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MATLAB programación – versión 0



    Prefacio

    Este documento inicial es una contribución
    bibliográfica para los estudiantes que toman un primer
    curso de Programación de Computadoras a nivel
    universitario con el soporte de MATLAB. El contenido de esta obra
    no tiene pre-requistos, solamente el interés en conocer un
    lenguaje actual que sea simple y versátil para resolver
    computacionalmente problemas de diferente nivel de
    complejidad.

    El origen es la experiencia desarrollada por el autor
    impartiendo estos cursos en el Instituto de Ciencias
    Matemáticas (Departamento de Matemáticas
    actualmente) para estudiantes de ingeniería de la ESPOL y
    contiene parte del material desarrollado mediante ejemplos
    típicos para decsribir los conceptos algorítmicos
    en forma práctica y que son la base para resolver
    problemas más complejos.

    El énfasis es el componente algorítmico en
    la solución de problemas y usa como soporte computacional
    el programa MATLAB que contiene un amplio repertorio de funciones
    para aplicaciones numéricas, gráficas y
    simbólicas y dispone además de un lenguaje de
    programación muy simple y general. Combinando estos
    componentes se tiene un instrumento computacional muy potente
    para resolver problemas en áreas muy diversas en
    ingeniería, matemáticas y otras
    ciencias.

    En este segundo documento se describe el componente
    programable de MATLAB el cual requiere usar instrucciones cuya
    sintaxis es muy simple pero suficiente para resolver problemas
    más complejos. Este componente es obligatorio para los
    estudiantes que desean desarrollar su capacidad lógica
    para enfrentar la solución de problemas para cuya
    solución no es suficiente el componente interactivo de
    MATLAB.

    Otro objetivo importante al escribir estos documentos es
    el desarrollo de textos digitales para ser usados en
    línea, reduciendo el consumo de papel y tinta,
    contribuyendo así con el cuidado del medio ambiente. Una
    ventaja adicional de los libros virtuales es la facilidad para
    actualizar y mejorar continuamente su contenido.

    El contenido ha sido compilado en formato pdf. El
    tamaño del texto en pantalla es controlable, contiene un
    índice electrónico para facilitar la
    búsqueda de temas y, dependiendo de la versión del
    programa de lectura de este formato, se pueden usar las
    facilidades disponibles para resaltar digitalmente texto,
    insertar comentarios, notas, enlaces, revisiones, búsqueda
    por contenido, lectura, etc.

    Este documento es de libre uso y distribución. Su
    realización ha sido factible por el apoyo de la
    Institución a sus profesores en el desarrollo de las
    actividades académicas

    Luis Rodríguez Ojeda,
    M.Sc.

    Escuela Superior Politécnica del
    Litoral, ESPOL Facultad de Ciencias Naturales y
    Matemáticas Departamento de
    Matemáticas

    Guayaquil, Ecuador

    1
    Introducción

    1.1 Objetivo y requisitos

    Proporcionar los conocimientos básicos para usar
    las facilidades de programación del entorno de MATLAB. Se
    supondrá que los interesados tienen alguna experiencia
    previa usando el componente interactivo de MATLAB y al menos el
    conocimiento elemental de la lógica
    matemática.

    1.2
    Metodología

    Mediante explicaciones basadas en los ejemplos incluidos
    en este documento, el usuario puede adquirir en forma progresiva
    los conocimientos necesarios para programar en MATLAB. El
    desarrollo de variados ejercicios proporcionará la base
    para extenderlos y aplicarlos a la resolución de problemas
    complejos.

    Para facilitar el aprendizaje se sugiere abrir dos
    ventanas en la pantalla de su computador, una con el programa
    MATLAB y otra con este documento, entonces puede escribir cada
    ejemplo en la ventana de edición de MATLAB y probarlo
    interactivamente.

    1.3 Un modelo
    para resolver problemas con el computador

    El análisis y diseño de
    soluciones computacionales es una ciencia que facilita el uso
    eficiente del poder de las computadoras para resolver
    problemas.

    Para complementar el desarrollo de estas soluciones, es
    adecuado usar un lenguaje computacional simple, general y
    eficiente como el que proporciona MATLAB el cual dispone
    además de gran cantidad de recursos para cálculo
    numérico, manejo simbólico, visualización y
    programación en diversas áreas del
    conocimiento.

    Monografias.com

    Suponer un problema que debemos resolver y que
    está en nuestro ámbito de conocimiento.

    En la etapa de Análisis se debe estudiar y
    entender el problema: sus características, las variables y
    los procesos que intervienen. Asimismo, se deben definir los
    datos necesarios y el objetivo esperado. El resultado de esta
    etapa son las especificaciones detalladas de los requerimientos
    que en algunos casos se puede expresar mediante modelos
    matemáticos.

    En la etapa de Diseño se procede a
    elaborar los procedimientos necesarios para cumplir con los
    requerimientos especificados en el análisis, incluyendo
    fórmulas, tablas, etc. El objeto resultante se denomina
    algoritmo.

    En la etapa de Instrumentación, si el
    problema es simple, se puede obtener la solución
    interactuando directamente mediante instrumentos disponibles en
    el entorno computacional. Si el problema es más complejo,
    deben construirse los programas y organizar los datos
    necesarios.

    Al concluir la etapa de la instrumentación, se
    realizan las pruebas de los programas y posteriormente la
    instalación y operación. Debe preverse la necesidad
    de efectuar mantenimiento y cambios para ajustarlos al entorno en
    el que se usarán los programas.

    Este proceso necesita planificación y alguna
    sistematización para que se desarrolle en forma eficiente,
    siendo imprescindible seguir normas y mantener una
    documentación adecuadas.

    Los Instrumentos computacionales modernos tales como
    MATLAB contienen instrucciones que pueden usarse directamente
    para resolver muchos problemas. Sin embargo, en general, la
    resolución de problemas requiere una planificación
    previa antes de su instrumentación.

    2
    Algoritmos

    Un algoritmo es una descripción ordenada de las
    instrucciones que deben realizarse para resolver un problema en
    un tiempo finito.

    Para crear un algoritmo es necesario conocer en forma
    detallada el problema, las variables, los datos que se necesitan,
    los procesos involucrados, las restricciones, y los resultados
    esperados.

    La descripción del algoritmo debe orientarse a la
    instrumentación computacional final. Sin embargo, cuando
    los problemas son simples, puede omitirse la elaboración
    física del algoritmo e ir directamente a la
    codificación en el lenguaje computacional.

    2.1 Estructura de
    un algoritmo

    Un algoritmo es un objeto que debe comunicarse con el
    entorno. Por lo tanto debe incluir facilidades para el ingreso de
    datos y la salida de resultados.

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    2.2
    Descripción de algoritmos

    Para escribir algoritmos se pueden usar diferentes
    notaciones: textual, gráfica, o simbólica, pero
    para que una notación sea útil debe poseer algunas
    características que permitan obtener algoritmos
    fáciles de entender y aplicar:

    1) Las instrucciones deben ser simples para
    su utilización.

    2) Las instrucciones deben ser claras y
    precisas.

    3) Debe incluir suficientes instrucciones
    para describir la solución de problemas simples y
    complejos.

    4) Preferentemente, las instrucciones deben
    tener orientación computacional.

    Los algoritmos deben ser reproducibles, es decir que al
    ejecutarse deben entregar los mismos resultados si se utilizan
    los mismos datos.

    2.3
    Definiciones

    a) Proceso

    Conjunto de acciones realizadas al ejecutar
    las instrucciones descritas en un algoritmo.

    b) Estado

    Situación de un proceso en cada
    etapa de su realización, desde su inicio hasta su
    finalización. En cada etapa, las variables pueden
    modificarse.

    c) Variables

    Símbolos con los que se representan
    los valores que se producen en el proceso. Componentes de una
    variable

    Nombre: Identificación de cada
    variable Dominio: Tipo de datos asociado a una variable
    Contenido: Valor asignado a una variable

    Celda: Dispositivo para el almacenamiento
    del valor asignado a una variable

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