1 DATORLÄRA 1 2013-09-02 Christophe Clément - Fysikum Datorlära 1 FK2002 & FK2005
ÖVERSIKT FÖR DATORLÄRA DELEN I KURSEN Datorlära 1 (alla) SU resurser, OpenOffice Writer Datorövning 2 (alla) Enkel databehandling inför LAB1 Verktyg för hantering av LAB2 data Datorövning 1 (alla) Användning av Fysikums laptops OpenOffice Writer Datorlära 2 (lärare) Databehandling med OOCalculator Datorlära 3 (fysiker) Octave Workspace ovh mijlö Skriva text på skärmen Värdesiffror Variabler och typer Strängar Makro Vektorer Datorlära 2 (fysiker) Inledning till Octave Databehandling med Octave Datorövning 3 (alla) Grafer Minsta kvadratanpassning. 2 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
ÖVERSIKT FÖR DATORLÄRA DELEN I KURSEN Datorlära 4 Börja programmera Booleska variabler Vilkorsatser Slingor Funktioner Att läsa in en fil med mätvärden Datorlära 6 Rita funktioner Grafer och diagram Titlar, beskrivning Grafikfönster Stapeldiagram Datorlära 7 Datorövning 4 (alla) Arbeta med strängar Data behandling och datainläsning Formatera inmatning och utmatning Skriva ut en fil med värden Datorlära 5 Att programmera Matriser Lösa ekvationsystem Självständigt arbete Matrisanpassningar Ytterligare tillfällen för att öva, Statistiska funktioner blir färdig med databehandlingen och Polynomer 3 rapporten Datorlära 1 FK2002 & FK2005
EXAMINATION 1. Tenta 50%, täcker mätvärdesbehandling en del gemensamma problem mellan FK2002+FK2005 praktiska tillämpningar (FK2005) 2. Laborationsrapporter 20% Individuella rapporter Experimentell beskrivning Rätt användning av dataverkyg Tolkning, korrekta beräkningar Kvalitet för presentation 3. Datorläraspecifik 30% Individuella program Inlämning av program för laborationernas databehandling betygsätts separat FK2005: OpenOffice calculator 4
ÖVERBLICK FÖR DATORLÄRA FÖRELÄSNING 1 1. Enkla fakta om datorer 2. Dator resurser för studenter Skaffa konto Mondo Epost Datorsalen Hemkatalogen Katalog struktur 3. Formatera labbrapport i OpenOffice Spara / skapa ny rapport Text/ font Stycken Bilder Tabeller Referenser Formler 5 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
1. NÅGRA ENKLA FAKTA OM DATORER Behandla data Rådata Program Processor, lagring Operativ System Program och data Filtyper 6 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
BEHANDLA DATA Ta in befintlig data och gör något med det Mätdata = data punkter insamlade från laborationen, exempel Från mekaninen, fritt fall L = gt 2 2 sambandet mellan fallhöjden L accelerationskonstanten g och falltiden t I laboration 1 vill man mäta g, genom att mäta falltiden t. L L = gt 2 2 g = 2L t 2 7 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
RÅDATA, OBEHANDLAD DATA Försök lerkulans diameter [mm] fallhöjde n L [mm] osäkerhe ten i fallhöjde n L [mm] falltiden tidtagare 1 T1 [s] falltiden tidtagare 2 T2 [s] laborant (uppe) laborant (nere) tidtagaru rets mätnoggr annhet [s] 1 2 Ett sätt att representera rådatan från laboration 1/ försök A2. Alla värden måste ha enheter, behöver inte stå i varje ruta, det räcker med högst upp i kolumnen. Det är viktigt att man tänker på vilka storheter måste sparas innan man börjar. Att glömma spara viktig data kan leda till att man inte kan utföra databehandlingen, och så kan man inte slutföra labbrapporten. 8
RÅDATA, OBEHANDLAD DATA Försök lerkulans diameter [mm] fallhöjde n L [mm] osäkerhe ten i fallhöjde n L [mm] falltiden tidtagare 1 T1 [s] falltiden tidtagare 2 T2 [s] laborant (uppe) laborant (nere) tidtagaru rets mätnoggr annhet [s] 1 2 I våra laborationer är det ni som skriver alla värden för hand: - vi vill att ni ska tänka själva vad ni behöver samla in för data - för att behandla data behöver ni sedan mata in dessa värden i en dator: skapa en fil med alla mätvärden I moderna experiment sparas mätdata automatiskt så att det finns en färdig fil att använda. 9
Rådata Försök lerkulan s diameter [mm] fallhöjde n L [mm] osäkerhe ten i fallhöjde n L [mm] falltiden tidtagare 1 T1 [s] falltiden tidtagare 2 T2 [s] laborant (uppe) laborant (nere) tidtagar urets mätnogg rannhet [s] Ti d T L ä n g d L g 1 2 a- För varje försök räkna T som en kombination av T 1, T 2 DATABEHANDLING b- Om man mäter fallhöjden flera gånger L 1,L 2,, så kan man räkna medelhöjden L och standardavvikelsen σ L för det. c- Räkna g mha g = 2L för varje försök. t 2 Kombinera resultaten för att få bäst uppskattning av g! och dess osäkerhet! 10
Exempel Rådata med OpenOffice Calculator diagram exempel från datorövning 3 11 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
Ett Exempel i Octave g = 2L t 2 ex. från Datorövning 1 12 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
Rådata Inmatning i en fil för hand Eller autmatiskt: olika sensorer, moderna experiment. Databehandling Resultat diagram, slutligt resultat tex g med felstapel Målet är att lära sig göra detta med ett program antingen med OpenOffice Calculator eller Octave 13 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
Programmet sparas på disk på Stockholms universitets datorer: långtidslagring. Programmet kan vara instruktioner in en textfil som skrivs med NotePad++ eller emacs.. Programmet kan också vara instruktioner i OpenOffice Calculator räkneblad (spreadsheet). 14 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
Programmet utförs av en PROCESSOR måste veta hur den ska behandla data => uppsättning instruktioner= PROGRAM måste ha tillgång till data => internminne GNU Free Documentation License Processorn förstår bara speciella, elementära kommandon maskinkod Förstår inte direkt programmet skrivet i Octave eller instruktionerna i räkne-bladet. Octave förvandlar högnivå programmering instruktoner till enkla instruktioner som Processor kan förstå. Samma sak med OpenOffice Calculator 15 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
ARBETSMINNE OCH LÄGRINGSMINNE Processorn räknar på löpande band (snabb tillgång till internminne) lagringsminne hårddisk, mm.. arbetsminne = löpande långsamt A! B! C!. En processor har en klocka som tickar. Alla operationer i processorn följer samma takt. snabbt Snabbare klocka => snabbare dator Ange ofta frekvensen (hur mycket den tickar per sekund). Tex 3 GHz=> 3 10 6 per sekund. Mängden internminne är också viktig. Datorlära 1 FK2002 & FK2005 Program:! C = A x B! 16
OPERATIVSYSTEM Olika delar (hårdvara) av datorn kommer från olika tillverkare från olika tillverkare. Operativsystem är ett program som sköter växelverkan mellan användaren hårdvaran. Våra program i OpenOffice Calc eller Write beror inte på vilken hårdvara vi använder. Linux, Windows, MAC OS, DOS, även operativ system för mobiltelefoner Android, ios, Symbian, Windows Phone Vi använder Windows under denna kurs. Datorlära 2 FK2002 & FK2004 13/13
2. DATOR RESURSER FÖR STUDENTER Skaffa konto Mondo Epost Datorsalen Hemkatalogen Katalog struktur 18 Datorlära 1 FK2002 & FK2005
Mycket vik*gt a- ni skaffar datakonto innan ni börjar på kursen http://www.fysik.su.se/student/studentexpeditionen/ längst ner på sidan: också: registrera till kursen (Mina Studier)
MONDO https://mondo.su.se 20
MONDO För inlämning av labbrapporter och databehandlingsprogram 21
MONDO OCH NOTIFIERING Hur kan man få epost notifiering när det händer något i Mondo 22
EPOST: VIDAREBEFORDRA TILL PRIVAT EPOST http://mitt.su.se/ 23
24
25 kan vidarebefordra till privat epost.
DATORSALEN FB44: flesta datorlära och förberedelse av laborationer Datorsalen :ni kan studera där när ni vill. 26
LOGGA IN OCH HEMKATALOGEN 27
28
LOGGA IN: DATORER I DATORSALEN 1. Tryck på Ctrl+Alt+Delete för att få inloggningsrutan 2. Välj system: WINADSU. 3. Ange användarnamn och lösenord När man loggar in på detta vis har man full tillgång till ens egna mappar under SU-kontot. Alltid logga ut när man är klar! 29
LOGGA IN PÅ LAPTOPS (FB44) 1. Windows startar direct 2. Klicka på USER 3. Vänta på att trådlöst nätverk kommer upp 30
LOGGA IN PÅ LAPTOPS (FB44) 1. Windows startar direct 2. Klicka på USER 3. Vänta på att trådlöst nätverk kommer upp 31
LOGGA IN PÅ LAPTOPS (FB44) 1. Windows startar direct 2. Klicka på USER 3. Vänta på att trådlöst nätverk kommer upp 4. Den ska automatiskt välja rätt nätverk en av dessa 2 32
LOGGA IN PÅ LAPTOPS (FB44) 1. Windows startar direct 2. Klicka på USER 3. Vänta på att trådlöst nätverk kommer upp 4. Den ska automatiskt välja rätt nätverk 5. Identifiera sig med ANVÄNDARNAMN och LÖSEN 33
Tillgång till ens egna mappar under SU-kontot. Huvudkatalog på ditt SU-konto = Hemkatalogen 34
Tillgång till ens egna mappar under SU-kontot. Huvudkatalog på ditt SU-konto = Hemkatalogen 35
Tillgång till ens egna mappar under SU-kontot. Huvudkatalog på ditt SU-konto = Hemkatalogen Hemkatalogen finns under: My Computer:! X:\home\o\l\olXX1234! (där användarnamn skall bytas ut mot ditt användarnamn på SU-kontot) Hemkatalogen behåller man under hela studenttiden. Den måste struktureras upp med olika mappar för olika kursen 36
KATALOG HIERARKI, SÖKVÄGAR Student A Student B Student C en hemkatalog för varje student FK2002 annan kurs. Varje fil sparas i en katalog. Måste ha ordning på saker annars hittar man inte sina program längre. Måste veta var en fil sparas när man sparar till exempel rapport med OpenOffice Writer. 37
KATALOG HIERARKI, SÖKVÄGAR Student A Student B Student C en hemkatalog för varje student FK2002 annan kurs. Organisera hemkatalogen med en logisk trädstruktur. 38
FILER OCH FILÄNDELSER En grupp av många byte som logiskt sett hänger ihop tex en bok, ett program, en bild sparas i en fil. Filändelsen berättar hur datan ska tolkas och vad den ska användas för. vilket program ska användas av den file.ods och file.odt för OpenOffice Calc och Writer file.exe eller file.dll är filer som ska tolkas direkt av processorn alltså processor instruktioner. file.txt så kallade text filer, som använder endast ASCII kod. file.m är program till Octave file.mp3, file.gif, file.jpg ljud och bilder hundratals olika typer Datorlära 2 FK2002 & FK2004 11/13
FULLSTÄNDIGA FILNAMN Fullständigt filnamn i operativsystemet Windows börjar med namnet på hårddisken. Man kan även spara på hårddiskar som ligger fysiskt långtifrån datorn där man sitter. X: Y: eller Z: betecknar hårddiskar tillgängliga via nätverket. Andra kataloger som börjar med A: B: C: är lokalla på den datorn man sitter framför och kan inte synas om man loggar från en annan dator. 40
Exempel 1: X:\USERS\Clement\Expkursen\labbar\lab1\rapport\utkast1! detta är en katalog som finns på det centralla Afs systemet. Jag kan komma åt den från vilken dator som helst på SU. Exempel 2: X:\home\c\h\chcl1234! detta är en katalog som finns på en lokal katalog som fysiskt sitter på den datorn som jag är inloggad ifrån. Den syns endast om jag jobbar på just denna dator. Observera att alla filer som sparas på allmänna områden riskerar att raderas, antingen av misstag av någon av dina kollegor, eller också av systemansvariga när de städar upp på datorns hårddisk. 41
Fullständiga Filnamnet 42
AKTUELL KATALOG (1) Varje gång vi vill spara en fil från ett program så finns det ett förstahandsalternativ. Exakt vilken katalog som är den aktuella kan variera från fall till fall (!) Program har egna kataloger som ofta är förstahandvalet. Tex om man öppnar OpenOffice Writer, skriver något och sparar så kommer det att sparas i OpenOffice Writer katalogen. Kommer inte åt denna mapp från en annan dator, andra som använder denna dator kan radera denna fil=> bättre att spara på ett eget ställe. 43
AKTUELL KATALOG (2) Om man öppnar ett befintligt dokument och ändrar i det, då är förstahandsalternativ samma katalogen som den ursprungliga filen. Så man måste lära sig att hitta i vilken katalog man befinner sig Man behöver också lära sig hur man talar om för tex Open Office Writer att spara en på hemkontot X:\USERS\MittNamn! 44
VÄLJA EGEN KATALOG NÄR MAN SPARAR 45
I MORGON : DATORÖVNING 1 Användning av Fysikums laptops Hitta och använda hemkontot Spara på hemkontot Strukturera hemkontot Skapa labbrapport med OpenOffice Writer Formatera Rapporten Korsreferenser Tabeller Diagram och grafer 46 Datorlära 1 FK2002 & FK2005