Computação Científica com Python

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1 Computação Científica com Python

2 Conteúdo 1ª Parte Baixando e instalando os principais módulos do Python; Primeiro contato, usando o Python como uma calculadora; Tipos de dados e objetos; Sintaxe da linguagem Python; Loops e controle de fluxo; Leitura e escrita de arquivos; Programa básico para plotagem de série temporal; Plotagem de mapa topo-batimétrico com contorno de linha de costa.

3 Baixando e instalando os principais módulos do Python O interpretador do PYTHON para sistema windows pode ser baixado pelo seguinte link Esta versão é tem maior estabilidade e compatibilidade

4 Baixando e instalando os principais módulos do Python Baixe o instalador do aplicativo PIP nesse link Clique com o botão direito na pagina e peça para salvar como que o download será iniciado. O aplicativo PIP serve para baixar e instalar ou atualizar os módulos do PYTHON de maneira automática. Para instalar o PIP basta clicar com o botão direito e mandar abrir com IDLE, que é o interpretador do PYTHON. Como o instalador PIP é um programa escrito em PYTHON (extensão ".py") você precisa executá-lo usando o IDLE. Para executar o instalador basta clicar no menu Run e em seguinda Run Module, ou simplesmente apertar a tecla F5.

5 Baixando e instalando os principais módulos do Python Instale o módulo numérico Numpy, que serve para o operações matemáticas em matrizes, muito importante para manipulação de matrizes de dados ambientais. O Numpy permite operações em matrizes de forma muito similar ao Matlab. Para instalar o Numpy você vai usar o instalador PIP, que automaticamente vai baixar e instalar a versão compatível mais atual. Abra o prompt de comando e digite: pip install numpy Instale também o módulo Scipy, para ter acesso a diversas ferramentas de computação científica, desde ferramentas estatísticas, de analise de sinais, de geoprocessamento dentre outras. Abra o prompt de comando e digite: pip install scipy

6 Baixando e instalando os principais módulos do Python Instale o modulo gráfico do Python, o Matplotlib, que serve para elaboração de figuras, como mapas e gráficos. Abra o prompt de comando e digite: pip install matplotlib Instale o modulo Pyshp para ler arquivos shapefile. Abra o prompt de comando e digite: pip install pyshp Instale um editor de programas Python. Existem muitas interfaces para edição de programas em linguagem Python, o próprio IDLE já serve para isso. Existem vários disponíveis, o meu favorito é o Pyscripter que pode ser baixado no link: O Pyscripter tem uma interface bastante amigável, similar à interface do sistema Matlab, com recursos que facilitam a edição e testes dos programas.

7 Primeiro contato, usando o Python como uma calculadora O interpretador do PYTHON funciona como uma calculadora sofisticada. Abra o interpretador e digite os comandos e veja os resultados clicando em enter. PYTHON permite vários formatos numéricos: 1. Inteiro (int): 1 2. Real de ponto flutuante (float): Complexo (complex): (3 + 4j)

8 Primeiro contato, usando o Python como uma calculadora O interpretador do PYTHON funciona como uma calculadora sofisticada. Abra o interpretador e digite os comandos e veja os resultados clicando em enter. PYTHON permite vários formatos numéricos: 1. Inteiro (int): 1 2. Real de ponto flutuante (float): Complexo (complex): (3 + 4j)

9 Tipos de dados e objetos strings: sequencia imutável de caracteres 'cruzeira', u'jararaca', "bothrops" bytes: sequencia imutável de bytes integer: número de precisão fixa, de magnitude ilimitada 1, , 12 float: número de ponto utuante de precisão variável , 6.02E23 complex: número complexo com parte real e imaginária lista: lista (heterogênea) de objetos tupla: lista imutável de objetos (9, 'F', 2) dicionário: conjunto associativo {'idade': 21, 'nome': 'Jonas' } set: conjunto não ordenado, itens não repetidos {2, 6, 1, 0} b'abde22 00' 3+2.5j [1, 'ABC', 2+1j]

10 Tipos de dados e objetos Operações com Listas >>> x = [5,12,13,200] # cria lista >>> x [5, 12, 13, 200] >>> x.append(-2) # acrescenta -2 no final >>> x [5, 12, 13, 200, -2] >>> del x[2] # remove item 3 >>> x [5, 12, 200, -2] >>> z = x[1:3] # fatia do vetor": elementos do indice 1 até 3(exclusive) >>> z [12, 200] >>> yy = [3,4,5,12,13] # outra lista >>> yy[3:] # todos elementos a partir do indice 3(inclusive) [12, 13] >>> yy[:3] # todos elementos até indice 3(exclusive) [3, 4, 5] >>> yy[-1] # último elemento (um contando do final) 13 >>> x.insert(2,28) # insere 28 no indice 2 (posição 3) >>> x [5, 12, 28, 200, -2] >>> 28 in x # testa se 28 está em x; True(1) ou False(0) 1 >>> 13 in x 0 >>> x.index(28) # retorna o índice do elemento cujo valor 28 2 >>> x.remove(200) # remove o elemento cujo valor é 200

11 Tipos de dados e objetos Operações com Listas s[i] = J substitui elemento s[i:j] = T substitui grupo de elementos s.append(x) adiciona elemento s.index(x) retorna o índice do valor x s.insert(i,x) adiciona x na posicao i s.remove(x) remove elemento x s.reverese() inverte a ordem s.sort() ordena lista >>> s = [1,1,2,3,5,8] >>> s[2] = 'a' >>> s [1, 1, 'a', 3, 5, 8] >>> s.index(5) 4 >>> s.insert(2,'dois') >>> s [1, 1, 'dois', 'a', 3, 5, 8] >>> s.reverse() >>> s [8, 5, 3, 'a', 'dois', 1, 1] >>> s.sort() >>> s [1, 1, 3, 5, 8, 'a', 'dois'] >>> help(s)

12 Sintaxe e estrutura de código da linguagem Python Codificação de texto (geralmente latin1, cp1252 ou utf-8) Estrutura baseada em identação

13 Sintaxe e estrutura de código da linguagem Python O Python é uma linguagem orientada a objeto. Sendo assim, as variáveis atributos (dados) e métodos (rotinas associadas ao objeto) são acessados usando ponto., sendo que os métodos devem ser sempre seguidos de parênteses s.index(x) retorna o índice do valor x s.append(x) adiciona elemento s.reverese() inverte a ordem

14 Loops e Controle de Fluxo Laços são estruturas de repetição, geralmente usados para processar conjuntos de dados, tais como linhas de um arquivo ou registros de um banco de dados, que precisam ser processados por um mesmo bloco de código

15 Programa básico para plotagem de série temporal Exemplo de arquivo de precipitação de chuva temporal.txt

16 Programa básico para plotagem de série temporal Exemplo de arquivo de precipitação de chuva

17 Programa básico para plotagem de série temporal Exemplo de arquivo de precipitação de chuva

18 Programa básico para plotagem de série temporal Exemplo de arquivo de precipitação de chuva

19 Programa básico para plotagem de série temporal Exemplo de arquivo de precipitação de chuva

20 Programa básico para plotagem de mapa de batimetria Dados de batimetria xyzbat.txt Arquivo shapefile de linha de costa da BTS Lc_BTS.shp

21 Programa básico para plotagem de mapa de batimetria

22 Programa básico para plotagem de mapa de batimetria

23 Programa básico para plotagem de mapa de batimetria

24 Programa básico para plotagem de mapa de batimetria

25 Obrigado pela atenção Duvidas e sugestões: taoan@oceanauta.com.br taoansf@gmail.com