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1、Fortran语言 （Fortran77结构化程序设计）,普通高校计算机基础教学课程,2019/10/16,2,说明 第一章 算法（略） 第二章 计算机和计算机程序（略）,2019/10/16,3,第三章 Fortran语言程序设计初步,2019/10/16,4,3.1 Fortran语言的发展概况,FORmula TRANslator 公式翻译器 Fortran语言是一种适合于科学和工程计算问题的程序设计语言；也是计算机高级语言发展史上使用最早的一种程序设计语言。,2019/10/16,5,3.1 Fortran语言的发展概况,Fortran语言的发展过程： 1951年由约翰贝克斯等人开始研
2、究Fortran语言； 1957年第一个Fortran程序在IBM704机上运行； 1958和1962年先后推出Fortran和Fortran； 1966和1978年先后颁布Fortran66和Fortran77； 1991年颁布了Fortran90。 现在已经有了Fortran 95, Fortran 2003,2019/10/16,6,Fortran语言的特征,Fortran语言的最大特性是接近数学公式的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率。 易学，语法严谨。 可以直接对矩阵和复数进行运算。 自诞生以来广泛地应用于数值计算领域，积累了大量高效而可靠的源程序。 很多专用的大型数值运算计算机
3、针对Fortran做了优化。 广泛地应用于并行计算和高性能计算领域。 Fortran 90，Fortran 95，Fortran 2003的相继推出使Fortran语言具备了现代高级编程语言的一些特性。,2019/10/16,7,3.2 简单的Fortran程序分析,例1：求一元二次方程x2+3x-5.6=0的根，并打印结果。 利用公式： （这里，a=1，b=3，c=-5.6）,2019/10/16,8,3.2 简单的Fortran程序分析,编程如下： c the roots of the quadratic equation a=1.0 b=3.0 c=-5.6 x1=(-b+sqrt(b*
4、b-4.0*a*c)/(2.0*a) x2=(-b-sqrt(b*b-4.0*a*c)/(2.0*a) write(*,100)x1,x2 100 format(1x,x1=,f6.2,x2=,f6.2) end,2019/10/16,9,3.2 简单的Fortran程序分析,执行结果： x1= 1.30 x2=-4.30,例2：试求3!，6!，9!的值。 编程如下：,2019/10/16,10,3.2 简单的Fortran程序分析,主程序： 子程序： c main program c subprogram j=k(3) function k(n) l=k(6) k=1 m=k(9) i=2
5、write(*,*)j,l,m 5 if (i.le.n) then end k=k*i i=i+1 执行结果： goto 5 6 720 362880 endif return end,2019/10/16,11,3.2 简单的Fortran程序分析,Fortran程序的基本结构： 一个Fortran源程序由一个或多个程序单位组成，每个程序单位以“end”语句结束。 每个程序单位包括若干行 语句行（执行语句和非执行语句行） 非语句行（注释行） 语句前可不设标号，也可根据需要设标号。 各类语句在程序单位中的位置有一定规则。 程序必须按规定格式书写。,2019/10/16,12,3.3 Fort
6、ran源程序的书写格式,Fortran77源程序必须按以下格式书写： 每行只能在80列内书写，并把80列分为4个区。 15列：标号区 （ 15 位无符号整数；第1列为“*”或“c”时，为注释行） 第6列：续行标志区 （非空格或非零字符；最多19个续行） 772列：语句区 （书写语句；一行只能写一条语句） 7380列：语句注释区 （一般作编号注释）,2019/10/16,13,3.4 Fortran程序的编辑与运行,Fortran PowerStation 4.0集成开发环境 简 介,2019/10/16,14,3.4 Fortran程序的编辑与运行,一、Fortran PowerStation
7、 4.0的启动 选“开始”“程序”“Fortran PowerStation 4.0”“Microsoft Developer Studio”。 二、创建项目工作间 选“File”“New”“Project Workspace”“Console Application”，并输入项目工作间名称（如：aaa）和存放项目工作间的位置或路径（如：c:for） Create。,2019/10/16,15,3.4 Fortran程序的编辑与运行,三、给项目工作间添加和编辑文件 打开指定的项目工作间选 “Insert” “File into Project”输入要添加的文件名（如：st01.for）“Add
8、”。然后按Fortran程序的书写规则编辑程序。 四、编译项目工作间中的文件 打开指定的文件选 “Build” “Compile st01.for”。 五、连编项目文件 选 “Build” “Build aaa.exe”。 六、运行项目文件 选 “Build” “Execute aaa.exe”。（显示程序执行结果）,2019/10/16,16,3.4 Fortran程序的编辑与运行,注：若Fortran程序是由一个主程序文件和若干个子程序文件组成，则应将各文件添加到同一项目工作间，分别进行编译，然后连编和运行项目文件。 七、打开项目文件 选“File”“Open”在打开对话框文件类型下拉列表
9、中选“Project Workspace(*.mdp)”然后选项目工作间文件夹中的项目文件。,2019/10/16,17,3.5 常 量,常量在程序执行期间其值固定不变的量。 Fortran处理六种类型的常量： 整型常量（Integer） 实型常量（Real） 双精度常量（Double precision） 复型常量（Complex） 逻辑型常量（Logical） 字符型常量（Character）,2019/10/16,18,3.5 常 量,3.5.1 整型常量 包括正、负整数和零。 例：5，-13，0， 说明： 在（16位）微机中，整数的取值范围为： -215215-1（-327683276
10、7） 在（32位）微机中，整数的取值范围为： -231231-1（-21474836482147483647 ）,2019/10/16,19,3.5 常 量,3.5.2 实型常量 （有二种表示形式） 小数形式 例：15.8，-21.05，14.0 ,14.，.17，0.0 , 指数形式（通常表示较大或较小的数） 例：1000000001.0E+8 0.00001251.25E-05 数字部分 指数部分,2019/10/16,20,3.5 常 量,说明： 一个数值用指数形式表示时有两种表达方式： 一个基本实数后面跟指数部分。 例： 0.8768.76E-1 -2589.4-2.5894E+3 一
11、个整数后面跟指数部分。 例： 0.876876E-3 -2589.4-25894E-1,2019/10/16,21,3.5 常 量,同一个数值可用不同的指数形式表示。 例： 0.8768.76E-187.6E-2876E-3 计算机在输出时，按标准化指数形式输出。 例：0.282.800000E-01 -59.58E+12-5.958000E+13 即数字部分大于1，且小数点前只有一位非零数字的指数输出形式。 在微机中，一般用四个字节存放一个实数，其取值范围为：10-751075。超出此范围时为“溢出”错误。,2019/10/16,22,3.5 常 量,下列形式为不合法的指数形式： 单独的小数
12、点和单独的指数部分。 例：.E5， E10 指数部分只能是整数，不能带小数点。 例：8E0.5， 12.3E1.5 ,2019/10/16,23,3.6 变 量,变量在程序执行期间其值可以改变的量。 3.6.1 变量的概念 Fortran为每一个变量分配一个相应的存储单元；每个变量在每个时刻只能有一个确定的值。 例：x=4.5 x x=8.0 x 注：在程序中用到的变量都必须要有确定的值。,4.5,8.0,2019/10/16,24,3.6 变 量,3.6.2 变量名 变量名标识一个变量所用的名字。 命名规则： 变量名的第一个字符必须是字母； 在第一个字符后可跟15个字母或数字。 例： x，m
13、1，total，k123，,2019/10/16,25,3.6 变 量,注意几点： 变量名不区分大小写字母。 例：TOTAL，Total，total 代表同一变量 变量名中的空格不起作用。 例：abc，a bc，ab c，a b c 代表同一变量 变量名尽量做到“见名知义” AVER、SUM、Imax 允许变量名与语言中具有特定含义的字（“保留字”）同名。 例：sin，read，open，end， 建议不要使用fortran中具有特定含义的字作变量名,2019/10/16,26,3.6 变 量,3.6.3 变量的类型 Fortran能处理各种类型的变量。不同类型的变量用来存放不同类型的数据。
14、变量类型的说明（三种方式） 隐含说明 即以I、j、k、l、m、n开头的变量为整型变量，以其它字母开头的变量为实型变量。（“IN规则”） 例：imax，m5，number， 为整型变量 v，h2，aver， 为实型变量,2019/10/16,27,3.6 变 量,显式说明 即用类型说明语句指定变量的类型。 如： Integer说明变量为整型变量 Real说明变量为实型变量 Double precision说明变量为双精度变量 Complex说明变量为复型变量 Logical说明变量为逻辑型变量 Character说明变量为字符型变量,2019/10/16,28,3.6 变 量,如： Intege
15、r abc，xyz real imax，k3 logical a1，kpz 用implicit语句说明 即说明用某一字母开头的变量为指定的类型。 例： implicit integer(a，b)，real(k) implicit integer(x-z),2019/10/16,29,3.6 变 量,三种类型说明的优先级： 高 类型说明语句（显式说明） implicit语句说明 低 “IN规则”,2019/10/16,30,3.7 Fortran内部函数,在编制Fortran程序时，经常要用到一些基本的数学函数，如三角函数、指数函数、对数函数等。为方便用户，Fortran编译系统已提供了这些函数的计算程序，需要时即可调用。 Fortran内部函数调用格式： 函数名（自变量）,2019/10/16,31,3.7 Fortran内部函数,如： sin(90*3.14159/180) 1.0 sqrt(9.0) 3.0 abs(-5.6) 5.6 int(6.75) 6 exp(3.0) 20.085540 Fortran77全部内部函数见附录,2019/10/16,32,3.7 Fortr
