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Workshop FC - Funcionamento

Data sex 02 julho 2021 Workshop Parte 3 de 20 do Workshop FC Tags Programação / Física / Secundário

Open In Colab

Como se escreve código?¶

Existem muitas maneiras diferentes de escrever código, mas que, em geral, podem ser divididas em dois passos:

  1. Escrever o texto com as instruções desejadas;
  2. Correr estas instruções.

Por sua vez, este segundo passo pode ser executado de duas maneiras, dependendo da linguagem de programação utilizada:

  • Compilação: Converter o ficheiro com texto das instruções num ficheiro executável;
  • Interpretação: Um "interpretador" irá ler, por ordem, as instruções do ficheiro, executando-as. Não há a criação de ficheiros adicionais.

No nosso caso, o Python dispõe de um interpretador, sendo então uma linguagem interpretada.

É possível instalar este interpretador no nosso computador, que irá ler e executar o código escrito em ficheiros do tipo .py.

No nosso caso, iremos usar outra via mais conveniente, que não envolve qualquer tipo de instalação.

Google Collab¶

Esta plataforma, que pode ser acedida em colab.research.google.com, permitir-nos-á ter acesso a um interpretador de Python que irá executar o nosso código. Este será escrito em formato "notebook", ou bloco de notas, cujo funcionamento será explicado mais à frente.

Como criar um ficheiro?¶

Após acederes ao link, terás que iniciar sessão com uma conta Google (gmail).

Para criar um ficheiro, basta a clicar em Ficheiro, no canto superior esquerdo, e, de seguida, em Novo bloco de notas.

Screenshot from 2021-07-02 16-14-06.png

Deverás, finalmente, ver uma página semelhante a esta.

Screenshot from 2021-07-02 16-18-36.png

Todas as páginas deste site foram escritas num notebook, pelo que se carregares no botão no topo da página (ou aqui Open In Colab ), serás levado para um Google Collab com o Notebook correspondente.

Como funciona um Notebook?¶

Estes documentos estão divididos em células que podem ser de dois tipos:

  • Texto
  • Código

Para inserires uma célula podes carregar nos botões + Texto ou + Código (ver imagem anterior) ou através do menu Inserir.

As células de texto servem apenas para anotações, pelo que não nos focaremos muito nelas. Se tiveres curiosidade em aprender como se formata o texto, pesquisa sobre a linguagem de marcação Markdown.

As células de código são, estas sim, o que nos permitem escrever e executar as diversas instruções. Podemos ter quantas quisermos, e elas podem "interagir" umas com as outras. Para perceberes como funcionam, é importante primeiro teres uma ideia de como funciona a execução "usual" de código Python.

Usualmente, é criado um ficheiro do tipo .py principal, (exemplo.py) que irá ser executado através do interpretador (nota: este ficheiro pode ir buscar coisas a outros, mas a lógica é a mesma). O interpretador vai ler esse ficheiro, converter o código para instruções que o computador percebe e vai executá-las. Estas instruções podem ser de diversas naturezas, mas, em princípio, serão finitas no tempo, ou seja, atingem um fim e a execução termina.

Durante esta execução, algumas das instruções poderão ter sido de gravar alguma "informação" na memória (RAM) do computador (um exemplo de informação são as variáveis, que iremos abordar mais à frente). Quando a execução termina, se não tiver sido especificado explicitamente para guardar informação num ficheiro, esta informação é perdida.

Num notebook, quando escrevemos e executamos código numa célula de código, a "informação" permanece guardada na memória, podendo ser acedida posteriormente, inclusive noutras células.

Quais são, então, as vantagens de usar este tipo de documento?

  • A divisão do código em células e a possivilidade de anotação (células de texto) permitem uma melhor organização do mesmo;
  • Quando queremos modificar e testar apenas uma parte do código, é vantajoso só executar essa parte, não sendo necessário perder tempo a executar o resto do código;
  • É bom para aplicações como este workshop em que o objetivo é apresentar blocos isolados de código.

E as desvantagens?

  • É necessário ter em mente o que já foi, ou não, executado, e se algo do que foi executado foi, ou não, alterado;
  • É mais difícil de descobrir a origem de possíveis erros;
  • É menos apropriado para projetos grandes que envolvam vários ficheiros.

Pode parecer muita informação, mas à medida que fores experimentado vais ver que te apercebes de alguns destes pormenores, principalmente quando surgirem erros (ver secção "Erros Frequentes").

Como fazer, então, para executar o código?¶

Assim que escreveres as instruções numa célula de código, há duas maneiras de as executar:

  • Carregando no botão de "Play", do lado esquerdo da célula; image.png
  • Fazendo Shift + Enter

Se alguma das instruções for de mostrar alguma coisa ou, no caso dos notebooks, se efetuares alguma operação ou escreveres apenas o nome de uma variável (ver secção "Variáveis"), aparecerá por baixo o output do código

Untitled Diagram.png

Neste site o aspeto dos blocos de código e do output é o seguinte:

In [1]:
2+2
Out[1]:
4

É muito importante não te esqueceres de executar o código que escreveste numa célula e que irás necessitar de utilizar noutra. Esta é uma das mais comuns fontes de erro.

Comentários¶

É possível ainda escrever texto numa célula de código apenas como comentário, ou seja, o interpretador irá ignorar esse texto. Para tal, basta começar uma linha por #.

In [2]:
#Isto é apenas um comentário, pelo que não acontece nada ao executar este código

Estás finalmente preparado para começar então a programar.

Ficaste com dúvidas? Contacta-nos através das redes sociais ou de nfist.ist@gmail.com

Workshop FC - Parte 3

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  • 1. Introdução ao Workshop
  • 1.1. O que é a programação?
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  • 2. Introdução à Programação em Python
  • 2.1. Variáveis
  • 2.2. Condições if
  • 2.3. Funções e Bibliotecas
  • 2.4. Ciclos
  • 2.5. A Biblioteca Matplotlib
  • 3. Conceitos Físicos e Matemáticos
  • 3.1. Equações do Movimento
  • 3.2. Equações do Movimento (12° ano)
  • 4. Exemplos Físicos
  • 4.1. Sistema Massa Mola
  • 4.2. O Pêndulo
  • 5. Conclusão
  • 5.1. Erros Comuns
  • 5.2. Soluções dos Desafios
  • 5.3. FAQ's
  • 5.4. Showcase Projetos
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