Universidade do Estado de Santa Catarina – CCT/UDESC
INTRODUÇÃO
THOBER CORADI DETOFENO, MSC.
Aula 01
JOINVILLE
2015
Apresentação
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.
Calendário
Turma A – Segunda
Turma B – Terça
03/08 - Aula 01 - Introdução
04/08 - Aula 01 - Introdução
10/08 - Aula 02 - Introdução ao SciLab
18/08 - Aula 02 - Introdução ao SciLab
17/08 - Aula 03 - Vetores e Matrizes
25/08 - Aula 03 - Vetores e Matrizes
24/08 - Aula 04 - Gráficos
01/09 - Aula 04 - Gráficos
31/08 - Aula 05 – Arquivos de Scripts
08/09 - Aula 05 – Arquivos de Scripts
14/09 - Aula 06 – Comandos do Scilab
15/09 - Aula 06 – Comandos do Scilab
21/09 - Aula 07 – Comandos do Scilab
22/09 - Aula 07 – Comandos do Scilab
28/09 - Aula 08 – Revisar
29/09 - Aula 08 – Revisar
05/10 - Aula 09 - 1ª Prova
06/10 - Aula 09 - 1ª Prova
13/10 - Aula 10 - Programação no Scilab (duas turmas)
19/10 - Aula 11 - Programação no Scilab
20/10 - Aula 11 - Programação no Scilab
26/10 - Aula 12 - Programação no Scilab
27/10 - Aula 12 - Programação no Scilab
03/11 - Aula 13 - Programação no Scilab (duas turmas)
09/11 - Aula 14 - Programação no Scilab
10/11 - Aula 14 - Programação no Scilab
16/11 - Aula 15 - Programação no Scilab
17/11 - Aula 15 - Programação no Scilab
23/11 - Aula 16 - Simulação
24/11 - Aula 16 - Simulação
30/11 - Aula 17 - Revisão
01/12 - Aula 17 - Revisão
07/12 - Aula 18 - 2ª Prova
08/12 - Aula 18 - 2ª Prova
14/12 – Exame para as duas turmas
Método de Avaliação
• 1º Bimestre
– Prova Escrita
• 2º Bimestre
– Prova Escrita
• Nota Final = (1ª Prova + 2ª Prova )/2
Cronograma
1.
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9.
Objetivos
Introdução
Computação simbólica
Sistemas de Computação Algébrica
Ferramentas de computação algébrica e simbólica
Scilab
Conclusão
Exercícios
Bibliografia
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;
Introdução
•
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)
ara ter um maior aproveitamento deste assunto, recomendo que deve ser estudado após o conteúdo de Programação em C, no qual o aluno está
Introdução
• 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.
Computação Simbólica
• 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
0.666666, no cálculo simbólico teremos como resultado o valor exato, 2/3.
• Nas ultimas décadas muitos sistemas de
computação simbólica foram desenvolvidos. Os
aplicativos mais conhecidos são Axiom, Derive,
Macsyma, Maple, Mathematica, Reduce e MuPAD.
Sistemas de Computação Algébrica
• 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.
Ferramentas de computação
algébrica e simbólica
http://www.wolframalpha.com/
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...
Ambiente Scilab
Operações Básicas no Scilab
•
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.
Matrizes no Scilab
Programação no Scilab
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.
Exercícios
• O que é Scilab? Exemplifique como utilizar as
operações básicas no Scilab?
• O que é uma variável no Scilab? Exemplifique.
Bibliografia
• 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%2
0ao%20MATLAB.pdf
• Luís Cláudio Oliveira Lopes - Utilizando o SCILAB na Resolução de
Problemas da Engenharia Química , Acesso em 01/08/2013, disponível online em: ftp://ftp.feq.ufu.br/Luis/Scilab_Curso/scilab_COBEQ.pdf