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.

In tal senso il corso, pur non essendo obbligatorio, è fortemente consigliato a tutti gli studenti iscritti al secondo anno di Ingegneria Biomedica.

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, comprensive di 18 ore di attività e 2 ore di prova di accertamento finale.
L’attività è articolata in 6 unità da 3 ore ciascuna, in laboratorio LIDIA (entrambi i lab), nelle seguenti date:

• 30/01 ore 15:00
• 5/02 ore 10:00
• 8/02 ore 10:00
• 12/02 ore 10:00
• 15/02 ore 10:00
• 19/02 ore 10:00
• Prova di accertamento finale: 21/02 in aula 1 alle ore 10:00.

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 quindi assegnando semplici esercizi. Verranno assegnati esercizi anche da poter svolgere a casa, corretti la volta successiva, se necessario.

L’esame sarà in forma scritta, non al calcolatore, e verterà sulla risoluzione di un semplice problema di caricamento dati, elaborazione, grafica, salvataggio. L’esame avrà una durata di 2 ore. La valutazione si baserà sulla sintassi ma anche sulla capacità di risolvere il problema mostrata dal candidato.

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. Studenti che non hanno mai seguito il corso di Elaborazione Elettronica dei Segnali possono essere ammessi (alla sola frequenza, senza riconoscimento crediti) solo a condizione che vi sia spazio a sufficienza in aula. Questo, allo stato attuale delle cose, non appare possibile. Il numero di PC fra i due Laboratori LIDIA è pari a 80. 160 studenti possono lavorare a coppie. Chi avesse un PC con Matlab installato (versione licenziata UniCA) può portarlo (anche per vedere se serve…).

Il corso prevede l’obbligo di frequenza. Durante il laboratorio, verranno raccolte le firme dei presenti. Solo quanti iscritti, per questioni logistiche, saranno ammessi in aula. E’ ammissibile, ma fortemente sconsigliata, una sola assenza. Le lezioni perse non sono recuperabili e la didattica andrà avanti con il programma prefissato. 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, gli studenti regolarmente iscritti al secondo anno e frequentanti potranno ricevere 2CFU (altre attività).

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 seguente form ENTRO E NON OLTRE le ore 13:00 del 29 gennaio 2019 cliccare qui. L’iscrizione verrà confermata da un messaggio.

A breve sarà attiva la mailing list del corso. E’ gentilmente richiesta a tutti gli studenti l’iscrizione, che può essere effettuata seguendo questo link (attualmente non disponibile).

Come posso contattare il docente?

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

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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.

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Tutti gli avvisi sono disponibili nella pagina “Avvisi”

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Argomenti delle varie giornate e materiali associati

data	argomento	Materiale extra	File
30/01/2019	Introduzione al corso	–	LAB_MATLAB_info
30/01/2019	Introduzione, ambiente, variabili scalari e matriciali	–	LAB_MATLAB_modulo1 (aggiornato)
5/02/2019	Lavorare con matrici e vettori	Esercizi svolti in aula o che potete svolgere	LAB_MATLAB_modulo2-part1
8/02/2019	Indicizzazione	–	LAB_MATLAB_modulo2-part2
12/02/2019	Vettorizzazione, grafici	erp, LAB_MATLAB_ese_aula2	LAB_MATLAB_modulo3
15/02/2019	Script e funzioni	LAB_MATLAB_ese_aula3	LAB_MATLAB_modulo4
19/02/2019	Caricamento, salvataggio e strutture di controllo	LAB_MATLAB_ese_aula4	LAB_MATLAB_modulo5

Proposte di soluzioni per gli esercizi

blocco esercizi	possibile soluzione (ce ne possono essere diverse!!!)
Esercizi 1-10	LAB_MATLAB_Soluzioni1
Esercizi 11-16	LAB_MATLAB_Soluzioni2
Esercizi 17-18	LAB_MATLAB_Soluzioni3
Esercizi 19-20	LAB_MATLAB_Soluzioni4

Esercizi extra

data	file	giornata di riferimento	descrizione e note
02/02/2019	LAB_MATLAB_esercizi1_b	30/01/2019	Esercizi con scalari
02/02/2019	LAB_MATLAB_esercizi2_b	30/01/2019	Esercizi con vettori (da 1 a 4)
12/02/2019	LAB_MATLAB_esercizi3_b	12/02/2019	Esercizi sui grafici