MATLAB: FILES. Informatica B/C - A.A. 2013/2014

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1 MATLAB: FILES Informatica B/C - A.A. 2013/2014

2 I FILE Contenitori di informazione: sequenze di byte associate ad un nome Sono memorizzati su memoria di massa (non-volatile) Possono continuare ad esistere indipendentemente dalla vita del programma che li ha creati Possono essere acceduti da più programmi Organizzano l informazione in maniera sequenziale Il sistema operativo si occupa della loro gestione e offre ai programmi una serie di operazioni per creazione/cancellazione di file scrittura/lettura controllo dei casi di errore

3 I FILE Ci sono due tipi fondamentali di file: File Binari: sequenza di byte File Testuali: sequenza di caratteri, suddivisi in linee terminate da un carattere di newline; ciascun byte è la codifica ASCII di un carattere alfanumerico (alcuni caratteri possono essere caratteri di controllo non printable)

4 I FILE E IL SISTEMA OPERATIVO Gestiti dal sistema operativo (gestione del file system) Risolve la corrispondenza tra nome del file e tracce/ settori del disco in cui è memorizzato Invia i comandi al drive del disco (interfaccia di I/O) per leggere da o scrivere su file (trasferimento tra memoria di massa e memoria centrale) Per organizzare in modo conveniente grandi quantità di file, questi sono raccolti in directory (cartelle)

5 DIRECTORY Una directory è una raccolta di file È un particolare tipo di file, che contiene informazioni descrittive dell elenco dei file, e di altre directory, in esso contenuti root FILE1 FILE2 utenti lisa FILE3 dos windows marco FILE6 FILE7 FILE8 FILE9 FILE4 FILE3 FILE5 giochi GIO1 GIO2

6 IDENTIFICAZIONE DEI FILE Possono esistere più file con lo stesso nome, purché abbiano una collocazione diversa nell albero delle directory Pathname: descrive tutto il percorso nell albero delle directory per raggiungere il file La directory radice (root) assume il nome dell unità disco, che nei PC è C: Es.: il file FILE3 nella directory Lisa ha pathname C:\utenti\lisa\FILE3 I file sono generalmente dotati di attributi Data e ora di creazione o dell ultima modifica Dimensioni espresse in numero di byte

7 DESCRITTORE DI FILE Per ogni file aperto il sistema operativo gestisce un descrittore di file: Modalità di utilizzo di un file (lettura, scrittura, append...) Posizione corrente nel file Stato dell accesso (errore) Tutti i descrittori di file sono memorizzati nella tabella dei file aperti

8 USO DEI FILE In ambiente Matlab e C, per utilizzare un file all interno di un programma è necessario: 1.Aprire un flusso di comunicazione, cioè aprire il file 2.Accedere a file in lettura e/o scrittura 3.Chiudere il flusso di comunicazione, cioè chiudere il file Se un file viene aperto in una certa modalità (binario o testuale): Le operazioni sul file devono essere effettuate in modo congruente, tenendo conto del tipo di file Se creo un file in formato binario devo leggerlo sempre in formato binario

9 ACCESSO DI BASSO LIVELLO Apertura di un flusso di comunicazione con il file (fid e un intero): fid = fopen(nome, modalità) modalita e una stringa! Scrittura/lettura nel/dal file specificata secondo un formato predeterminato fwrite, fprintf, fread, fscanf Chiusura del flusso di comunicazione status = fclose(fid)

10 FOPEN [fid msg] = fopen(nome, modalità) è la funzione per l apertura del file (Apre un flusso di comunicazione con il file il cui nome viene specificato come parametro) Riceve in ingresso il nome del file da aprire e il modo in cui lo si vuole aprire (Il nome del file può includere il percorso nell albero delle directory) Restituisce un identificatore numerico per la gestione del file

11 FOPEN Alla chiamata della funzione Il sistema operativo crea un nuovo descrittore di file nella tabella dei file aperti Inizializza i campi del descrittore Restituisce l identificatore di tale descrittore. Rappresenta il nome logico del file, associato al nome fisico indicato come parametro della fopen Una volta aperto il file, questo può essere acceduto indicando il solo nome logico

12 FOPEN Restituisce -1 ed un messaggio di errore se il flusso di comunicazione non è stato aperto, e cioè: Il file aperto in lettura non esiste oppure è protetto da lettura Il file aperto in scrittura è protetto da scrittura oppure è protetta da scrittura l'unità di memoria su cui si trova oppure lo stesso file è aperto da un altro programma. Se si verifica un errore nell interazione con il supporto di memorizzazione su cui il file risiede Controllare sempre il risultato di fopen()

13 MODALITA DI APERTURA r : apre un file esistente in lettura w : apre un file esistente o crea un nuovo file in scrittura con distruzione di quanto già presente nel file a : apre un file esistente o crea un nuovo file in scrittura con posizionamento alla fine del file. rt : come r ma in modalità testuale wt : come w ma in modalità testuale at : come a ma in modalità testuale r+ e rt+ : come r / rt ma si può anche scrivere nel file w+ e wt+ : come w / wt ma si può anche leggere dal file a+ e at+ : come a / at ma si può anche leggere dal file

14 FCLOSE status = fclose(fid) Determina la chiusura del flusso di comunicazione con il file identificato da fid Restituisce 0 se la chiusura è avvenuta senza errori, il valore -1 in caso di problemi status=fclose( all ) chiude tutti i file

15 LETTURA E SCRITTURA DI FILE La lettura e la scrittura da file dipendono dal tipo di file Se il file è testuale i caratteri letti/scritti possono essere soggetti ad interpretazione Per esempio il carattere ascii 10 indica il comando di a capo Se il file è binario i caratteri letti/scritti non sono interpretati Quindi se leggo il carattere con codice ascii 10 in un file binario viene letto proprio il carattere con codice 10

16 FORMATO DEI FILE La lettura e la scrittura devono essere operazioni simmetriche La struttura delle informazioni inserite in un file è definita da chi crea il file Questa struttura indica il formato del file La lettura deve rispettare questa struttura

17 ACCESSO SEQUENZIALE I file sono come una cassetta

18 ACCESSO SEQUENZIALE L'uso dei file è affine a quello delle vecchie cassette 1.fprintf / fwrite 2.rewind 3.fseek 4.fscanf / fread 5.fseek

19 ACCESSO DI BASSO LIVELLO inizio del file posizione corrente fine del file La posizione corrente indica il punto da dove si leggerà (o dove si scriverà) L indicatore di posizione corrente si sposta in avanti dopo ogni lettura/ scrittura Esistono operazioni per spostare la posizione corrente in avanti o indietro senza leggere o scrivere. Il file non ha dimensioni prefissate. La sua dimensione massima dipende dalla dimensione della memoria di massa e dal file system

20 FWRITE cont=fwrite(fid,array,formato) cont: indica il numero di valori effettivamente scritti nel file fid: identificatore del file su cui scrivere (nb: il file deve essere stato aperto in precedenza) array: array contenente i dati da salvare formato: specifica il formato in cui i dati verranno salvati. Formati principali: char, int8, int16, int32, int64, float32, float64 (i numeri indicano il numero di bit usati per rappresentare i valori)

21 FREAD [array cont]=fread(fid, size, formato) I dati letti vengono memorizzati in array size è la dimensione dei dati da leggere. n: legge esattamente n valori. Inf: legge fino alla fine del file. [n m]: legge esattamente n*m valori. Dopo l esecuzione di questa istruzione array sarà una matrice n*m contenente tutti i valori letti

22 CARICAMENTO DATI DA FILE filename=input('inserisci un nome di file '); [fid msg]=fopen(filename, 'r'); if(fid>0) [vett cont]=fread(fid, [1 1000], 'float64'); disp([num2str(cont) ' valori letti...']); fclose(fid); else disp( errore! ); end

23 SALVATAGGIO DATI SU FILE a=rand(1,1000); filename=input('inserisci un nome di file '); [fid msg]=fopen(filename, 'w'); if(fid>0) cont=fwrite(fid, a, 'float64'); disp([num2str(cont) ' valori scritti...']); fclose(fid); else disp( errore! ); end

24 FSCANF Si consideri un file contenente i seguenti dati il cui descrittore è contenuto in fid: La scanf puo essere utilizzata per costruire diverse strutture dati dai valori contenuti nel file: [z cont] = fscanf(fid, %f ); z e un array: z=[ ] [z cont] = fscanf(fid, %f, [2 2]); z e una matrice: z=[10 20; 30 40]

25 TEXTREAD Legge file ASCII organizzati in tabelle Prototipo della funzione [a b c ] = textread (filename, format, n) filename: nome del file da leggere format: come printf del C n: numero di righe da leggere. Se omesso, textread legge fino alla fine del file a, b, c, vettori colonna in cui verranno caricati i dati

26 ESEMPIO Si consideri il file chiamato test_input.dat contenente i seguenti dati: James Jones yes Sally Smith A No [nome cognome gruppo gpa eta risposta] = textread( test_input.dat, %s %s %s %f %d %s ); Se si desidera saltare una colonna, per esempio, quella dell età: [nome cognome gruppo gpa risposta] = textread( test_input.dat, %s %s %s %f %*d %s );

27 LETTURA DA FOGLIO DI CALCOLO A = xlsread( filename ) importa il file di Microsoft Excel filename.xls nella matrice A Alcuni fogli di calcolo salvano i dati nel formato.wk1 M = wk1read( filename ) per importare questi dati nella matrice M