Então devolve uma resposta que pode ser manipulada mais adiante se necessário.
• Além de computações simbólicas exatas, os sistemas de computação algébrica podem obter soluções numéricas aproximadas. O usuário pode fixar a precisão no número de dígitos desejados. Os sistemas de computação algébrica modernos possuem linguagens de programação poderosas, alem de ferramentas para visualização e animação de dados matemáticos.
Sistemas de Computação Algébrica
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Ferramentas de computação algébrica e simbólica
http://www.wolframalpha.com/
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O que é o Scilab?• É um ambiente utilizado no desenvolvimento de software para resolução
de problemas numéricos.• Foi criado em 1990 por pesquisadores do INRIA e da École Nationale des
Ponts et Chaussées (França), sendo gratuito e bastante semelhante ao MatLab. Pode ser encontrado no site http://www.scilab.org
• É um interpretador, ou seja, um programa que executa programas. A linguagem e o sistema possuem o mesmo nome: Scilab.
• Oferece um editor para a construção de programas (SciPad);• O Scilab possui uma grande coleção de bibliotecas de códigos para áreas
como: Álgebra Linear, Polinômios e funções racionais,Integração numérica, Métodos não lineares, Processamento de Sinais, Estatística, Gráficos e animação...
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Ambiente Scilab
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• A interacão do usuário com o Scilab pode ocorrer de duas formas distintas. 1. Na primeira, os comando são digitados diretamente no prompt do Scilab. Ao ser pressionada a tecla
enter, os comandos digitados são interpretados e imediatamente executados. 2. Na segunda forma, um conjunto de comandos é digitado em um arquivo texto. Este arquivo, em
seguida, é levado para o ambiente Scilab e executado. Neste modo, o Scilab funciona como um ambiente de programação.
Operações Básicas no Scilab
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Matrizes no Scilab
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Programação no Scilab
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Conclusão• Entendeu-se os conceitos de sistemas de computação
algébrica e simbólica, e sua importância para a área de Engenharia.
• Entendemos que os conceitos de programação de computadores é necessários para a utilização das ferramentas de computação algébrica e simbólica.
• Demonstramos a facilidade de assimilação do sistema Scilab, como ambiente utilizado no desenvolvimento de programas para a resolução de problemas de engenharia.
• Desta forma, o Scilab se mostrou uma a opção ao uso do Matlab tanto no meio acadêmico quanto na industria.
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• O que é Scilab? Exemplifique como utilizar as operações básicas no Scilab?
• O que é uma variável no Scilab? Exemplifique.
Exercícios
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• PIRES, P. S. M. Introdução ao Scilab. Acesso em 04/12/2008 às 10:33, disponível on-line em: http://www.dca.ufrn.br/~pmotta/sciport.pdf
• LACERDA, E. G. M. Programando com Scilab. Acesso em 04/12/2008 às 10:35, disponível on-line em: http://www.dca.ufrn.br/~estefane/academica/progsci.pdf
• LAGES, E. N. Introdução ao MatLab. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Centro de Tecnologia – CTEC Departamento de Engenharia Estrutural – EES. Acesso em 04/12/2008 às 10:26, disponível on-line em: http://www.ctec.ufal.br/professor/enl/metnum/Bibliografia/Introducao%20ao%20MATLAB.pdf
• Luís Cláudio Oliveira Lopes - Utilizando o SCILAB na Resolução de Problemas da Engenharia Química , Acesso em 01/08/2013, disponível on-line em: ftp://ftp.feq.ufu.br/Luis/Scilab_Curso/scilab_COBEQ.pdf
Bibliografia