Month: December 2022

A Practical Introduction to the C Language for Computational Chemistry. Part 4

/ Danilo Roccatano / Leave a comment

Controlling complexity is the essence of computer programming.

Brian W. Kernighan. in Software Tools (with PJ Plauger), 1976.

THE FUNCTIONS

A C program is a collection of functions. A C function is equivalent to the subroutine in FORTRAN or BASIC and procedures in PASCAL, PERL, or PYTHON programming languages. A portion of the program cannot be executed independently but only as part of another program. The function contains a specific algorithm or a stand-alone procedure. You have already used several library functions in your previous programs. Output commands for printing or reading files (such as printf(), openf()), mathematical functions (sqrt(), cos() are a library or intrinsic functions as well. Other library functions, we can classify as follows

  • Input/output functions. Input/output on the computer devices (e.g. output to the terminal, printer, hard disk, input from keyboard). It is usually used with #include <stdio.h>;
  • String manipulation functions. This library contains common operations on strings (e.g., concatenation, length, search, and extraction of substrings). It is usually used with #include <string.h>;
  • Mathematical functions. Mathematical calculations (e.g. trigonometrics functions, exponentiation, square root extraction). It is usually used with #include <math.h>;
  • Graphical functions. Function for graphics operations (open a graphical window and canvas) and drawing graphical primitives (e.g. points, line, curves).
  • Operative system control functions. Operation requiriing allocation of the computer resources or devices (e.g. date and time, allocation of memory). It is usually used with, for example, #include <time.h>;
  • Data conversion functions. Operation for data conversion (e.g. change characters type, ascii to integer). It is usually used with #include <ctype.h>;

To use these function, you need to use the precompiler instruction #include at the beginning of the program. The compiler use by deafult the standard library #include <stdlib.h>;

You can write your functions, and it is called user-defined functions. The use of function allows the program to structure and makes its organization and reading easier. C language is structured around the use of functions. The main() function is a function that contains calls to other functions, both intrinsic and user-defined functions.

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NATALE 2022: Il Trigesimo Anniversario della mia Tesi di Laurea

/ Danilo Roccatano / Leave a comment

Mais à l’instant même où la gorgée mêlée des miettes du gâteau toucha mon palais, je tressaillis, attentif à ce qui se passait d’extraordinaire en moi. Un plaisir délicieux m’avait envahi, isolé, sans la notion de sa cause.

PROUST Marcel, Du côté de chez Swann.

Ci sono ricordi del passato che rievocano nostalgicamente piacevoli momenti nella nostra vita. Questi preziosi tesori sono, a volte, sepolti nella nostra mente o, come nel mio caso, in quella di dimenticati cristalli di ferrite. Come per dolcetti di Proust, il ritrovamento di queste vestigie ci fa rivivere le emozioni di un passato lontano. I ricordi di cui parlo sono quelle della mia tesi di Laurea in Chimica che dopo essere stata scritta e discussa fu poi dimenticata nella memoria artificiale di obsoleti supporti magnetici degli albori della rivoluzione digitale.

Discussi la mia tesi di laurea il 23 dicembre dell’anno 1992, era l’ultima sessione di laurea di quell’anno. A quell’epoca, non esisteva ancora la laurea triennale che fu introdotta in conformità con il processo di Bologna dall’anno scolastico 2001/2002. Il corso di laurea in chimica era quinquennale e si entrava in tesi nell’ultimo anno. La tesi sperimentale comportava un lavoro originale che doveva essere discusso di fronte a una commissione di laurea composta dai professori del dipartimento, i relatori e i controrelatori (coloro che dovevano leggere la tesi e valutare il lavoro di ricerca e la sua presentazione). Pertanto, la tesi di Laurea (come del resto l’equivalente tesi magistrale) era un’esperienza molto importante nel condizionare la scelta dello studente nell’avviarsi o meno in una carriera accademica. Nel mio caso, la tesi segnò la scelta di intraprendere la carriera dello scienziato e educatore.  Scelta che, come gli academici goliardici delle prime università europee, mi ha portato a peregrinare lontano dalla mia alma mater nelle lontane Università del nord Europa. Di fatti, questa prefazione è stata abbozzata a Brema in Germania e completata a Lincoln nel Regno Unito, a pochi chilometri dalla città che diede i natali a Isacco Newton.

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Tre Nuovi Progetti per l’Automatizzazione della Microscopia Ottica Amatoriale e Didattica

/ Danilo Roccatano / Leave a comment

Ho recentemente pubblicato nel mio sito su AUTODESK INSTRUCTABLES tre progetti per la microscopia ottica amatoriale e didattica. Sono nati come progetti didattici (STEM) ma possano essere anche utili per applicazioni amatoriali scientifiche. Mio figlio Leonardo (ma anche il resto della famiglia), mi ha aiutato nella creazione della documentazione per questi progetti. In questo articolo riassumo brevemente in italiano la natura edei tre progetti. Le istruzioni dettagliate in inglese per la realizzazione dei progetti possono essere lette sul sito Instructables seguendo i links.

Il Roto-Microscopio

Questo progetto mira a sviluppare un dispositivo che integrato con un microscopio USB economico consenta di scattare foto 3D di piccoli campioni. Il progetto nasce come un’attività educativa di tipo STEM per creare Arduino, la ricostruzione di immagini 3D e la stampa 3D un’attrezzatura utile per alcune entusiasmanti attività scientifiche. Come il mio progetto precedente, è anche l’occasione per condividere attività coinvolgenti ed educative con la mia famiglia e in particolare con mio figli Leonardo che mi ha aiutato a creare questa documentazione e a valutare il dispositivo nel ruolo di un entusiast studente. In questa occasione, anche la mia adorabile moglie ci ha aiutato a realizzare il video dell’assemblaggio dell’attrezzatura.
Il roto-microscopio consente di controllare la posizione di un semplice microscopio USB attorno al campione. Questo ci permette di scattare foto accurate da diverse angolazioni e non solo dall’alto lungo la verticale come nei tradizionali microscopi ma anche da direzioni diverse. Questa non è un’idea nuova, poiché esistono microscopi professionali che operano allo stesso modo. Tuttavia, la realizzazione di dispositivo richiede una spesa modesta alla portata di uno studente garantisce molto divertimento nel costruirlo e produce risultati di buona qualità.

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ROMIO: a Remotely-Operated MIcrOscope

/ Danilo Roccatano / Leave a comment 
By love, that first did prompt me to enquire;
He lent me counsel, and I lent him eyes. 

William Shakespeare. Romeo and Juliet. Act II.

Another STEM project is avaialbel here on my AUTODESK Instructable site. We could not help but continue to explore our favourite hobby: microscopy. The interest received in our previous microscopy-related projects has encouraged us to propose other ideas and designs based on further elaborations of both the ROTAMI and the roto-microscope projects. For the latter, Arduino was the microcontroller of choice. In this new device, we decided to take a step further to venture into the use of the fabulous Raspberry PI computer. The results paid back all the e orts; the new ROMIO (I hope Shakespeare’s lover will forgive us for using the illustrious name assonance!) is an XY mobile platform for USB digital microscopes controlled remotely by a RaspPI zero 2 W. In addition to the translation movements, it is possible to adjust the focus of the digital microscope with an additional servo motor. We have developed a simple Python program (called RasPyliet) to control the microscope and automatically collect a series of images for stitching reconstruction.

Moreover, using an additional RaspCamera, you can monitor the device’s correct functioning. The project requires a 3D printer, an inexpensive USB microscope and a Raspberry PI zero W (or higher models) version 2. The project could be used as a STEM project or and affordable replacement for more expensive school equipment for biology projects.

The story of ROMIO and RasPyiet did not end up in a tragedy, but as with every prototype, it still has some known problems and limitations, and there is space for improvement. So we hope you like it, and constructive comments and suggestions are always welcome!

Physical Chemistry: The Simple Hückel Method (Part VI): PREVIEW

/ Danilo Roccatano / Leave a comment

LIST OF PREVIOUS LESSONS

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Introduzione alla programmazione in Python (II)

/ Danilo Roccatano / 1 Comment

In questa second parte, continuiamo la nostra esplorazione del linguaggio Python introducedo altri operatori e commandi per manipolare dati.

ESPRESSIONI LOGICHE E OPERATORI

Python dispone di operatori logici che consentono di costruire complesse espressioni logiche.

In Python, le espressioni logiche e gli operatori sono ampiamente utilizzati per la costruzione di complessi algoritmi di controllo di flusso dei dati in un programma.

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