Fondamenti di Informatica

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1 Fondamenti di Informatica Prof. Marco Lombardi A.A. 2017/18

2 OUTLINE Gestione File Caratteristiche dei File Apertura/Chiusura dei File Scrittura/Lettura dei File Importare Dati da File Grafici

4 I File 1/2 I file possono essere visti come contenitori permanenti di informazioni Il Sistema Operativo si occupa della loro gestione, offrendo ai programmatori la possibilità di Aprire/Chiudere un File Leggere/Scrivere un File Ecc.

5 I File 2/2 Potrebbe essere necessario Leggere un file e memorizzare in una variabile Scrivere in un file MATLAB fornisce diversi meccanismi per leggere/scrivere file

6 Apertura/Chiusura File 1/2 fid = fopen(percorso_del_file, modalita_apertura) La funzione fopen permette di aprire un file, memorizzato nel percorso indicato da percorso_del_file, nella modalità d apertura specificata da modalita_apertura La modalità di apertura (modalita_apertura) può essere in Scrittura (modalita_apertura = 'w') Lettura (modalita_apertura = 'r') Scrittura e lettura (modalita_apertura = 'w+' o modalita_apertura = 'r+') Append (modalita_apertura = 'a') Apre un file esistente o crea un nuovo file in scrittura, posizionandosi alla fine di tale file La funzione fopen restituisce il valore fid (file identifier), che è un identificatore associato al file aperto

7 Apertura/Chiusura File 2/2 fclose(fid) Sintassi La funzione fclose chiude il file identificato da fid Esempio di utilizzofopen ed fclose >> fid = fopen('c:\test.txt', 'r'); >> fclose(fid);

8 Apertura/Chiusura File 2/2 fclose(fid) Sintassi La funzione fclose chiude il file identificato da fid Esempio di utilizzofopen ed fclose >> fid = fopen('c:\test.txt', 'r'); >> fclose(fid); Percorso: 'C:\test.txt' Modalità di apertura: lettura ('r')

9 Scrittura File Le principali funzioni utilizzate da MATLAB per la scrittura su file sono fwrite ed fprintf N.B. Il file deve essere stato precedentemente aperto mediante la funzione fopen fwrite Scrive un array, passato come parametro, su un file specificato help fwrite per maggiori dettagli fprintf Scrive su file, secondo un formato specificato dall utente help fprintf per maggiori dettagli

10 Lettura File Le principali funzioni utilizzate da MATLAB per la lettura da file sono fread ed fscanf N.B. Il file deve essere stato precedentemente aperto mediante la funzione fopen fread Legge un array, di lunghezza specificata, da un file indicato tramite parametro help fread per maggiori dettagli fscanf Legge da file, specificando esplicitamente il formato dei dati help fscanf per maggiori dettagli

11 Lettura e Scrittura File (fgetl) In generale, i passi per copiare un file in un altro sono i seguenti: 1) Aprire file sorgente e file destinazione fid = fopen(percorso_del_file, modalita_apertura); 2) Leggere le linee del file sorgente, una per una, e memorizzale in una variabile linea = fgetl(fid); % help fgetl per maggiori informazioni 3) Scrivere tali linee nel file di destinazione fprintf(fid, formato, variabili); 4) Chiudere file sorgente e file destinazione fclose(fid);

12 Lettura e Scrittura File: Esempio Supponiamo di voler leggere il contenuto del file chiamato canto1.txt e copiarlo in un altro file chiamato canto1_copia.txt Nel mezzo del cammin di nostra vita mi ritrovai per una selva oscura, ché la diritta via era smarrita. Ahi quanto a dir qual era è cosa dura esta selva selvaggia e aspra e forte che nel pensier rinova la paura! Tant' è amara che poco è più morte; ma per trattar del ben ch'i' vi trovai, dirò de l'altre cose ch'i' v'ho scorte. Io non so ben ridir com' i' v'intrai, tant' era pien di sonno a quel punto che la verace via abbandonai. canto1.txt

13 Lettura e Scrittura File: Esempio 1 fid1 = fopen('canto1.txt', 'r'); fid = fopen('canto1_copia.txt', 'w'); linea = fgetl(fid1); while ischar(linea) fprintf(fid, '%s\n', linea); linea = fgetl(fid1); end fclose(fid1); fclose(fid); M-File Script copia.m

14 Importare Dati da File 1/4 Con la funzione importdata è possibile importare (mediante un solo comando) i dati da diversi tipi di file Testuali Comma-Separated Values (CSV) Ecc. help importdata per maggiori dettagli N.B. Non è necessario che il file sia stato aperto precedentemente (tramite fopen) N.B. Per importare nel Workspace di MATLAB dati letti da file, si consiglia l utilizzo di questa funzione.

15 Importare Dati da File 2/4 Esempio 1 1, 4, 6 4, 2, 5 6, 5, 4 matrice.txt >> A = importdata('matrice.txt'); A =

16 Importare Dati da File 2/4 Esempio 1 1, 4, 6 4, 2, 5 6, 5, 4 matrice.txt >> A = importdata('matrice.txt'); A = La virgola (simbolo,) è interpretata come separatore di colonne

17 Importare Dati da File 3/4 Esempio matrice.txt >> A = importdata('matrice.txt', ' '); A =

18 Importare Dati da File 3/4 Esempio matrice.txt >> A = importdata('matrice.txt', ' '); A = È possibile scegliere, mediante un opportuno parametro della funzione importdata, anche un delimitatore di colonne diverso dalla virgola (in questo esempio il delimitatore è uno spazio)

19 Importare Dati da File 4/4 Studenti/Voti esame Esame 1 Esame 2 Esame 3 Esame 4 Esame 5 Matricola Esempio 3 Matricola Matricola Matricola

20 Importare Dati da File 4/4 Studenti/Voti esame Esame 1 Esame 2 Esame 3 Esame 4 Esame 5 Matricola Esempio 3 Matricola Matricola Matricola File contenente dati testuali e dati numerici Studenti/Voti, E1, E2, E3, E4, E5 Matricola 1, 28, 25, 30, 23, 19 Matricola 2, 24, 27, 28, 21, 24 Matricola 3, 25, 25, 19, 18, 22 Matricola 4, 21, 30, 30, 22, 30 vs.txt

21 Importare Dati da File 4/4 Studenti/Voti esame Esame 1 Esame 2 Esame 3 Esame 4 Esame 5 Matricola Esempio 3 Matricola Matricola Matricola Nome del file Studenti/Voti, E1, E2, E3, E4, E5 Matricola 1, 28, 25, 30, 23, 19 Matricola 2, 24, 27, 28, 21, 24 Matricola 3, 25, 25, 19, 18, 22 Matricola 4, 21, 30, 30, 22, 30 vs.txt

22 Importare Dati da File 4/4 Esempio 3 La variabile file è di tipo struct Studenti/Voti, E1, E2, E3, E4, E5 Matricola 1, 28, 25, 30, 23, 19 Matricola 2, 24, 27, 28, 21, 24 Matricola 3, 25, 25, 19, 18, 22 Matricola 4, 21, 30, 30, 22, 30 vs.txt >> file = importdata('vs.txt'); file = data: [4x5 double] textdata: {5x6 cell}

23 Importare Dati da File 4/4 >> file = importdata('vs.txt'); file = data: [4x5 double] textdata: {5x6 cell} Esempio 3 vs.txt Studenti/Voti, E1, E2, E3, E4, E5 Matricola 1, 28, 25, 30, 23, 19 Matricola 2, 24, 27, 28, 21, 24 Matricola 3, 25, 25, 19, 18, 22 Matricola 4, 21, 30, 30, 22, 30 Tutti i dati numerici vengono memorizzati in data

24 Importare Dati da File 4/4 >> file = importdata('vs.txt'); file = data: [4x5 double] textdata: {5x6 cell} vs.txt Studenti/Voti, E1, E2, E3, E4, E5 Matricola 1, 28, 25, 30, 23, 19 Matricola 2, 24, 27, 28, 21, 24 Matricola 3, 25, 25, 19, 18, 22 Matricola 4, 21, 30, 30, 22, 30 Tutti i dati testuali (ad es., intestazione delle righe e delle colonne) vengono memorizzati in textdata Esempio 3

25 Importare Dati da File 4/4 Esempio 3 >> file = importdata('vs.txt'); file = data: [4x5 double] textdata: {5x6 cell} >> file.textdata Per accedere ai dati testuali ans = 'Studenti/Voti' ' E1' ' E2' ' E3' ' E4' ' E5' 'Matricola 1' '' '' '' '' '' 'Matricola 2' '' '' '' '' '' 'Matricola 3' '' '' '' '' '' 'Matricola 4' '' '' '' '' ''

26 Importare Dati da File 4/4 >> file = importdata('vs.txt'); Esempio 3 file = data: [4x5 double] textdata: {5x6 cell} >> A = file.data A = Per accedere ai dati numerici

27 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica Tramite la funzione uiimport è possibile selezionare, tramite interfaccia grafica, diverse opzioni per l import dei dati Tipo di separatore di colonna Numero di righe/colonne che occupa l intestazione Ecc. help uiimport per maggiori dettagli N.B. Non è necessario che il file sia stato aperto precedentemente (tramite fopen)

28 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica >> uiimport('data.txt')

29 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica >> uiimport('data.txt') N.B. 'data.txt' rappresenta il percorso (path relativo o assoluto) verso il file chiamato data.txt

30 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica Passo 1 >> uiimport('data.txt')

31 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica Passo 1 >> uiimport('data.txt') Impostare l opzione Delimited

32 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica Passo 1 >> uiimport('data.txt') Selezionare con il mouse il contenuto numerico (matrice) che si intende importare nel Workspace

33 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica Passo 1 >> uiimport('data.txt') Impostare Numeric Matrix

34 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica Passo 2 >> uiimport('data.txt')

35 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica Passo 2 >> uiimport('data.txt') Cliccare su Import Selection, per importare i dati nel Workspace

36 Importare Dati da File Tramite Interfaccia Grafica Passo 3 Infine, chiudendo la finestra precedente, nel Workspace di MATLAB verranno visualizzati i dati appena importati

38 Grafici in MATLAB 1/13 plot(x, y) MATLAB genera un grafico basandosi sull array x per l asse X e sull array y per l asse Y NOTA: Gli array x ed y devono essere della stessa lunghezza plot(x) MATLAB genera un grafico lineare basandosi sull array x sia per l asse X che per l asse Y Ciascun punto ha lo stesso valore sia per la coordinata sull asse X che per quella sull asse Y

39 Grafici in MATLAB 2/13 Esempio 1 (array x su asse X ed asse Y) x = [1:1:20] plot(x)

40 Grafici in MATLAB 3/13 Esempio 2 (array x su asse X ed array y su asse Y) x = linspace(-pi, pi); y = cos(x); plot(x,y)

41 Grafici in MATLAB 4/13 Possiamo salvare un grafico per poterlo usare altrove (esempio Microsoft Word, OpenOffice, TeX, ecc.) Andando sul menu «File» e «Save As»

42 Grafici in MATLAB 4/13 Possiamo salvare un grafico per poterlo usare altrove (esempio Microsoft Word, OpenOffice, TeX, ecc.) Andando sul menu «File» e «Save As»

43 Grafici in MATLAB 4/13 Possiamo salvare un grafico per poterlo usare altrove (esempio Microsoft Word, OpenOffice, TeX, etc) Andando sul menu «File» e «Save As» Alcuni formati supportati: JPEG BITMAP PDF TIFF

44 Grafici in MATLAB 4/13 Possiamo salvare un grafico per poterlo usare altrove (esempio Microsoft Word, OpenOffice, TeX, ecc.) Andando sul menu «File» Risultato: e «Save As»

45 Grafici in MATLAB 5/13 Colori e Stile di Indicatori e Linee Mediante la funzione plot è anche possibile personalizzare il grafico per quanto riguarda Colore Linea e Indicatori (detti anche marcatori o simboli) Stile Linea (tratteggiata, etc) Indicatori (cerchio, puntino, etc) plot(x, y, personalizzazione)

46 Grafici in MATLAB 5/13 Colori e Stile di Indicatori e Linee plot(x, y, personalizzazione) Esempio di personalizzazione plot(x, y, 'r^:') La stringa di personalizzazione r^: è composta da tre parti r ^ : Indica il colore di linea e indicatori Colore rosso (red) in questo esempio Indica lo stile degli indicatori Triangolo in questo esempio Indica lo stile della linea Punteggiata in questo esempio

47 Grafici in MATLAB 5/13 Colori e Stile di Indicatori e Linee plot(x, y, personalizzazione) Esempio di personalizzazione plot(x, y, 'r^:') Risultato plot Zoom Risultato plot

48 Grafici in MATLAB 6/13 Colori e Stile di Indicatori e Linee plot(x, y, '123') 1 Colori b blue g green (verde) r red (rosso) c cyan (ciano) m magenta y yellow (giallo) k black (nero) w white (bianco) default 2 Indicatori. punto o cerchio x croce a x + più s square (quadrato) ^ triangolo * stella h hexagon (esagono) p Pentagramma nessun indicatore 3 Stile Linea - continua : punteggiata -. punto+tratteggio -- tratteggiata nessuna linea

49 Grafici in MATLAB 6/13 Colori e Stile di Indicatori e Linee plot(x, y, '123') 1 Colori b blue g green (verde) r red (rosso) c cyan (ciano) m magenta y yellow (giallo) k black (nero) w white (bianco) default 2 Indicatori 3 Stile Linea. punto - continua o cerchio : punteggiata Non tutti i parametri sono x croce a x -. punto+tratteggio obbligatori + più -- tratteggiata s square (quadrato) nessuna linea ^ triangolo * stella h hexagon (esagono) p Pentagramma nessun indicatore

50 Grafici in MATLAB 6/13 Colori e Stile di Indicatori e Linee plot(x, y, '123') 1 Colori b blue g green (verde) r red (rosso) c cyan (ciano) m magenta y yellow (giallo) k black (nero) w white (bianco) default 2 Indicatori. punto o cerchio x croce a x + più s square (quadrato) ^ triangolo * stella h hexagon (esagono) p Pentagramma nessun indicatore 3 Stile Linea - continua : punteggiata -. punto+tratteggio -- tratteggiata nessuna linea

51 Grafici in MATLAB 7/13 Colori e Stile di Indicatori e Linee Esempi (sono stati usati x ed y definiti nell Esempio 3) 1. plot(x,y,'gs--') 2. plot(x,y,'mp') 3. plot(x,y,'kh:')

52 Grafici in MATLAB 8/13 Grafico con Informazioni Multiple Con il comando hold on è possibile creare un grafico che rappresenti più informazioni, mediante più linee e/o indicatori 1 x = linspace(0, 2*pi, 100); y1 = sin(x); y2 = sin(x pi / 4); hold on; plot(x,y1,'m^--'); plot(x,y2,'r*'); hold off;

53 Grafici in MATLAB 8/13 Grafico con Informazioni Multiple Con il comando hold on è possibile creare un grafico che rappresenti più informazioni, mediante più linee e/o indicatori x = linspace(0, 2*pi, 100); y1 = sin(x); y2 = sin(x pi / 4); hold on; plot(x,y1,'m^--'); plot(x,y2,'r*'); hold off; Da ora in poi tutti i grafici saranno sovraimpressi al grafico di partenza

54 Grafici in MATLAB 8/13 Grafico con Informazioni Multiple Con il comando hold on è possibile creare un grafico che rappresenti più informazioni, mediante più linee e/o indicatori x = linspace(0, 2*pi, 100); y1 = sin(x); y2 = sin(x pi / 4); hold on; plot(x,y1,'m^--'); plot(x,y2,'r*'); hold off; Annulla l effetto di -0.8hold on e genera un nuovo grafico, cancellando quelli vecchi

55 Grafici in MATLAB 8/13 Alcune Note Ogni volta che si utilizza il comando plot, esso sovrascrive l ultimo grafico che è stato creato A meno che non venga utilizzato il comando hold on È possibile creare/gestire più istanze di grafici contemporaneamente, senza sovrascriverne nessuna, mediante il comando figure help figure per maggiori informazioni Per chiudere tutte le istanze, si può usare il comando close all

56 Grafici in MATLAB 9/13 Personalizzazione Titoli ed Etichette Assi MATLAB permette di aggiungere varie etichette al grafico Esempio title('titolo') Aggiunge/Modifica l etichetta relativa al titolo del grafico xlabel('asse x') Aggiunge/Modifica l etichetta relativa all asse X ylabel('asse y') Aggiunge/Modifica l etichetta relativa all asse Y titolo linea 1 linea 2 linea 3 legend('linea 1', 'linea 2', 'linea 3') Aggiunge la leggenda al grafico asse y asse x

57 Grafici in MATLAB 10/13 MATLAB permette di creare più sotto-grafici all interno di una singola figura, mediante il comando subplot Esempio m = 2, n = 3 subplot(m, n, p) Crea una figura partizionata come una griglia, inizialmente vuota, composta da m righe ed n colonne p indica una posizione all interno della griglia (nell esempio, p varia da 1 a 6) Una volta specificata con subplot la posizione all interno della griglia, sarà possibile utilizzare la funzione plot (con gli opportuni parametri) per creare un sotto-grafico in tale posizione

58 Grafici in MATLAB 11/13 x = linspace(0,2*pi,100); y1 = sin(x); y2 = sin(x-pi/4); y3 = sin(x-pi/2); y4 = sin(x-2*pi/3);

59 Grafici in MATLAB 11/13 x = linspace(0,2*pi,100); y1 = sin(x); y2 = sin(x-pi/4); y3 = sin(x-pi/2); y4 = sin(x-2*pi/3); hold on; subplot(2,2,1);

60 Grafici in MATLAB 11/13 x = linspace(0,2*pi,100); y1 = sin(x); y2 = sin(x-pi/4); y3 = sin(x-pi/2); y4 = sin(x-2*pi/3); hold on; subplot(2,2,1); Crea una griglia di 2 righe e 2 colonne, ed imposta la posizione corrente a 1

61 Grafici in MATLAB 11/13 x = linspace(0,2*pi,100); y1 = sin(x); y2 = sin(x-pi/4); y3 = sin(x-pi/2); y4 = sin(x-2*pi/3); hold on; subplot(2,2,1); 1 2 Crea una griglia di 2 righe e 2 colonne, ed imposta la posizione corrente a 1 3 4

62 Grafici in MATLAB 11/13 x = linspace(0,2*pi,100); y1 = sin(x); y2 = sin(x-pi/4); y3 = sin(x-pi/2); y4 = sin(x-2*pi/3); hold on; subplot(2,2,1); plot(x,y1,'g^:'); Crea il primo grafico nella posizione 1

63 Grafici in MATLAB 11/13 x = linspace(0,2*pi,100); y1 = sin(x); y2 = sin(x-pi/4); y3 = sin(x-pi/2); y4 = sin(x-2*pi/3); hold on; subplot(2,2,1); plot(x,y1,'g^:'); subplot(2,2,2); plot(x,y2,'r*--');

64 Grafici in MATLAB 11/13 x = linspace(0,2*pi,100); y1 = sin(x); y2 = sin(x-pi/4); y3 = sin(x-pi/2); y4 = sin(x-2*pi/3); hold on; subplot(2,2,1); plot(x,y1,'g^:'); subplot(2,2,2); plot(x,y2,'r*--'); subplot(2,2,3); plot(x,y3,'k');

65 Grafici in MATLAB 11/13 x = linspace(0,2*pi,100); y1 = sin(x); y2 = sin(x-pi/4); y3 = sin(x-pi/2); y4 = sin(x-2*pi/3); hold on; subplot(2,2,1); plot(x,y1,'g^:'); subplot(2,2,2); plot(x,y2,'r*--'); subplot(2,2,3); plot(x,y3,'k'); subplot(2,2,4); plot(x,y4,'m+-.'); hold off; Output Finale:

66 Grafici in MATLAB 12/13 MATLAB fornisce anche un editor visuale per modificare le varie proprietà del grafico Titolo Etichette assi Griglie Font Tipo di grafico

67 Grafici in MATLAB 12/13 MATLAB fornisce anche un editor visuale per modificare le varie proprietà del grafico Titolo Etichette assi Griglie Font Tipo di grafico Cliccando due volte sul grafico si possono modificare le proprietà ad esso Gestione relative File e Grafici in MATLAB

68 Grafici in MATLAB 13/13 Altre Tipologie di Grafici Esempi Grafico a Barre Istogramma Grafico a Torta x = -2:0.2:2; y = x.* x; bar(x, y, 'r'); title('grafico a Barre'); y = [ ]; hist(y); title('istogramma'); x = [ ]; pie(x) title('grafico a Torta');