INTRODUÇÃO

THOBER CORADI DETOFENO, MSC.

Aula 01

JOINVILLE2015

Universidade do Estado de Santa Catarina – CCT/UDESC

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

• 23/02 - Aula 01 - Introdução • 02/03 - Aula 02 - Introdução ao SciLab • 16/03 - Aula 03 - Vetores e Matrizes • 23/03 - Aula 04 - Gráficos• 30/03 - Aula 05 – Arquivos de Scripts• 06/04 - Aula 06 – Comandos do Scilab • 13/04 - Aula 07 – Comandos do Scilab• 27/04 - Aula 08 – Revisar• 04/05 - Aula 09 - 1ª Prova• 11/05 - Aula 10 - Programação no Scilab• 18/05 - Aula 11 - Programação no Scilab• 25/05 - Aula 12 - Programação no Scilab• 01/06 - Aula 13 - Programação no Scilab• 08/06 - Aula 14 – Simulação• 15/06 - Aula 15 – Revisão • 22/06 - Aula 16 - 2ª Prova • 29/06 - Aula 17 - Entrega do trabalho e Apresentação• 06/07 - Exame

CalendárioTurma A – Segunda- Feira

• 24/02 - Aula 01 - Introdução • 03/03 - Aula 02 - Introdução ao SciLab • 10/03 – Não haverá aula• 17/03 - Aula 03 - Vetores e Matrizes • 24/03 - Aula 04 - Gráficos• 31/03 - Aula 05 – Arquivos de Scripts• 07/04 - Aula 06 – Comandos do Scilab • 14/04 - Aula 07 – Comandos do Scilab• 28/04 - Aula 08 – Revisar• 05/05 - Aula 09 - 1ª Prova• 12/05 - Aula 10 - Programação no Scilab• 19/05 - Aula 11 - Programação no Scilab• 26/05 - Aula 12 - Programação no Scilab• 02/06 - Aula 13 - Programação no Scilab• 09/06 - Aula 14 – Simulação• 16/06 - Aula 15 – Revisão • 23/06 - Aula 16 - 2ª Prova • 30/06 - Aula 17 - Entrega do trabalho e Apresentação• 06/07 - Exame

CalendárioTurma B – Terça- Feira

• 1º Bimestre– Prova Escrita

• 2º Bimestre– Trabalho Prático Final com apresentação– Prova Escrita

• Nota Final = (1ª Prova + 2ª Prova + Trabalho Final)/3

Método de Avaliação

Cronograma1. Objetivos2. Introdução3. Computação simbólica4. Sistemas de Computação Algébrica5. Ferramentas de computação algébrica e simbólica6. Scilab7. Conclusão8. Exercícios9. 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;

• 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.

• 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

• 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.

• 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

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

• 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

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.

• O que é Scilab? Exemplifique como utilizar as operações básicas no Scilab?

• O que é uma variável no Scilab? Exemplifique.

Exercícios

• 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