UniCa Ateneo Docenti e ricercatori Danilo Pani Materiale didattico Laboratorio di Fondamenti di Matlab per Bioingegneri

Danilo Pani

Laboratorio di Fondamenti di Matlab per Bioingegneri

10 febbraio 2021

Laboratorio di Fondamenti di Matlab per Bioingegneri

Perché seguire questo laboratorio?

Matlab è uno strumento fondamentale per la ricerca e per lo sviluppo nell’ambito della ingegneria biomedica. Le sue potenzialità sono enormi e il suo uso è relativamente semplice. All’interno del CdS in Ingegneria Biomedica, l’insegnamento di questo potentissimo strumento è demandato all’iniziativa dei singoli docenti, e in particolare al modulo di Elaborazione Elettronica dei Segnali, del corso integrato di Fondamenti di ingegneria dell’informazione. Insegnare il linguaggio in tale contesto è difficile perché il tempo a disposizione è limitato e l’apprendimento del linguaggio finisce con il fagocitare le ore di laboratorio che dovrebbero più proficuamente essere utilizzate per fissare i concetti appresi durante le ore di teoria con esperienze pratiche al calcolatore, appunto utilizzando Matlab. Questo fa sì che il modulo di Elaborazione Elettronica dei Segnali risulti agli studenti più complesso del previsto, in relazione al numero di crediti, e con la parte teorica compressa nel tempo.

A seguito di svariate interazioni con gli studenti è emersa l’esigenza di creare uno spazio nel quale il linguaggio Matlab possa essere appreso a prescindere dalla sua diretta applicazione ad uno specifico ambito. In attesa di soluzioni più strutturali al problema, il presente laboratorio fornisce le basi richieste per seguire proficuamente il laboratorio del corso di Elaborazione Elettronica dei Segnali e di altri corsi del secondo e terzo anno di Ingegneria Biomedica. E’ stato sperimentato con successo nell’anno accademico 2018/2019 e 2019/2020 e viene riproposto quest’anno accademico in modalità on-line tramite piattaforma Microsoft Teams. Per seguire il corso, è necessario iscriversi al canale Teams il cui codice vi verrà inviato al termine della procedura di registrazione.

Pur non essendo obbligatorio, è fortemente consigliato a tutti gli studenti iscritti al secondo anno di Ingegneria Biomedica seguire questo corso.

In conseguenza dell’esistenza di questo Laboratorio, il modulo di Elaborazione elettronica dei segnali verrà scaricato didatticamente della parte propedeutica generale di Matlab, fornendo solo dei brevi richiami, focalizzandosi maggiormente sugli aspetti di relativi alla materia. Per agevolare gli studenti, potranno essere organizzati dei tutoraggi su Matlab nel corso di EES, che però non intendono sostituire il presente laboratorio.

Programma del Laboratorio

– Introduzione a Matlab, installazione, informazioni licenza UniCA
– Familiarizzazione con l’ambiente e il debugger
– Tipi di file e di variabili
– Scalari, vettori e matrici e operazioni elementari
– Semplici operazioni aritmetiche fra scalari
– Operazioni con le variabili matriciali
– Funzioni built-in di creazione ed elaborazione di matrici
– Indicizzazione di matrici
– Vettorizzazione delle operazioni
– Creazione di grafici (basi)
– Script e funzioni, concetti base e avanzati
– Caricamento e salvataggio di variabili su file
– Gestione di stringhe di testo
– Costrutti base di controllo di flusso (if-then-else, for, while, switch-case,…)
– Controllo degli errori
– Input interattivo
– Struct e celle

Durata del laboratorio e calendario

Il laboratorio ha una durata complessiva di 20 ore + 1 ora di prova di accertamento finale.
L’attività è articolata in 10 unità da 2 ore ciascuna, secondo il seguente calendario:

  • Lunedì 18/01/2021 ore 15:00
  • Venerdì 22/01/2021 ore 15:00
  • Lunedì 25/01/2021 ore 9:00
  • Venerdì 29/02/2021 ore 9:00
  • Martedì 2/02/2021 ore 9:00
  • Venerdì 5/02/2021 ore 15:00
  • Lunedì 8/02/2021 ore 15:00
  • Venerdì 12/02/2021 ore 15:00
  • Lunedì 15/02/2021 ore 15:00
  • Venerdì 19/02/2021 ore 15:00
  • Prova di accertamento finale: 24/02/2021 alle ore 9:30.

Metodi didattici

Il laboratorio non prevede lezioni teoriche svincolate dall’attività pratica: i concetti verranno presentati direttamente in laboratorio, brevemente alla lavagna, quindi utilizzando il PC e assegnando semplici esercizi. Verranno assegnati esercizi anche da poter svolgere a casa, corretti la volta successiva, se necessario.

L’esame sarà in forma scritta, con 11 domande a scelta multipla e a risposta aperta, al calcolatore, e verterà sulla sintassi e sulla risoluzione di semplici problemi di caricamento dati, elaborazione, grafica, salvataggio. L’esame avrà una durata di 1 ora. Verrà assegnato un punto ad ogni risposta corretta, zero punti per ogni errata o non risposta. Per le domande a risposta aperta sono previsti punteggi decimali compresi fra 0 e 1. La sufficienza è raggiunta totalizzando almeno 6 punti.

Il testo di riferimento per il corso è il seguente:

Rudra Pratap, “Getting Started with Matlab, A quick introduction for scientists and engineers”, Oxford University Press, 2010 o succ.

Ulteriore materiale del docente verrà fornito tramite questo sito.

Regole

Il laboratorio è riservato agli studenti regolarmente iscritti al secondo anno del Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica dell’Università di Cagliari. Trattandosi di un corso erogato on-line, sono ammessi (alla sola frequenza, senza riconoscimento crediti) anche studenti iscritti al III anno o fuori corso.

Il corso prevede l’obbligo di frequenza. Durante il laboratorio, verrà effettuato il controllo delle presenze in modo automatico. E’ ammissibile, ma fortemente sconsigliata, l’assenza a massimo 2 lezioni. Le lezioni saranno comunque registrate e disponibili sul canale Stream. Non è previsto un tutorato per il laboratorio.

Solo quanti hanno un numero di presenze corretto saranno ammessi alla prova di accertamento finale.

A seguito del superamento della prova di accertamento finale, svolta in un’unica data, con punteggio non inferiore a 6/11, gli studenti regolarmente iscritti al secondo anno e frequentanti potranno ricevere 2 CFU (ST o AA in funzione della scelta libera dello studente).

I frequentanti questo corso potranno partecipare a laboratori di Matlab tenuto da altri docenti della Facoltà ed ottenere un riconoscimento di crediti limitatamente al numero di ore relative all’uso di Simulink, non trattato in questo laboratorio.

Iscrizioni

Per iscriversi al laboratorio è necessario compilare UNA SOLA VOLTA  il form ENTRO E NON OLTRE le ore 13:00 del 14 gennaio 2021. L’iscrizione verrà confermata attraverso l’apertura di una nuova pagina web dove comparirà il codice Teams per seguire le lezioni e altre informazioni utili! Fare attenzione. Iscriversi usando la mail @studenti.unica.it.

E’ attiva la mailing list del corso.

Come posso contattare il docente?

Per ulteriori informazioni, contattare il docente, Prof. Danilo Pani.


NOTA: Il download del materiale presente in queste pagine è consentito solo agli studenti del laboratorio, per finalità didattiche. E’ espressamente vietato l’uso commerciale. Le registrazioni delle lezioni svolte in Aula virtuale, su Microsoft Teams, Skype, etc, nonché di qualsiasi altra attività didattica e integrativa svolta dal docente o suoi assistenti, di seguito riportate, non sono state oggetto di postproduzione, ma sono la mera riproduzione dell’attività on line svolta. E’ vietata la copia, la rielaborazione, la riproduzione in qualsiasi forma dei contenuti e immagini presenti nelle lezioni. E’ inoltre vietata la diffusione, la redistribuzione e la pubblicazione dei contenuti e immagini, incluse le registrazioni delle videolezioni con qualsiasi modalità e mezzo non autorizzate espressamente dall’autore o da Unica.


Argomenti delle varie giornate e registrazioni

data argomento Registrazione File
18.01.2021 Presentazione del corso   LAB_MATLAB_info
18.01.2021 Familiarizzazione con l’ambiente MATLAB Stream LAB_MATLAB_modulo1
22.01.2021 Variabili scalari e vettoriali Stream LAB_MATLAB_modulo2
25.01.2021 Operazioni base fra matrici Stream LAB_MATLAB_modulo3
29.01.2021 Buone pratiche per la codifica e primo approccio all’indicizzazione Stream LAB_MATLAB_modulo4
04.02.2021 Indicizzazione di variabili matriciali e vettorizzazione delle operazioni Stream LAB_MATLAB_modulo5
05.02.2021 Grafici semplici Stream LAB_MATLAB_modulo6
08.02.2021 Esercizi. Script e funzioni Stream LAB_MATLAB_modulo7
12.02.2021 Esercizi. Strutture di controllo di flusso Stream LAB_MATLAB_modulo8
15.02.2021 Caricamento e salvataggio da/su file, gestione stringhe, gestione errori, input interattivo Stream LAB_MATLAB_modulo9
19.02.2021 Cenni a struct e cell array. Svolgimento esercizi Stream -

Testi di esercizi e proposte di soluzioni

blocco esercizi

possibile soluzione (ce ne possono essere diverse! Consultare DOPO aver provato a risolvere l’esercizio e aver trovato una soluzione funzionante, o se non si è in grado di trovarla. Ogni esercizio del quale si guarda la soluzione senza sforzarsi a risolverlo è un esercizio perso

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LAB_MATLAB_ese_aula2 LAB_MATLAB_sol_aula2
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LAB_MATLAB_ese_aula3 LAB_MATLAB_sol_aula3
LAB_MATLAB_ese_aula4 LAB_MATLAB_sol_aula4
LAB_MATLAB_ese_casa2 LAB_MATLAB_sol_casa_2_part1LAB_MATLAB_sol_casa_2_part2
LAB_MATLAB_ese_casa3 LAB_MATLAB_sol_casa_3
LAB_MATLAB_ese_casa4test_im LAB_MATLAB_sol_casa_4

 

Questionario e social

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