programación en computadoras

15
PROGRAMACIÓN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. José S. Orbegoso L. 1 [email protected] Facultad de Ingeniería Química y Metalúrgica (Primera parte) INTRODUCCIÓN Las técnicas de programación están ligadas a la Ingeniería Química y a los procesos industriales debido a la necesidad de tener bajo control las variables de los proceso, así como monitorear el desempeño y performance de las unidades correspondientes a las operaciones unitarias y reactores. Los lenguajes de programación son variados, se desarrollan bajo una misma base lógica y su aplicación es variada y puede ser diferente según los requerimientos particulares de cada sistema. Para efectos de aprendizaje se han universalizado entornos como Fortran, MatLab, Hysys, Chemcad, Visual, C++, etc., y a medida que han avanzado las tecnologías de fabricación de computadoras (hardware) los lenguajes han variado permitiendo integrar imágenes e interfaces gráficas que facilitan grandemente la visualización y la simulación de los modelos que representan sistemas diversos, desde el funcionamiento del péndulo de un reloj digital hasta las más complejas máquinas conocidas. Para efectos prácticos, los desarrolladores de software aplicado a la Ingeniería Química y otras ramas de ingeniería han desarrollado lenguajes de mucha utilidad, como los referidos antes, por lo que en el presente curso nos ocuparemos de MatLab como una plataforma y entorno de muchísima utilidad y aplicabilidad en el control, monitoreo y simulación de procesos y sistemas que incluyan reacciones químicas, sin que ello obste el uso de otros lenguajes especializados y de real vigencia. Se pretende ingresar al mundo de la programación aplicada a la Ingeniería Química y de procesos industriales, siendo en si una herramienta indispensable para el ingeniero de este tiempo, de modo que se procederá de manera secuencial y progresiva, empezando con el aprendizaje de algoritmos y elementos básicos del entorno de MatLab, lenguaje y funciones, luego ingresar a modelado y finalmente a programación y simulación de sistemas de Ingeniería Química.

Upload: jose-orbegoso-lopez

Post on 25-Sep-2015

229 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Elementos basicos de programación con MatLab

TRANSCRIPT

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    1 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    (Primera parte)

    INTRODUCCIN

    Las tcnicas de programacin estn ligadas a la Ingeniera Qumica y a los procesos industriales debido a la

    necesidad de tener bajo control las variables de los proceso, as como monitorear el desempeo y

    performance de las unidades correspondientes a las operaciones unitarias y reactores.

    Los lenguajes de programacin son variados, se desarrollan bajo una misma base lgica y su aplicacin es

    variada y puede ser diferente segn los requerimientos particulares de cada sistema. Para efectos de

    aprendizaje se han universalizado entornos como Fortran, MatLab, Hysys, Chemcad, Visual, C++, etc., y a

    medida que han avanzado las tecnologas de fabricacin de computadoras (hardware) los lenguajes han

    variado permitiendo integrar imgenes e interfaces grficas que facilitan grandemente la visualizacin y la

    simulacin de los modelos que representan sistemas diversos, desde el funcionamiento del pndulo de un

    reloj digital hasta las ms complejas mquinas conocidas.

    Para efectos prcticos, los desarrolladores de software aplicado a la Ingeniera Qumica y otras ramas de

    ingeniera han desarrollado lenguajes de mucha utilidad, como los referidos antes, por lo que en el presente

    curso nos ocuparemos de MatLab como una plataforma y entorno de muchsima utilidad y aplicabilidad en el

    control, monitoreo y simulacin de procesos y sistemas que incluyan reacciones qumicas, sin que ello obste

    el uso de otros lenguajes especializados y de real vigencia.

    Se pretende ingresar al mundo de la programacin aplicada a la Ingeniera Qumica y de procesos

    industriales, siendo en si una herramienta indispensable para el ingeniero de este tiempo, de modo que se

    proceder de manera secuencial y progresiva, empezando con el aprendizaje de algoritmos y elementos

    bsicos del entorno de MatLab, lenguaje y funciones, luego ingresar a modelado y finalmente a

    programacin y simulacin de sistemas de Ingeniera Qumica.

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    2 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    ALGORITMOS

    Una computadora no tiene capacidad para solucionar problemas mas que cuando se le proporcionan

    los pasos sucesivos a realizar, para ello elaboramos un algoritmo.

    Qu es un algoritmo?

    Es un mtodo para resolver un problema mediante una secuencia de instrucciones organizadas, cada

    una de las cuales especifica las operaciones y proceso que debe seguirse para dar solucin a un

    problema especfico.

    Caractersticas de un algoritmo

    Las caractersticas fundamentales que debe cumplir todo algoritmo son:

    Debe ser preciso e indicar el orden de realizacin de cada paso.

    Debe estar definido. Si se sigue un algoritmo dos o ms veces, con los mismos valores

    iniciales se debe obtener el mismo resultado.

    Debe ser finito. Si se sigue un algoritmo, se debe terminar en algn momento, es decir, debe

    tener un nmero finito de pasos.

    Tambin hay que tener en cuenta en un algoritmo:

    El algoritmo sirve de base para generar un programa, pero no es el programa en si.

    El algoritmo no es inteligible directamente por el ordenador.

    El mismo algoritmo puede ser implementado de forma distinta en diversos programas, es

    decir, dos programadores pueden obtener distintos cdigos fuente a partir del mismo

    algoritmo.

    Tipos de algoritmos:

    a. Cualitativos: Se describen los pasos utilizando palabras.

    b. Cuantitativos: Se utilizan clculos numricos para definir los pasos del proceso.

    El proceso de un algoritmo

    La definicin de un algoritmo debe describir tres partes: Entrada, proceso y salida.

    La informacin proporcionada al algoritmo constituye su entrada, el procedimiento para la solucin

    del problema constituye su proceso y la informacin producida por el algoritmo constituye su

    salida. A continuacin ejemplos para un mejor entendimiento:

    Ejemplo 01: Leer la base y altura de un paralelogramo. Calcular su rea.

    Datos de Entrada ---> base y altura. Proceso ---> rea = base x altura. Datos de Salida ---> El rea

    del paralelogramo

    Ejemplo 02: Leer el radio de una circunferencia. Calcular su rea y longitud.

    Proceso Entrada Salida

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    3 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    Datos de Entrada Radio de una circunferencia. Proceso rea = r2 y Longitud = 2 r. Datos de

    Salida El rea y longitud de una circunferencia.

    (Sugerencia: revisar tema de algoritmos)

    CONTENIDOS

    I. Fundamentos bsicos, lenguajes de programacin y lenguaje de programacin con MatLab

    II. Estructuras de los ficheros, archivos, y comandos.

    III. Programacin estructurada con MatLab

    IV. Aplicaciones del MatLab a los Procesos Qumicos e industriales

    I. FUNDAMENTOS BSICOS y LENGUAJES DE PROGRAMACIN:

    1.1. Lenguajes algortmicos

    Es una serie de smbolos y reglas que se utilizan para describir de manera explcita un

    proceso.

    1.1.1. Lenguaje algortmico grfico: Es la representacin grfica de las operaciones que realiza un algoritmo (diagrama de flujo).

    1.1.2. Lenguajes algortmicos no grficos: Representa de forma descriptiva las operaciones que debe realizar un algoritmo (seudocdigo).

    1.2. Lenguajes de programacin (de alto nivel)

    Un lenguaje de programacin de alto nivel se caracteriza por expresar los algoritmos de una

    manera adecuada a la capacidad cognitiva humana, en lugar de la capacidad ejecutora de las

    mquinas. En los primeros lenguajes, la limitacin era que se orientaban a un rea especfica

    y sus instrucciones requeran de una sintaxis predefinida. Se clasifican como lenguajes

    procedimentales o lenguajes de bajo nivel. Otra limitacin de estos es que se requiere de

    ciertos conocimientos de programacin para realizar las secuencias de instrucciones lgicas.

    Los lenguajes de alto nivel se crearon para que el usuario comn pudiese solucionar un

    problema de procesamiento de datos de una manera ms fcil y rpida. Por esta razn, a

    finales de los aos 1950 surgi un nuevo tipo de lenguajes de programacin que evitaba

    estos inconvenientes, a costa de ceder un poco en las ventajas. Estos lenguajes se llaman de

    tercera generacin o de nivel alto, en contraposicin a los de bajo nivel o de nivel prximo a

    la mquina

    Se caracteriza por que el lenguaje de alto nivel se refiere al nivel ms alto de abstraccin de

    lenguaje de mquina. En lugar de tratar con registros, direcciones de memoria y las pilas de

    llamadas, lenguajes de alto nivel se refieren a las variables, matrices, objetos, aritmtica

    compleja o expresiones booleanas, subrutinas y funciones, bucles, hilos, cierres y otros

    conceptos de informtica abstracta, con un enfoque en la facilidad de uso sobre la eficiencia

    ptima del programa.

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    4 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    Ventajas y desventajas:

    Ventajas Genera un cdigo ms sencillo y comprensible. Escribir un cdigo vlido para diversas mquinas o sistemas operativos. Permite utilizar paradigmas de programacin. Inconvenientes Reduccin de velocidad al ceder el trabajo de bajo nivel a la mquina. Algunos requieren que la mquina cliente posea una determinada plataforma.

    Principales lenguajes de nivel alto:

    VB.NET - Ada - ALGOL - BASIC - C Sharp - FORTRAN - Java - Lisp - Modula-2 - Pascal

    - Pauscal en espaol - Perl - PHP - PL/1 - PL/SQL - Python - Ruby Matlab, etc.

    MATLAB es el lenguaje de alto nivel y entorno interactivo usado por millones de ingenieros

    y cientficos de web. Se le permite explorar y visualizar las ideas y colaborar en todas las

    disciplinas, incluyendo procesamiento de seales e imgenes, comunicaciones, sistemas de

    control, y las finanzas computacionales.

    1.3. Programas

    El diseo de programas es una tarea difcil y es un proceso creativo. No existe un conjunto

    completo de reglas para indicar cmo escribir un programa. Y podemos encontrar una

    variedad amplia de programas que dan solucin a un mismo problema.

    1.4. Diseo del algoritmo

    Las caractersticas de un buen algoritmo son:

    Debe tener un punto particular de inicio.

    Debe ser definido, no debe permitir dobles interpretaciones.

    Debe ser general, es decir, soportar la mayora de las variantes que se puedan

    presentar en la definicin del problema.

    Debe ser finito en tamao y tiempo de ejecucin. (Hernndez, 2010)

    1.5. Codificacin

    La codificacin es la operacin de escribir la solucin del problema (de acuerdo a la lgica

    del diagrama de flujo o pseudocdigo), en una serie de instrucciones detalladas, en un

    cdigo reconocible por la computadora. (Hernndez, 2010).

    La serie de instrucciones escritas para un programa se les conoce como cdigo fuente y se

    escriben en un lenguaje de programacin que puede ser de bajo, medio o alto nivel.

    1.6. Tcnicas de diseo

    a. Top down: Tambin conocida como de arriba-abajo y consiste en establecer una serie de niveles de mayor a menor complejidad (arriba-abajo) que den solucin al problema.

    (Hernndez, 2010)

    b. Bottom Up: El diseo ascendente se refiere a la identificacin de aquellos procesos que necesitan procesarse en el momento en el que vayan apareciendo para satisfacer el

    problema inmediato. (Hernndez, 2010)

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    5 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    1.7. Tcnicas para la formulacin de algoritmos

    Las dos herramientas utilizadas comnmente para disear algoritmos son:

    Diagrama de Flujo Pseudocdigo

    1.8. Diagramas de flujo y pseudocdigo

    Cuando se va a desarrollar un programa se necesita tomar un set de buenas prcticas para

    hacerlo. Esto permite ahorrar tiempo y tambin tener certeza cuando tenemos el propsito de

    resolver un problema. Hay dos recomendaciones: diagrama de flujo y seudocdigo.

    Diagrama de Flujo Es la representacin detallada en forma grfica de cmo deben

    realizarse los pasos en la computadora para obtener resultados. (Hernndez, 2010).

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    6 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    Pseudocdigo. Mezcla de lenguaje de programacin y espaol (o ingls o cualquier otro

    idioma) que se emplea, dentro de la programacin estructurada, para realizar el diseo de un

    programa. (Hernndez, 2010)

    Es la representacin narrativa de los pasos que debe seguir un algoritmo para dar solucin a

    un problema determinado. El pseudocdigo utiliza palabras que indican el proceso a

    realizar. (Hernndez, 2010)

    Si bien es cierto, podemos sentarnos frente a la computadora y programar un algoritmo, pero

    lo anterior corresponde a un conjunto de buenas prcticas que debemos tomar antes de

    comenzar a programar.

    Dentro de estas buenas prcticas para el desarrollo de programas tenemos, por ltimo, las

    pruebas de escritorio.

    Dichas pruebas nos permiten verificar de manera manual los valores que van obteniendo

    cada una de las variables involucradas en el programa, siguiendo la lgica de programacin

    establecida.

    De esta forma, podemos tener mayor certidumbre de que el algoritmo al programarlo

    realizar lo que realmente queremos que haga.

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    7 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    Introduccin al lenguaje de programacin MatLab

    En lo que sigue, se supone que el usuario teclea lo que aparece en cursiva y precedido del

    smbolo >>, que hace el papel del prompt de la mquina (de hecho, lo ptimo sera que el

    aprendiz de MATLAB reprodujera stos y parecidos ejemplos por s mismo). En normal

    aparecer la respuesta de MATLAB a la instruccin tecleada. Los comentarios aparecern

    precedidos del smbolo %. Antes de comenzar, hagamos algunas consideraciones generales:

    MATLAB distingue entre maysculas y minsculas. La comilla ' es la que, en un teclado estndar, se encuentra en la tecla de la interrogacin. Los comentarios deben ir precedidos por % o, lo que es lo mismo, MATLAB ignora

    todo lo que vaya precedido por el smbolo %.

    La ayuda de MATLAB es bastante til; para acceder a la misma basta teclear help o utilizar

    el men del mismo nombre en la ventana de trabajo. Es recomendable usarlo para obtener

    una informacin ms precisa sobre la sintaxis y diversas posibilidades de uso de los

    comandos. Al final de cada seccin se presenta un EJERCICIO que el aprendiz debera

    realizar para poner a prueba los conocimientos adquiridos.

    1. Iniciando MatLab, ventanas MatLab

    Suponemos que el software ya est instalado en la computadora (recomendable la ltima versin

    r2014a), y que el programa puede ser utilizado. Una vez que inicia el programa, se abre la ventana

    siguiente:

    Figura 1.1. La ventana por defecto del escritorio de MatLab.

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    8 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    Esta ventana tiene tres pequeas ventanas que son: la Ventana Command (comando), la Ventana

    Workspace; y la Ventana Command History. Esta es la vista por defecto de MatLab. Esas ventanas

    son tres de las ocho ventanas diferentes siguientes:

    Ventana Propsito

    Command Window Ventana principal, ingresa variables, corre programas

    Figure Window Contiene la salida de los comandos grficos

    Editor Window Crea y depura los archivos script y functin

    Help Window Proporciona informacin de ayuda

    Launch Pad Window Proporciona acceso a herramientas, demos y documentacin

    Command History Window Registra los comandos ingresados en el Command Window

    Workspace Window Proporciona informacin acerca de las variables que se han usado

    Current Directory Window Muestra los archivos en el directorio actual

    Tabla 1.1. Ventanas de MatLab

    Cuatro de las ventanas, el Command Window, Figure Window, Editor Window y Help Window, son

    extensamente usadas a lo largo del presente Curso, y se describen brevemente a continuacin.

    Command Window: es la ventana principal de MatLab y se abre cuando se inicia el programa. Es

    conveniente tener el Command Window como la nica ventana visible, y esto se puede hacer

    cerrando las otras ventanas clicando en la x del tope en el lado derecho de la ventana que se desea cerrar, o desde la pestaa escritorio (desktop).

    Figure Window: esta ventana se abre automticamente cuando se ejecutan comandos de

    grficos, y se obtienen los grficos creados por esos comandos. Un ejemplo es mostrado en la figura

    1.2.

    Figura 1.2: Ejemplo de una ventana de figura

    Editor Window: Esta ventana es utilizada para escribir y editar programas. Esta ventana es

    abierta desde el men File en el Command Window. Ejemplo en la figura 1.3.

    0 2 4 6 8 10 12 14 16-50

    -40

    -30

    -20

    -10

    0

    10

    20

    30

    40Grfico de la funcin y= x exp(1.4) cos(x)

    eje x

    eje

    y

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    9 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    Figura 1.3: Ejemplo de un Editor Window

    Help Window: Esta ventana contiene la informacin de ayuda. Esta ventana puede ser

    abierta desde el men Help en la barra de herramientas de cualquier ventana de MatLab. La ventana

    Help es interactiva y puede ser utilizada para obtener informacin sobre cualquier funcin de

    MatLab. La ventana help se ejemplifica en la figura 1.4:

    Figura 1.4: La ventana Help

    Cuando MatLab es iniciado, la pantalla que aparecer ser la mostrada en la figura 1.1, y para

    principiantes, probablemente sea conveniente cerrar las dems ventanas, excepto el Command

    Window. Las ventanas cerradas se puede reabrir desde Desktop, como se indic antes.

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    10 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    2. TRABAJANDO EN LA VENTANA COMMAND

    El Command Window es la principal ventana de MatLab, y puede ser utilizada para ejecutar

    comandos, abrir otras ventanas, correr programas escritos por el usuario, y gestionar el software. Un

    ejemplo del Command Window con varios comandos simples, que ser explicar ms adelante, es

    mostrado en la figura 1.5.

    Figura 1.5: La ventana Command

    NOTAS PARA EL TRABAJO EN LA VENTANA DE COMANDOS (Command Window):

    Para tipear un comando el cursos debe estar ubicado junto al smbolo command (>>). Una vez tipeado el comando en la misma lnea y presionada la tecla Enter, el comando es

    ejecutado. Sin embargo, solamente el ltimo comando es ejecutado. Todo lo ejecutado

    previamente queda sin cambios.

    Varios comandos pueden ser tipeados en la misma lnea. Esto se hace escribiendo una coma entre los comandos. Cuando la tecla Enter es presionada los comandos son ejecutados en

    orden de izquierda a derecha.

    No es posible regresar a una lnea previa en el Command Window, hacer una correccin, y entonces re ejecutar el comando.

    Un comando previamente tipeado puede ser recuperado en el prompt con el uso de la tecla fecha arriba (). Cuando el comando es desplegado en el prompt, puede ser modificado si es necesario y ejecutado. La fecha direccional hacia abajo () puede ser utilizada para mover hacia abajo los comandos previamente tipeados.

    Si el comando es largo para que quepa en una sola lnea, este puede ser continuado en la siguiente lnea al tipear tres puntos suspensivos y presionar Enter. La continuacin de los comandos es tipeado en la nueva lnea. El comando puede continuar lnea tras lnea hasta un

    total de 4096 caracteres.

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    11 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    El punto y coma (;):

    Cuando un comando es tipeado en la ventana Command y es presionado Enter, el comando es

    ejecutado. Cualquier salida que el comando genera es desplegada en el Command Window. Si

    un punto y coma (;) es tipeado al final de un comando la salida del comando no es mostrada. El

    tipear un punto y coma es usual cuando el resultad es obvio o conocido, o cuando la salida es

    muy larga.

    Si varios comandos son tipeados en la misma lnea, la salida de alguno de los comando puede no

    ser desplegada si el punto y coma es tipeado entre los comandos en vez de una coma.

    Tipificando %:

    Cuando el smbolo % (porcentaje) es tipeado al inicio de una lnea, la lnea est designado como

    un comentario. Esto significa que cuando la tecla Enter es presionada la lnea no se ejecuta. EL

    carcter % seguido por texto (comentario), puede ser tipeado despus del comando en la misma

    lnea. Esto no tiene efecto sobre la ejecucin del comando.

    Usualmente esto no es necesario para comentarios en la ventana Command. Los comentarios, sin

    embargo, son frecuentemente usados en programas para agregar descripciones, o para explicar el

    programa.

    El comando clc:

    El comando clc limpia la ventana Command (se tipea clc y se presiona Enter). Despus de

    trabajar en la ventana Command para lo cual el despliegue puede ser muy extenso. Una vez que

    el comando clc es ejecutado se ejecuta la limpieza de la ventana. Este comando no cambia nada

    de lo previamente realizado. Por ejemplo, si algunas variables fueron definidas previamente,

    ellas pueden seguir siendo usadas. La flecha direccional hacia arriba puede ser usada para

    renombrar comandos que fueron previamente tipeados.

    3. OPERACIONES ARITMTICAS CON ESCALARES

    Aqu discutiremos solo operaciones aritmticas con escalares, los cuales son nmeros. Los nmeros

    pueden ser usados directamente en clculos y operaciones aritmticas directamente (como un

    calculador), o ellos pueden ser asignados a variables, las cuales pueden ser subsecuentemente usadas

    en clculos. Los smbolos de operaciones aritmticas son:

    Operacin Smbolo Ejemplo

    Adicin

    Sustraccin

    Multiplicacin

    Divisin por la derecha

    Divisin por la izquierda

    Exponenciacin

    +

    *

    /

    \

    ^

    5 + 3

    5 3 5 * 3

    5 / 3

    5 \ 3 = 3 / 5

    5^3 (significa 53=125)

    Se puede puntualizar aqu que todos los smbolos excepto la divisin por la izquierda son las mismas

    que en otros calculadores. Para escalares, la divisin por la izquierda es la inversa de la divisin por

    la derecha. La divisin por la izquierda, sin embargo, es ms usada para operaciones con arreglos, lo

    cual se discutir ms adelante.

    3.1. Orden de precedencia

    MatLab ejecuta los clculos acorde al orden de precedencia siguiente. Este orden es el mismo que se

    usa en otros clculos.

    Precedencia Operacin matemtica

    Primero

    Segundo

    Tercero

    Parntesis. Para parntesis anidado, los ms interiores son ejecutados primero

    Exponenciacin

    Multiplicacin, divisin (igual precedencia)

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    12 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    Cuarto Adicin y sustraccin

    En una expresin que tiene varias operaciones, las operaciones de mayor precedencia son ejecutadas

    primero que las operaciones de menor precedencia. Si dos o ms operaciones tienen la misma

    precedencia, la expresin es ejecutada de izquierda a derecha

    3.2. Utilizacin de MatLab como un calculador

    La forma ms simple de usar MatLab es como un calculador. Esto se hace en el Command Window

    al tipear la expresin matemtica y presiona la tecla Enter. MatLab calcula la expresin y responde

    desplegando ans = y el resultado numrico de la expresin en la lnea siguiente. Esto lo seguiremos

    en el tutorial 1.1

    TUTORIAL 1.1: Utilizacin de MatLab como un calculador

    >> 7+8/2

    ans =

    11

    >> (7+8)/2

    ans =

    7.5000

    >> 4+5/3+2

    ans =

    7.6667

    >> 5^3/2

    ans =

    62.5000

    >> 27^(1/3)+32^0.2

    ans =

    5

    >> 27^1/3+32^0.2

    ans =

    11

    >> 0.7854-(0.7854)^3/(1*2*3)+0.785^5/(1*2*3*4*5)...

    -(0.785)^7/(1*2*3*4*5*6*7)

    ans =

    Tipear y presionar Enter

    Tipear y presionar Enter

    1/3 es ejecutado primero, 27^(1/3) y 32^0.2 son

    ejecutados despus, y + es ejecutado al final.

    27^1 y 32^0.2 son ejecutados primero, /3 es

    ejecutado despus, y + es ejecutado al final

    Tipear tres puntos ( y presiona Enter ) para

    continuar la expresin en la siguiente lnea

    8/3 es ejecutado primero

    7+8 es ejecutado primero

    5/3 se ejecuta primero

    5^3 es ejecutado primero, /2 es ejecutado despus

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    13 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    0.7071

    >>

    4. FORMATOS de VISUALIZACIN

    El usuario de MatLab puede controlar el formato de salida en pantalla. En el tutorial 1.1 el formato

    utilizado es de 4 dgitos despus del punto decimal (llamado short), el cual es el formato por defecto

    para valores numricos. Una vez que el formato es ingresado, todas las salidas que siguen se

    despliegan en el formato especificado. Varios de los formatos vlidos se listan a continuacin en la

    tabla 1.2., MatLab tiene varios otros formatos para visualizar nmeros. Para obtener detalles de esos

    formatos, se puede tipear help format en el Command Window. El formato en el cual son

    visualizados no afecta cmo MatLab calcula y guarda nmeros.

    Command Descripcin Ejemplo

    format short Punto fijado con 4 dgitos decimales para

    0.001 nmero 1000 Otra forma de desplegar el formato:

    short e.

    >>290/7

    ans =

    41.4286

    format long Punto fijado con 14 dgitos decimales para

    0.001 nmero 100 Otra forma de desplegar el formato:

    long e

    >>290/7

    ans =

    41.42857142857143

    format short e Notacin cientfica con 4 dgitos decimales >>290/7

    ans =

    4.1429e+001

    format long e Notacin cientfica con 15 dgitos decimales >>290/7

    ans =

    4.142857142857143e+001

    format short g Mejor de 5 dgitos fijados o punto flotante >>290/7

    ans =

    41.429

    format long g Mejor de 15 dgitos fijados o punto flotante >>290/7

    ans =

    41.4285714285714

    format bank Dos dgitos decimales >>290/7

    ans =

    41.43

    format

    compact

    Elimina lneas vacas para lograr ms lneas con informacin desplegada sobre la

    pantalla

    format loose Agrega lneas vacas (opuesto de compact)

    Tabla 1.2: Formatos de visualizacin

    5. CONSTRUCCIN MATEMTICA DE FUNCIONES ELEMENTALES

    Agregando a las operaciones aritmticas bsicas, las expresiones en MatLab pueden incluir

    funciones. MatLab tiene una muy extensa librera de funciones para construccin de funciones

    matemticas. Una funcin tiene un nombre y un argumento entre parntesis. Por ejemplo, la funcin

    que calcula la raz cuadrada de un nmero es sqrt ( x ). Su nombre es sqrt , y el argumento es x.

    Cuando la funcin es utilizada, el argumento puede ser un nmero, una variable que ha sido asignada

    a un valor numrico, o una expresin calculable que puede ser construida de nmeros y/o variables.

    Las funciones pueden estar incluidas en argumentos, tanto como en expresiones. En el tutorial 1.2 se

    muestran ejemplos del uso de la funcin sqrt ( x ) cuando MatLab es utilizado como un calculador

    con escalares.

    La ltima expresin es de los primeros cuatro

    trminos de las series de Taylor para sen (/4)

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    14 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    TUTORIAL 1.2: Utilizacin de sqrt para construccin de funciones

    >> sqrt(64)

    ans =

    8

    >> sqrt(50+14*3)

    ans =

    9.5917

    >> sqrt(54+9*sqrt(100))

    ans =

    12

    >> (15+600/4)/sqrt(121)

    ans =

    15

    A continuacin se muestra una lista de funciones matemticas usadas comnmente en MatLab, sin

    embargo, un lista de funciones organizada por nombre y categora puede ser encontrada en la

    ventana Help.

    Funcin Descripcin Ejemplo

    sqrt(x) Raz cuadrada >>sqrt(81)

    ans =

    9

    exp(x) Exponencial (ex) >>exp(5)

    ans =

    148.4132

    abs(x) Valor absoluto >>abs(-24)

    ans =

    24

    log(x) Logaritmo natural

    Logaritmo base e (ln)

    >>log(1000)

    ans =

    6.9078

    log10(x) Logaritmo base 10 >>log10(1000)

    ans =

    3.0000

    factorial(x) Funcin factorial x!

    (x puede ser un entero positivo)

    >>factorial(5)

    ans =

    120

    Tabla 1.3: funciones matemticas elementales

    CREACIN DE MATRICES

    La matriz es una forma fundamental de que MatLab utiliza para almacenar y manipular datos. Una

    matriz es una lista de nmeros dispuestos en filas y / o columnas. La matriz simple (unidimensional)

    es una fila o una columna de nmeros. Una matriz ms compleja (bidimensional) es una coleccin de

    El argumento es un nmero

    El argumento es una expresin

    El argumento incluye una funcin

    La funcin est incluida en una expresin

  • PROGRAMACIN EN COMPUTADORAS PLATAFORMA MATLAB Ing. Jos S. Orbegoso L.

    15 [email protected] Facultad de Ingeniera Qumica y Metalrgica

    nmeros dispuestos en filas y columnas. Un uso de matrices es para almacenar informacin y datos,

    como en una tabla. En la ciencia y la ingeniera, las matrices de una dimensin a menudo representan

    matrices. Aqu se muestra cmo crear y variedad de direcciones mientras que ms adelante se

    muestra cmo utilizar matrices en operaciones matemticas. Adems de las matrices que estn

    hechas de nmeros, matrices en Matlab tambin pueden estar hechas de una lista de caracteres, que

    se llaman cadenas. Las cadenas se discuten en ms captulos por adelantado.

    BIBLIOGRAFA:

    Diseo estructurado de algoritmos, Diagramas de flujos y pseudocdigos. Hernndez, Mara

    Lourdes. Universidad de Teuxtepe, Mxico. Marzo 2010.

    Numerical Methods for Chemical Engineers using Excel, VBA and MatLab, Victor J. Law, ebooks

    chemical engineering, 2013.