visualfortran90第1、2章

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1、2019年1月18日星期五,主 讲 孙艳红,Visual Fortran 90 程序设计,我已经能熟练地操作计算机了，还学什么？ 计算机能做什么？ 如何把计算机做为求解问题的工具，为我服务终身？,开始的话,计算机可以做任何事情；只要能把实际问题抽象、制作为计算机可求解的程序。 计算机求解问题的步骤：,计算机能做什么？,实际问题,问题模型,求解算法,编制程序,问题实现,问题模型,结构分析 线性方程组 人口预报 微分方程 优化问题 线性规划、非线性规划 震动问题 矩阵分析；特征值、特征向量 信息管理 二维数据表 下棋 树型结构遍历 交通管理 图型结构遍历,“深蓝”与卡斯帕罗夫,国际象棋棋盘有64格

2、，每方有16个子。棋手在思考下一步棋时大约有35种合法选择。 目前最好的国际象棋程序可以分析到七八个回合，若要求电脑能思考到第七个回合，即14步棋，则需要有3514种可能的结局。 下棋程序靠的是基本的行棋知识和强大无比的检索演算能力。这种信息检索选择方式好比一棵树；共有35个枝干，每个枝干有35个树杈，最终到树叶，即可供选择的结果。越好的程序，所派生的树枝树杈就越多。 一般来讲，电脑每下一步棋，仍需有500亿或600亿种选择。,两本教材（互为补充）： Fortran 90 程序设计（上课） Fortran 90 程序设计实验指导与测试（上机）,关于本课程教学几点说明,教学课时（3学分） 上课4

3、8学时（3学分） 上机48机时（其中教师辅导24机时） 学会实践上机,记问题,关键在个人,上机时间安排,各班级的同学，每周五下午或晚上 都要去机房一楼的通告栏查看下周上机时间，每周上机时间、机房都有可能不同。,课内上机时间安排(辅导24机时),大禹3-4班,课外上机时间安排(自主24机时),大禹3-4班,课内上机时间安排(辅导24机时),农水1-4班,课外上机时间安排(自主24机时),农水1-4班,请记好上机时间安排，并通知教学秘书，防止与其他老师调课冲突。,答疑时间： 每次上机时间、课间 期末考试前、必要时可增加 本人电子邮箱： 手机号码:13913878511 FTP:/10.33.12.

4、8,本门课的成绩评定： 平时+期末=总评成绩 平时：作业、考勤、课堂提问,书面作业：每个人准备几张16K大小的纸，作业可能是课堂上做或课后做。 上机作业：每次上机均要将所做的练习存盘，并上交作业。,作业包括两种：,考试时间： 13年春学期3月中旬（fortran不开考） 13秋学期10月中旬 考试形式 笔试 机试,关于江苏省计算机等级考试,一、笔试：考试时间为120分钟,二、机试： 考试时间为70分钟,报名时间： 上半年12月1日开始及之后的1个月之内； 下半年5月25日开始及之后的1个月之内。 考试时间： 上半年3月底(即3月份倒数第一个周六)， 下半年9月中旬(即9月份倒数第二个周六)。,

5、关于全国计算机等级考试,考试形式,考试采用全国统一命题，统一考试的形式。考试包括笔试和上机两个部分（一级只有上机，没有笔试），笔试和上机考试分别进行。笔试时间二级均为90分钟，三级为120分钟，四级为120分钟。上机考试时间一级、二级均为90分钟，三级为60分钟，四级三个科目暂不考上机。 第一次笔试合格但上机考试成绩不合格的，或者上机合格笔试不合格的，可以在紧接着的下一次考试中免试已经合格的部分。考生在下次考试报名时，可出具上次考试成绩单，其他手续不变。考试结束后，教育部考试中心将予以核实。,考试合格证书,该考试笔试、上机考试实行百分制计分，笔试以百分制通知考生，上机以等第分数通知考生成绩。等

6、第分数分为“不及格“、“及格“、“良好“、“优秀“四等。100-90分为“优秀“，89-80分为“良好“，79-60分为“及格“，59-0分为“不及格“。 笔试和上机考试成绩均在“及格“以上者，由教育部考试中心发合格证书。笔试和上机考试成绩均为“优秀“的，合格证书上会注明“优秀“字样，证书上没有良好，按及格对待。,课程要求,课前请做好预习 保持课堂安静，头脑清醒，思维活跃 做好课堂笔记 认真、独立、按时完成并提交作业 重视上机实践，有效利用宝贵的上机时间,“纸上谈兵”学不出程序设计本领； 只有大量上机、编程、调试，才能掌握。 学好程序设计语言的唯一途径是上机。 你的编程能力和你在机器上投入的时

7、间成正比。,课程要求,第1章 程序设计基础知识,1.4 计算机软件,1.1计算机简介,1.2程序设计语言,1.3 算法的描述,一、 信息处理和计算机 1、信息处理 数值处理 2、信息处理的分类 非数值处理 3、现代计算机工作原理： 程序存储和程序控制 （冯诺依曼）,1.1 计算机简介,二、计算机的组成 1、运算器算术运算、逻辑运算 2、控制器根据指令控制计算机工作 运算器、控制器和寄存器称为中央处理器CPU 3、I/O设备提供数据传输服务 4、总线数据传输的公共通道,5、存储器存放数据和指令 二进制位（bit）0和1的电路 字节（Byte）若干个位（8个） 存储单元字节 存储器若干个存储单元

8、计算机的存储特性：存写 取读,1.2程序设计语言 填补了人与计算机交流的鸿沟,程序设计语言的分类,1.机器语言：二进制代码形式，可以被计算机直接执行，不可移植 2.汇编语言：用助记符来代替机器指令，容易记忆，不可移植 3.高级语言：接近自然语言（英语）的程序设计语言，又称算法语言，易学、易用、易维护，可移植性好 例：FORTRAN、BASIC、PASCAL、C、LISP、PROLOG等,FORTRAN90源程序必须经过编译、连接后才可运行,F0R90源程序,编译程序,连接构建,可执行程序,1.3 算法的描述,什么是算法？ 广义：解决某个问题或处理某个事件的 方法和步骤。 现代含义是计算机解题步

9、骤。,程序设计=算法+数据结构,一个好的算法应当是：可以获得正确的结果，易阅读理解，即易读性好，执行时具有较高的效率。,算法描述的方法,文字说明 伪代码 流程图 盒式图（N-S图） 程序设计语言,文字说明,例如，比较两数A、B的大小，输出较大的数 粗略的思路： （1）读入A、B （ 2）判断A是否大于B （3）若是则输出A，否则输出B （4）结束,伪代码,一种介于自然语言和程序设计语言之间的文字和符号表达工具描述算法的方法：,IF AB 输出A ELSE 输出B END,流程图,使用具有特定含义的图形符号来表示算法。,盒式图（N-S图）,条件,满足,不满足,S1块,S2块,0 = S,0 =

10、I,输入A,S+A = S,I +1 = I,直到 I=4,输出结果 S,第2章 Fortran90基础知识,2.4 程序单元概念,2.1Fortran语言的发展,2.2源程序及其构成,2.3 语言元素,2.1 Fortran语言的发展简史,一、FORTRAN 含义及其适用范围 FORmula TRANslator 公式翻译器 科学和工程计算问题的程序设计语言 是第一门广泛应用的程序语言,著名编程语言Fortran创始人巴库斯,FORTRAN语言的重要意义： Fortran堪称是软件行业的转折点，就像微处理器对硬件行业一样重要。Fortran改变了人机通信的方式，使得程序语言更容易被用户理解和

11、接受。因此，Fortran一直被认为是首款大获成功的高级语言。 1977年巴库斯获图灵奖,Fortran语言的发展简史,第一个FORTRAN语言版本是在1954年提出的，在1957年正式发布使用。,FORRAN95不象FORTRAN90在FORTRAN77添加很多内容，只能视为90的修正版，加强了并行运算方面的支持,2.2 FORTRA90源程序基本结构,例2-1: 见书P16页例题：已知华氏温度与摄氏温度之间的换算公式为： 现输入某一华氏温度，请计算出相应的摄氏温度。,PROGRAM H_TO_C !Given the Fahrenheit temprature ,to caculate t

12、he Centigrade REAL:TC,TH READ*,TH TC=5*(TH-32)/9 PRINT*,TH,TC END PROGRAM H_TO_C,例2-2: 见书P17页：输入M个整数，将其相加，打印出它们的和。,PROGRAM CAL_M_SUM IMPLICIT NONE INTEGER:N,M REAL:T,A N=0;T=0 PRINT*,Input number of data: READ*,M DO READ*,A T=T+A N=N+1 IF(N=M) EXIT ENDDO PRINT*,T END PROGRAM CAL_M_SUM,例2-3: 求 该问题涉及五

13、个阶乘的相加，可用子程序实现阶乘。,FUNCTION FACTOR(N) RESULT (FAC_RESULT) IMPLICIT NONE INTEGER:N,FAC_RESULT,I FAC_RESULT=1 DO I=1,N FAC_RESULT=FAC_RESULT*I ENDDO END FUNCTION FACTOR PROGRAM CAL_FACTOR IMPLICIT NONE INTEGER:FACTOR,S=0,I DO I=4,8 S=S+FACTOR(I) ENDDO PRINT*,S=,S END PROGRAM CAL_FACTOR,FORTRA90源程序基本结构,

14、1、FORTRAN90程序是一种分块结构，由若干个程序单元块组成： 主程序、外部子程序、模块、块数据单元 无论是主程序单元，还是子程序单元，都是独立的程序单位，应该独立编写，它们的形式相似。 2、主程序结构 PROGRAM 程序名称 程序体 END program 程序名称,其中：END既表示停止运行，又是结束标记。,FORTRA90源程序基本结构,3、各程序单元体形式上相同，都由若干行组成：,语句行：说明语句：用于说明变量的类型、属性等 例：INTEGER:X,Y 可执行语句：输入、赋值、输出 例：A=4;B=B+1,非语句行：注释语句：！后的所有字符都被编译器忽略。 可独占一行，也可在其它

15、语句之后， 空行为注释行（固定格式用C和*）,2.3 语言元素,Fortran90的语言元素是指在程序设计中所用到的基本成分，例如字符集、常量、变量、记号以及其它的基本结构等。只有了解并掌握了这些基本要素，才可能正确自如地使用该种语言。,2.3.1 FORTRAN90字符集： 编写Fortran90程序时，所能使用的所有字符及符号。 26个英文字母AZ（az）程序中不区分大小写 在大多数处理系统中允许使用小写字母，除了字符串内的字符外，小写字母等价于相应的大写字母。,10个阿拉伯数字09 _(下划线) 注意与减号（-）的区别。 21个特殊字符（见表2-1）： 空格 = + - * / （ ） ， ： . $ ！” % & ； ？ 注意：1、在FOR源程序中，只能使用以上字符 2、字符型数据内（即引号内）可以出现任意字符(包括汉字),在Fortran90中，将字母、数字或专用字符的基本有效的序列称为记号，它包括标号、关键字、名字、常数、运算符和定界符。例如： A * SIN(x)+5.3 这个表达式包括6个记号，即A、*、SIN、x、+、5.3。 注意： 在字符串内部，不能随意地添加空格。例“ABC”与“A B C”不同。 在记号内部，也不许随意地使用空格。例SIN(X)与S I N(X)不同。 记号与记号之间的空格可以随意地使用。 多个空