LOM3260 Computação científica em Python Informações sobre o curso

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1 LOM3260 Computação científica em Python Informações sobre o curso Prof. Luiz T. F. Eleno Departamento de Engenharia de Materiais Escola de Engenharia de Lorena Universidade de São Paulo 2018 LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 1 / 20

2 Plano de aula 1 Objetivos 2 Programa Resumido 3 Bibliografia 4 Apoio extra-classe 5 Organização do curso 6 Calendário 7 Projeto de software LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 2 / 20

3 Plano de aula 1 Objetivos 2 Programa Resumido 3 Bibliografia 4 Apoio extra-classe 5 Organização do curso 6 Calendário 7 Projeto de software LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 3 / 20

4 Objetivos A disciplina pretende: Fornecer ao aluno uma introdução à computação científica moderna, usando um dos códigos mais amigáveis e difundidos nos meios industrial e acadêmico: a linguagem Python e, principalmente, suas bibliotecas numéricas e gráficas mais populares: numpy, scipy, matplotlib e tkinter. Ao final do curso, o aluno estará capacitado a desenvolver programas complexos, de pequeno e médio porte, para solucionar problemas de engenharia que envolvam number crunching de grandes conjuntos de dados e criar correlações entre variáveis, usando métodos numéricos como ajuste de mínimos quadrados multivariável, desenvolvimento de modelos dinâmicos e simulação numérica de problemas em forma diferencial. LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 4 / 20

5 Plano de aula 1 Objetivos 2 Programa Resumido 3 Bibliografia 4 Apoio extra-classe 5 Organização do curso 6 Calendário 7 Projeto de software LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 5 / 20

6 Programa Resumido Programação em Python: 1. Introdução à programação em Python 2. Palavras-chave em Python; rotinas e funções 3. Classes 4. numpy e o conceito de slicing e indexing de arrays 5. Gráficos e animações com matplotlib 6. Criação de interfaces gráficas com o usuário usando matplotlib.widgets e tkinter Métodos numéricos: 1. Zeros de funções 2. Interpolação 3. Integração 4. Sistemas de equações lineares 5. Ajuste por mínimos quadrados 6. Sistemas de equações diferenciais Implementação 1. códigos caseiros 2. usando as bibliotecas numpy e scipy, entre outras LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 6 / 20

7 Plano de aula 1 Objetivos 2 Programa Resumido 3 Bibliografia 4 Apoio extra-classe 5 Organização do curso 6 Calendário 7 Projeto de software LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 7 / 20

8 Bibliografia 1. Hans Petter Langtangen. A Primer on Scientific Programming with Python, 2nd ed, Hans Petter Langtangen. Python Scripting for Computational Science, Matt Telles. Python Power, Mark Lutz. Programming Python, 3rd ed, Jos Thijssen. Computational Physics, Philipp O.J. Scherer. Computational Physics, NumPy community, Numpy Reference, Scipy community, Scipy Reference Guide, John Hunter, Darren Dale, Eric Firing, Michael Droettboom, Matplotlib Manual, Recursos online disponibilizados pelo Serviço de Bibliotecas da USP LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 8 / 20

9 Python Uma linguagem precisa de bibliotecas LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 9 / 20

10 Para saber mais: tutoriais Tutoriais Numpy: Matplotlib: Matplotlib animation: LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 10 / 20

11 Plano de aula 1 Objetivos 2 Programa Resumido 3 Bibliografia 4 Apoio extra-classe 5 Organização do curso 6 Calendário 7 Projeto de software LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 11 / 20

12 Apoio extra-classe Moodle da USP Moodle Mobile app LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 12 / 20

13 Plano de aula 1 Objetivos 2 Programa Resumido 3 Bibliografia 4 Apoio extra-classe 5 Organização do curso 6 Calendário 7 Projeto de software LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 13 / 20

14 Organização do curso Método O curso será ministrado na forma de aulas expositivas e aulas práticas no computador. É muito importante resolver exercícios em sala de aula e em casa! Critério de avaliação A nota final (N f ) na disciplina será composta da média de Listas de exercícios (L) e um Projeto em equipe (P): N f = 0.25L P A nota do projeto (P) tem duas partes: P = 0.8P e + 0.2P i sendo P e : nota da equipe, atribuída pelo professor P i : nota individual, atribuída pelos membros da equipe não podem ser todas iguais e max P i = P e diferença mínima de 0.15 ponto entre quaisquer duas notas Requisitos para aprovação N f 5 e frequência 70%; Recuperação se 3 N f < 5 e frequência 70%. Obs.: Nesse curso, por razões práticas, usaremos o ponto (.) como separador decimal, ao invés da vírgula (,). Mas isso não é correto em outros contextos! LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 14 / 20

15 Plano de aula 1 Objetivos 2 Programa Resumido 3 Bibliografia 4 Apoio extra-classe 5 Organização do curso 6 Calendário 7 Projeto de software LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 15 / 20

16 Calendário Semana Data Atividade 1 02/08 Python e bibliotecas numéricas/gráficas 2 09/08 Condicionais, repetição e funções 3 16/08 Zero de funções 4 23/08 Interpolação 5 30/08 Entrega da Lista 1 06/09 Semana da pátria não haverá aula 13/09 não haverá aula 20/09 Semana acadêmica não haverá aula 6 27/09 Classes Integração numérica 7 04/10 Sistemas de equações lineares 8 11/10 Entrega da Lista /10 Ajuste de curvas 10 25/10 Definição final dos projetos 11 01/11 Equações diferenciais ordinárias 12 08/11 Interfaces gráficas com o usuário 15/11 Feriado não haverá aula 13 22/11 Entrega da Lista /11 Montagem dos projetos 15 06/12 Apresentação dos projetos LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 16 / 20

17 Plano de aula 1 Objetivos 2 Programa Resumido 3 Bibliografia 4 Apoio extra-classe 5 Organização do curso 6 Calendário 7 Projeto de software LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 17 / 20

18 Projeto de software Arquivos de entrada Linha de comando Design TUI (Textbased User Interface) Classes Rotinas Notebooks GUI (Graphical User Interface) Entrada de dados (input) Wrappers Código Arquivos de configuração Funções Licença Objetivo: a criação do software começa aqui! Projeto de software Alvo: usuário Algoritmos Arquivos de saída Manual Documentação Comentários no código Saída de dados (output) Gráficos Tutorial Terminal (linha de comando) Inline help Mensagens LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 18 / 20

19 Características do projeto: Utilizar recursos da linguagem Python e suas bibliotecas Implementar técnicas numéricas para a resolução de problemas de interesse Prover uma interface com o usuário amigável e bem documentada recomenda-se markdown HTML para a documentação Apresentar resultados em forma gráfica e textual Método de trabalho Software development team O projeto deve ser realizado em equipe Ele deve conter (pelo menos) as seguintes responsabilidades: desenvolvimento e implementação de algoritmos gerenciamento de documentação criação e layout de interfaces controle de versões e distribuição Todos os projetos serão criados, armazenados e distribuídos usando o Github: LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 19 / 20

20 Algumas ideias... Algumas ideias devem servir apenas de inspiração para criar o próprio projeto: LOM3260 (EEL-USP, 2018) Computação em Python Info Prof. Luiz T. F. Eleno 20 / 20

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