Informática para Ciências e Engenharias (B) 2015/16. Teórica 8

Transcrição

1 Informática para Ciências e Engenharias (B) 2015/16 Teórica 8

2 Na aua de hoje Organização de um disco. Sistema de ficheiros. Ficheiros de texto e binários. Operações sobre ficheiros de texto.

3 Ficheiros Ficheiros

4 Ficheiros Organização de um disco. Sistema de ficheiros. Ficheiro: espaço de endereçamento ogicamente contíguo acessíve através de um identificador único (nome). contém uma sequência de bytes que pode ser interpretada como Dados: texto, imagem, som, etc.; ou Programas: (texto, binário).

5 Ficheiros Ficheiro: é persistente, geramente guardado no disco rígido, cartão de memória, etc. Disco: O SO encarrega-se de gerir os ficheiros e os discos em que estes residem. A organização do disco é escondida aos programadores e utiizadores.

6 Disco Disco: contém várias superfícies (patters).

7 Disco Disco: contém várias superfícies (patters). Uma superfície contém pistas (tracks) concêntricas e dividese em sectores, que também dividem a pista. Os dados na pista são organizados em bocos.

8 Disco Tempo de Acesso Tempo de seek : tempo requerido para atingir a pista desejada Tipicamente entre 8 e 20 miissegundos

9 Disco Tempo de Acesso Latência de rotação: tempo necessário para que o disco rode até ao sector pretendido Tipicamente entre 2 e 5 miissegundos

10 Disco Tempo de Acesso Tempo de transferência: tempo para transferir do disco para a memória muito mais pequeno do que os tempos anteriores.

11 Ficheiros e Discos Escrita num ficheiro A informação é transferida da RAM para o disco.

12 Ficheiros e Discos Escrita num ficheiro Os dados ficam fragmentados no disco mas o SO apresentaos como contíguos (o ficheiro) (desfragmentar)

13 Tipos de Ficheiros Todos os ficheiros contêm bytes Cada byte é um número de 0 a 255, em binário (conjunto de bits) Quaquer ficheiro só contém bytes. Mas, conceptuamente, categorizamos os ficheiros de acordo com a interpretação que fazemos dos vaores.

14 Tipos de Ficheiros Ficheiros de texto Os bytes são interpretados como caracteres imprimíveis: etras maiúscuas e minúscuas, agarismos e sinais de pontuação. A codificação usada é a ASCII ou uma derivada desta. Essenciamente, um ficheiro de texto é um ficheiro codificado com esta convenção.

15 Tipos de Ficheiros Ficheiros binários A interpretação do seu conteúdo está a cargo do programa que o utiiza; pode conter bytes que não correspondem a caracteres imprimíveis. Podem ser dados (inteiros, reais), programas (códigos máquina de um dado CPU), sons (segundo uma codificação como o MP3), imagens (codificadas num formato como o JPEG), fimes (MPEG, por exempo), etc.

16 Tipos de Ficheiros Exempo: ficheiro de texto (compara.m) function igua=compara(s1,s2) % igua=compara(s1,s2) % devove true se as strings forem iguais a menos % de posicoes marcadas com? if ength(s1)==ength(s2) pos = 1; whie (pos<=ength(s1)) &&...

17 Tipos de Ficheiros Exempo: ficheiro de texto (compara.m) espaço f u n c t i o n i g u a = c Mudança de inha (carriage return, ine feed)

18 Tipos de Ficheiros Exempo: ficheiro binário (wav)

19 Tipos de Ficheiros Exempo: ficheiro binário (wav)

20 Tipos de Ficheiros Exempo: ficheiro binário (wav)

21 Sistemas de Ficheiros O sistema de ficheiros está organizado hierarquicamente em árvore ( invertida ). Raiz (a directoria do topo) C:\ (Windows) Ramos (as outras directorias). Cada directoria pode conter ficheiros e outras (sub-) directorias. Fohas (ficheiros). Nesta árvore, a pesquisa de um ficheiro é eficiente.

22 Sistemas de Ficheiros Raiz C:\ Programas Programas Matab Office word.exe Office Users Luis ICE Word.exe... C:\ Users Luis

23 Sistemas de Ficheiros O separador (\ em Windows) indica que a subdirectoria ou ficheiro está ocaizados numa directoria. O caminho para o ficheiro (pathname) pode ser: Absouto: competo a partir da raiz C:\users\am.fonseca\ICE\aheta.m Reativo: a partir da directoria corrente (C:\users\am.fonseca). ICE\aheta.m

24 Sistemas de Ficheiros Notações especiais (que podem ser usadas nos caminhos):. (ponto) representa a directoria corrente;.. (dois pontos) representa a directoria pai da directoria corrente. O comando cd <nomedadirectoria> muda a directoria corrente.

25 Sistemas de Ficheiros O sistema de ficheiros está organizado hierarquicamente em árvore ( invertida ). Raiz (a directoria do topo) C:\ (Windows) Ramos (as outras directorias). Cada directoria pode conter ficheiros e outras (sub-) directorias. Fohas (ficheiros). Nesta árvore, a pesquisa de um ficheiro é eficiente.

26 Acesso aos Ficheiros Para er ou escrever num ficheiro é preciso abrir o ficheiro Ou seja, pedir ao sistema operativo que nos dê acesso ao ficheiro. No fina é preciso fechar o ficheiro Ou seja, notificar o sistema operativo de que já não estamos a usar o ficheiro

27 Acesso aos Ficheiros O acesso ao ficheiro é sequencia À medida que se ê ou escreve avança-se no ficheiro Posição corrente Leitura de neems de tamanho T Ao desocamento corrente é somado neems*t. Início Fim Posição corrente após a eitura

28 Acesso aos Ficheiros Em MATLAB Função fopen pede acesso ao ficheiro (ao sistema operativo) e devove um identificador que depois usamos para aceder ao ficheiro 'r' para eitura 'w' para escrita fich = fopen( nomeficheiro, 'r' ) fich = fopen( nomeficheiro, 'w' ) Em caso de erro devove -1, um número positivo se tudo correr bem.

29 Acesso aos Ficheiros Em MATLAB Função fcose fecha o ficheiro notificando o sistema operativo para que o iberte res = fcose(fich) fcose(fich) % se não é preciso res Em caso de erro devove -1, 0 se tudo correr bem.

30 Acesso aos Ficheiros Escrever no ficheiro, em MATLAB fprintf para escrever uma string inserindo e formatando vaores adicionais em que a formatação é indicada por % %i inteiro, decima %f fraccionári %.2f fracionário com 2 casas decimais %% sina de percentagem \n mudança de inha \t tab Nota: omitindo o identificador fich, escreve na consoa

31 Acesso aos Ficheiros Ler do ficheiro, em MATLAB Função fget permite er uma inha do ficheiro Ou seja, um conjunto de bytes, até encontrar os caracteres de mudança de inha. inha = fget(fich) Devove -1 se passa o fim do ficheiro. Função feof devove true se já chegámos ao fim do ficheiro, fase caso contrário. feof(fich)

32 Cacuar Pauta Exempo 1: Cacuar Pauta

33 Cacuar Pauta Queremos obter no ficheiro pauta.txt a pauta da avaiação contínua de ICE A nota fina de um auno é: Um inteiro entre 10 e 20, se aprovado; Admitido se reprovou pode vir a exame; Excuído se está definitivamente reprovado.

34 Cacuar Pauta Temos as notas dos trabahos (TP1 e TP2) e dos testes (T1 e T2) numa foha de cácuo Mas tem um formato binário ou codificado em XML...

35 Cacuar Pauta Copiamos para um editor de texto simpes e gravamos como texto. notas.txt Mehor: Guardamos a foha de cácuo directamente num formato texto.

36 Cacuar Pauta Seguidamente, precisamos de Ler o ficheiro para uma matriz com 5 counas Número, TP1,TP2, T1, T2 Cacuar a pauta da avaiação Usar a função cacuapauta Gravar a matriz cacuada no ficheiro pauta.txt

37 Cacuar Pauta Já temos funções para cacuar a pauta function pauta = cacuapauta(notas) recebe a matriz com as notas e devove a pauta com o número na primeira couna e a nota na segunda function nota = cacuanota(notas) devove -1 se não obteve frequência, CompTP arredondada se não teve nota mínima nesta, ou a média ponderada de CompTP e CompL arredondada. function res=arredonda(vaor,casasdec) arredonda o vaor para o número de casas decimais indicado

38 Cacuar Pauta Vamos então anaisar os outros passos Ler o ficheiro para uma matriz com as notas function notas = enotas(nomefich) Gravar a matriz cacuada no ficheiro function gravapauta(pauta,nomefich) Juntar tudo function gerapauta(nomenotas,nomepauta)

39 Cacuar Pauta

40 Cacuar Pauta Abre o ficheiro para eitura e guarda o identificador, necessário para as outras funções.

41 Cacuar Pauta A primeira inha (o cabeçaho Número TP1, etc) não interessa. Mas temos de a er para avançar a posição no ficheiro.

42 Cacuar Pauta Enquanto não chegamos ao fim do ficheiro, emos uma inha, convertemos em vector numérico e acrescentamos como uma nova inha na matriz. (Matriz iniciamente vazia)

43 Cacuar Pauta É importante fechar o acesso ao ficheiro para o sistema operativo permitir que outros processos acedam ao ficheiro.

44 Cacuar Pauta Testar a eitura das notas octave:21> enotas('notas.txt') ans = e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e+01...

45 Cacuar Pauta Abre o ficheiro para escrita e escreve o cabeçaho. \t é um tabuador, \n para mudar de inha

46 Cacuar Pauta Para cada inha da pauta escreve o número, um tab, e o vaor (inteiro) da nota ou o texto.

47 Cacuar Pauta No caso da escrita fechar o ficheiro não só iberta o ficheiro mas eva o sistema operativo a escrever os dados que tenham ficado retidos em cache

48 Cacuar Pauta Testar com uma pauta simpificada octave:8> pauta=[1,-1;2,9;3,14] pauta = octave:9> gravapauta(pauta,'testepauta.txt') Ler ficheiro produzido ( testepauta.txt) Auno Nota 1 Excuído 2 Admitido 3 14

49 Cacuar Pauta Juntar tudo

50 Cacuar Pauta Testar com as notas ida do ficheiro octave:9> gerapauta('notas.txt','pauta.txt') Número TP1 TP2 T1 T Auno Nota Excuído Excuído Admitido Excuído Admitido Admitido Excuído Admitido Admitido...

51 Cacuar Pauta Exempo 2: variante, istagem

52 Cacuar Pauta Mesmo probema de criar a pauta, mas a partir de uma istagem dos aunos e trabahos: número [TP1:] [TP2:] [T1:] [T2:] Nota: Os eementos em fata são TP1:3.3 TP2:1.6 T1:7.4 T2: TP1:4.9 T2: TP1:11.3 TP2:14.9 T1:14.8 T2:3.9...

53 Cacuar Pauta O probema é o mesmo, mas há que substituir a função que ê as notas: function notas = enotas(nomefich) por uma que as eia no novo formato de ista function notas = eistanotas(nomefich)... e substituir a função que junta tudo function geradaista(nomenotas,nomepauta)

54 Cacuar Pauta Agoritmo para er a ista de eementos de avaiação: A matriz notas começa vazia Enquanto não termina o ficheiro Se a inha contém TP1:, TP2:, etc, converter número e copiar para a posição respectiva da útima inha da matriz Caso contrário copiar o número para a primeira couna de uma inha nova na matriz, com as restantes counas a 0.

55 Cacuar Pauta Agoritmo para er a ista de eementos de avaiação: Se a inha contém TP1:, TP2:, etc, usar findstr verificar se o resutado não é um vector vazio ength( ) ~= 0 ou ~isempty( )

56 Cacuar Pauta

57 Cacuar Pauta Se a inha tem agum destes eementos, é preciso copiar o vaor para a céua certa

58 Cacuar Pauta Caso contrário é preciso criar uma inha nova com o número e 0 nos eementos de avaiação.

59 Cacuar Pauta Testar a eitura das novas notas octave:11> eistanotas('istagem.txt') ans = TP1:3.3 TP2:1.6 T1:7.4 T2: TP1:4.9 T2: TP1:11.3 TP2:14.9 T1:14.8 T2:3.9...

60 Cacuar Pauta Na reaidade octave:11> eistanotas('istagem.txt') ans = e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e TP1:3.3 TP2:1.6 T1:7.4 T2: TP1:4.9 T2: TP1:11.3 TP2:14.9 T1:14.8 T2:3.9...

61 Cacuar Pauta Juntar tudo de novo

62 Cacuar Pauta Testar a eitura das notas geradaista('istagem.txt','pautaista.txt') pautaista.txt Auno Nota Excuído Excuído Admitido Excuído Admitido Admitido Excuído Admitido Admitido TP1:3.3 TP2:1.6 T1:7.4 T2: TP1:4.9 T2: TP1:11.3 TP2:14.9 T1:14.8 T2:3.9...

63 Para estudar a aua de hoje Manua do Octave Capítuo 14 Tem várias funções que podem ser úteis (ou confusas) Estas secções focam particuarmente o que demos aqui: Opening and Cosing Fies Line-Oriented Input Formatted Output

64 Dúvidas?