Appunti teoria MATLAB

Teoria informatica

Introduzione

Dato: indica un valore, che può essere elaborato
Bit: sono il livello più basso di informazione
Byte: sono una stringa di 8 bit, la cella di memoria tipica ha la capacità di un bit.
Carattere 1 byte 256 combinazioni
Numero intero 1 byte 256 valori da 0 a 255
Numero intero “più grande” 2 byte 65536 valori da 0 a 65535
Numero intero “molto grande” 4 byte 4.294.967.296 valori da 0 a 4.294.967.295

Algoritmi

Algoritmo: sequenza ben definita di operazioni comprensibili e eseguibili da uno strumento automatico per raggiungere un’azione.

• Atomicità: i passi che compongo un algoritmo devono essere semplici.
• Non ambiguità: i passi devono essere univoci di una certa operazione affinché i risultati non vengano interpretati in modo variabile in funzione della macchina.
• Effettivamente computabile: l’algoritmo deve portare ad un risultato.
• Finezza: l’algoritmo deve essere eseguibile in un numero finito di passi.
• Terminazione: l’esecuzione deve avere termine dopo un tempo finito.
• Efficienza: un algoritmo deve essere ottimizzato affinché vengano utilizzate il numero minore possibile di risorse.

MathLab

Variabili

È un simbolo a cui si può associare un dato (informazione). Può essere un valore alfanumerico, o valori logici booleani come vero o falso. Sono valori suscettibili di modifica nel corso dell’esecuzione di un programma. Una variabile è caratterizzata da un nome. Il tipo della variabile indica come deve essere considerato il dato rappresentato. Avvengono due operazioni:

• La dichiarazione della variabile che serve per indicare al programma qual è il nome univoco della variabile e quale tipo di dati dovrà ospitare. Il computer assegna quindi un certo numero di byte.
• L’assegnazione dei dati alla variabile che serve per assegnare un dato a ogni variabile, la dichiarazione deve sempre anticipare l’assegnamento. Si parla di “inizializzazione” di una variabile quando viene fatta la prima associazione. Il sistema scrive il valore della variabile dei byte assegnati in linguaggio binario. Es. “1978” viene scritto come 00000111 10111010 mentre la lettera “k” viene vista nel linguaggio ASCII come 107 che corrisponde in linguaggio binario a 01101011. Una sequenza di caratteri invece occuperà più byte, al quale ad ognuno viene assegnato il codice ASCII in codice binario.

N.B. i nomi delle variabili sono sempre caratteri alfanumerici (numeri e lettere, no caratteri accentati), inoltre il primo carattere del nome della variabile non può essere un numero (può essere una lettera o “_”). Assegnare un valore alla variabile: nome_della_variabile=espressione. L’“=” è il valore di assegnamento. La ”espressione” può essere sia un valore numerico che una formula matematica. È possibile uguagliare due variabili (es. numero=voto) che saranno quindi due variabili distinte con il medesimo valore all’interno. Racchiudendo tra doppi apici un nome si indica che è un valore visto come nome mentre nel nome delle variabili non possono esserci segni speciali (es. nome=”Roma”). È possibile fare la somma tra variabili (es. tot=voto1+voto2).

I tipi di dato primitivi, sono le tipologie di dato fondamentali nella programmazione e sono:

• INT: variabili costituite da numeri interi, operazioni aritmetiche e di confronto
• FLOAT/DOUBLE: variabili costituite da numeri reali, operazioni aritmetiche e di confronto
• CHAR/STRING: dati composti da simboli alfanumerici (codice ASCII o UNICODE), operazioni di confronto nell’ordine alfabetico, controllo che una stringa (sequenza di caratteri) appare all’interno di un’altra stringa, concatenazione di sequenze...
• BOOLEAN: true / false, operazioni con logica booleana

Linguaggio di MathLab

L’uso della “,” serve per scrivere più operazioni contemporaneamente nella stessa riga (es. 5+7, 3*4). ans= dà il risultato dell'operazione fatta, essa è una variabile detta variabile di risposta. Il “;” serve per continuare a scrivere senza chiedere di calcolare l’algoritmo.

• + addizione A+B
• - sottrazione A-B
• * moltiplicazione A*B
• / divisione a dx A/B
• \ divisione a sx A\B (B/A)
• ^ elevamento a potenza A^B

Il comando “New Script” si apre l’editor che consente di digitare il programma. Per stampare un valore a video si usa il comando “disp(...)”.

Funzioni

Sono particolari costrutti sintattici di un determinato linguaggio di programmazione che permette di raggruppare, all’interno di un programma, una sequenza di istruzioni in un blocco, espletando così una specifica (più complessa) operazione, azione sui dati del programma stesso, in modo tale che da determinati input, restituisca determinati output.

nome_funzione(arg1,arg2,...) gli argomenti sono i parametri di input richiesti dalla funzione. È possibile assegnare la funzione come valore di una variabile: A=nome_funzione().

disp() permette di stampare a video il valore di una variabile o il testo presente all’interno di una stringa. Es. A=10 disp(A) 10.

fprintf() di base si comporta come la funzione disp(), con il vantaggio che il primo argomento può essere formattato per avere stampe complesse. Permette di stampare il testo e il valore delle variabili. fprintf(formato,arg1,arg2,..). Es. A=10 fprintf(”Valore della variabile: %d, A) → Valore della variabile: 10.

Dentro alla stringa di formato è possibile mettere dei comandi di conversione:

• %d=intero
• %c=carattere (stampa il carattere corrispondente nella tab. ASCII)
• %f=reale (stampa il valore con la virgola e 6 decimali se il numero è intero) proprietà: scrivendo %.5f ad esempio si indica che verranno visualizzati 5 decimali.
• %e=reale in formato esponenziale
• %s=stringa

Es. fprintf(”valore1: %d, valore2: %d,var1,var2) il primo %d è riferito alla var1 e il secondo alla var2 se var1=7 e var2=’Z’→ valore1: 7,valore2: Z ma la Z non verrebbe stampata in quanto %d richiede un intero.

N.B. al contrario se si fa la stampa di un carattere con il comando %d viene stampato il valore numerico corrispondente alla lettera nella tabella ASCII.

Altri comandi speciali sono:

• \n=andata a capo
• \t=tabulazione
• \\=backslash
• %%=simbolo percentuale

Es. fprintf(”valore1: %d\nvalore2:%d,var1,var2)→ valore1: 7valore2: ‘Z’

N.B. è possibile scrivere commenti in Matlab utilizzando “%” e scrivendo tutto sulla stessa riga. Oppure si usa il “%{%}” per scrivere un blocco fra il marcatore iniziale e finale.

input() permette di acquisire dei dati dall’esterno stampando a video un testo e attendendo l’inserimento di un testo per poi, all’invio, viene restituito dalla funzione. var=input(stringa).

Il costrutto input richiede l’inserimento di un numero altrimenti dà errore. Se si vuole inserire una stringa si usa il comando: var=input(”inserisci testo: “,’s’) con un secondo argomento circondato da apici singoli.