第六讲 Fortran中的子程序
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fortran知识点总结一、语法结构Fortran语言的语法结构遵循一套严格的规则。
下面是一些常见的语法结构:1. 程序单元:Fortran程序由一个或多个程序单元组成。
每个程序单元由一个或多个声明和执行语句组成。
2. 注释:在Fortran中,注释可以用来提高代码的可读性。
注释以感叹号(!)开头,直到行末为止。
3. 标识符:Fortran中的标识符由字母、数字和下划线组成,且区分大小写。
标识符用于表示变量、函数、子程序等。
4. 变量声明:在Fortran中,变量声明使用关键字“REAL”、“INTEGER”、“LOGICAL”等来指定变量的数据类型。
例如,REAL :: x 表示声明了一个实数类型的变量x。
5. 程序控制结构:Fortran提供了多种控制结构,包括顺序结构、条件结构和循环结构。
这些结构提供了程序的流程控制和逻辑控制。
6. 函数和子程序:Fortran支持函数和子程序的定义和调用。
函数和子程序可以帮助程序员组织和重用代码。
7. 模块和接口:Fortran中的模块和接口提供了一种组织代码的方式。
模块可以包含多个子程序和全局变量,接口可以用来定义子程序的接口。
二、数据类型在Fortran中,数据类型用于表示数据的类型和大小。
Fortran提供了多种数据类型,包括整数、实数、逻辑值、字符、复数等。
下面是一些常见的数据类型:1. 整数:整数类型用于表示整数值。
在Fortran中,整数类型包括“INTEGER”、“LOGICAL” 和“CHARACTER”类型。
2. 实数:实数类型用于表示实数值。
在Fortran中,实数类型包括“REAL”和“COMPLEX”类型。
REAL类型用于表示实数,COMPLEX类型用于表示复数。
3. 字符:字符类型用于表示字符值。
在Fortran中,字符类型使用CHARACTER关键字进行声明。
字符类型可以表示单个字符或者字符数组。
4. 数组:数组类型用于表示多个相同类型的数据。
1.行的书写(行的长度、分行、续行)一行可以是0~132个字符,空格有意义,语句最长不超过2640个字符一行可以有多个语句,用“;”分隔一个语句可分行写,读行标记为&(放在尾部),但如为关键字,首尾均加&。
最多可有511个续行。
2.说明语句必须出现在可执行语句之前,格式说明语句(FORMAT语句)除外。
3.注释标志符:自由格式:!固定格式:C *语句分隔符:分号;(仅自由格式可以使用)续行符:自由格式:&申明标号:1到5位无符号整数空格:关键字、变量、常量内部不能用空格,但相邻两者之间须用空格4.信息处理的分类:数值处理和信息处理现代计算机工作原理:程序存储和程序控制(冯·诺依曼)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CPU3、I/O设备——提供数据传输服务4、总线——数据传输的公共通道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5.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。
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,也可在其它语句之后,空行为注释行(固定格式用C和*)6.常量的定义:常量是程序执行过程中不能变化的量。
基本数据类型有五种:整型、实型、复型、字符型和逻辑型前三种属于数值类型,后两种为非数值类型,主要用于文字处理和控制。
FORTRAN 90通过KIND值确定整数的存储开销、最大位数和取值范围,如表所示。
Aspen plus fortran子程序的编译、连接与运行Aspen Plus 可以用来模拟反应精馏,但提供的动力学方程形式比较死板,很多类型的动力学方程都不能直接输入,不得不外接一个fortran子程序。
本来用到fortran的机会就不多,所以会的人也不多。
何况编写好fortran子程序后,还要用fortran编译器来编译生成obj文件,而且每次运行的时候都得连接一次,比较麻烦。
我的电脑以前是装了编译器这些软件的,但最近出了问题,只能编译fortran子程序,运行aspen外接fortran子程序的时候就会出错。
恰好这几天要帮师兄写个fortran子程序,写完后需要调试,但又运行不了,重装呢也没把握,想起网上有兄弟说过可以用asplink命令生成一个dll文件,这样就不用运行aspen的时候每次都连接编译器了。
于是找来资料学习学习,居然成功了,欣喜之余,分享给大家。
第一步当然是编写动力学子程序了(此处省略若干字)第二步编译写好的动力学子程序(以网友soaty的动力学子程序为例)打开Aspen Plus Simulation Engine打开后是这样的接下来改变文件夹路径,转到存放动力学子程序的那个文件夹比如我的文件路径是C:\ProgramData\AspenTech\Aspen Plus V7.1\IPP于是输入cd C:\ProgramData\AspenTech\Aspen Plus V7.1\IPP回车后就转到这个文件夹了,这时候就可以进行编译了:编译命令:aspcomp 输入命令aspcomp RIPPA.f,回车到文件夹一看你会发现已经生成了obj文件了,第二步就完成了第三步:生成obj文件的OPT文件这个很简单,只需要在文件夹里面先新建一个文本文件,然后把名字改为RIPPA_LIST_OBJ,双击打开文本文件,在里面先添加上刚刚生成的obj文件的路径(就是我们第一步提到的那个文件夹路径加上最后生成的RIPPA.obj就可以了最后把txt格式改成opt格式就行了第四步:链接第二步生成的OBJ文件,生成dll文件命令格式:ASPLINK [DLOPT dloptfile] libnameDloptfile是在刚刚生成的OPT文件的文件名,Libname是给要生成的dll文件指定一个文件名于是我们输入asplink [dlopt RIPPA_LIST_OBJ.opt] RIPPA 回车(这里如果输入的命令是ASPLINK libname 就会链接这个文件夹下所有的OBJ文件,如果你的文件夹下刚好有多个OBJ文件,那么一般不能成功生成dll文件)第五步:生成dll文件的opt文件,和第三步类似贴个图好了,大家参考第三步把txt格式改成opt格式,这时所有的编译链接都完成了,我们就可以在没有安装fortran编译器的电脑上运行带fortran的子程序的Aspen Plus文件了首先打开BKP文件后,点击RUN——settings——Engine Files——Linker填入dll文件的OPT文件名RIPPA_LOC_DLL.opt点击确定,这时,不出意外,就可以运行aspen了注意:上面提到的这些文件必须放到一个文件夹里面,如果您下载了我的文件更改了文件夹的目录就需要在那两个OPT文件中更改成您自己的文件夹目录。
第6章数组应用6.1 数组与数组元素数组是由任何一种简单数据类型按照一定的组织规则构造出来的数据类型,是有序数据的集合。
数组中可以包含很多个同类型的变量,我们把这些变量叫做“数组元素”或“数组分量”或“下标变量”。
在机器中数组占用一片连续的存贮单元,每个单元都用同样的名字(即数组名)但编号不同。
数组的命名方式与简单(基本)变量命名方式相同。
假设有数组A,占据4个存储单元,元素在内存中的排列可形象表示出来:AA(1),A(2),A(3),A(4)A(1,1),A(1,2),A(2,1),A(2,2)每个单元的编号方式可以有多种,第一种用一个数字来编号称为一维数组,第二种用两个数字来编号称二维数组。
可以推广,用N个数字对数组的元素编号则称为N维数组。
数组使用之前一定要说明,事先告诉机器数组的类型,包含分量的个数,分量的编号方式等,以便机器为数组预留内存空间。
6.1.1数组的说明数组的说明应该包括以下几个方面的内容:•确定数组的名称;•确定数组元素的类型;•确定数组的结构(包括数组维数,每一维的取值范围等内容)。
说明语句的形式有:(1)类型说明语句:说明数组的类型和元素个数类型标识符数组名1 (维说明1[,维说明2,...])[,数组名2...](2)DIMENSION语句:只说明数组元素个数DIMENSION数组名1 (维说明1[,维说明2,...])[,数组名2...]其中“维说明”的形式:维下界∶维上界(或下标下界∶下标上界)例如:REAL A(1:10),B(80:90),C(-5:4),NUM1(1:2,1:5)INTEGER D(0:1,0:4),NUM2(2:5)DIMENSION S(3:5), M(1:10)说明语句中的A,B,C,D,NUM1,NUM2等都是数组名,数组名不能与本程序单位中的其他任何标识符重复。
通过“维说明”可以确定数组维数,每一维的取值范围等内容。
同一维的上下界之间用冒号分开;括号中至少要有一个维说明,也可以有多个。
多重积分Fortran子程序-------VEGAS.F流程图说明:这里只是对子程序的算法和如何分层做详细介绍,对打印输出和其他一些东西都做略过。
还有这个子程序中涉及的变量很多,而且变量的意义也变化,所以下面涉及到的变量我都会在画流程图前加以适当的说明。
1.子程序所涉及的变量及其的意义:有用输入参数:FXN:被积函数。
ACC:所要求的精度。
NDIM:被积函数的变量的个数。
NCALL:投点的总数。
ITMX:要求的叠代的次数。
NPRN:打印的要求(具体要求略过)。
子程序内部的参数及其意义:TI(A VGI):数值积分的结果。
IT:叠代的次数。
X(I,J):各随机变量的分布,J表示各个变量。
ERR(SD):数值积分的误差。
ALPH0:变化区间的参数。
RAND(20):[0,1]的随机数列。
X(J):用于积分的坐标等。
2.主要的程序模块和各模块的功能总的流程图:3.各模块的流程图1)初始化设定各个参数该部分的主要工作就是给各参数输入初始值,下面简述各个初始化的参数以及各参数的意义或在以下何模块里要用到。
ALPH=1.5; 这是在7中用到,作为变换分布的参数。
CALLS=NCALL;投点的总数。
XND=ND=50;区间分为50份。
NDM=ND-1=49;为以下处理方便。
IT=0;叠代初始为零。
SI=0;SI2=0;SWGT=0;SCHI=0;SCALLS=0;以上五个变量均是叠代参数,在5中用。
2)初始化内部分布:变量的意义:RC:分层的间隔。
NDIM:变量的个数。
XI(I,J):变量的区间的分布。
XND:区间分层数。
XNDM=XND-1。
DR:求和号。
初始化的分布是一个均匀分布,实现的流程图如下:3) 初始叠代参数:这不仅仅是初始化的过程了,而是大的循环的一部分,每改变一次变量的分布,就需要初始化叠代参数一次。
下面简述各个初始化的参数以及各参数的意义或在以下何模块里要用到。
IT=IT+1;叠代的次数。
TI=0;积分值清零。
第一种方法:/ o/ J5 @6 U/ ^- o$ 1. 建立工作目录/ ]"2. 将Abaqus安装目录\6.4-pr11\site下的aba_param_dp.inc或aba_param_sp.inc拷贝到工作目录,并改名为aba_param.inc;# ~/ |0 I0 E6 {, @4 X3 q: W3. 将编译的fortran程序拷贝到工作目录;4. 将.obj文件拷贝到工作目录;5. 建立好输入文件.inp;6. 运行abaqusjob=inp_name user=fortran name即可。
第二种方法:在Job模块里,创建工作,在EditJob对话框中选择General选项卡,在Usersubroutine file中点击Select 按钮,从弹出对话框中选择你要调用的子程序文件(后缀为.for或.f)。
, D8 i7 d/r c6 @" |以下是网上摘录的资料,供参考:. |$ t/ }$W7 Y6 m4 h6 D6 j用户进行二次开发时,要在命令行窗口执行下面的命令:4 O. R+ ^,@( ? abaqus job=job_name user=sub_nameABAQUS会把用户的源程序编译成obj文件,然后临时生成一个静态库standardU.lib和动态库standardU.dll,还有其它一些临时文件,而它的主程序(如standard.exe和explicit.exe等)则没有任何改变,由此看来ABAQUS是通过加载上述2个库文件来实现对用户程序的连接,而一旦运行结束则删除所有的临时文件。
这种运行机制与ANSYS、LS-DYNA、marc等都不同。
: j6 g' R-o( {0 [* N2 J3 X这些生成的临时文件要到文件夹C:\Documentsand Settings\Administrator\Local Settings\Temp\中才能找到,这也是6楼所说的藏了一些工作吧,大家不妨试一下。
fortran函数定义与子例子程序Fortran 语法备忘录 (中级1)——转载2010-03-10 19:12转载于目录:【主程序】【语句函数】【内在过程】【内部过程】【外部过程】◆外部函数◆外部子程序◆EXTERNAL属性和哑过程◆INTENT属性◆OPTIONAL属性◆哑元改名◆关键字变元INTRINSIC属性◆类属过程◆过程接口INTERFACE◆超载操作符◆自定义操作符◆超载赋值号【模块】【块数据】【指针】【主程序】!-----------------------------------------------------------------------[PROGRAM [程序名]][说明部分][可执行部分][CONTAINS内部过程]END [PROGRAM [程序名]]!-----------------------------------------------------------------------【语句函数】 f(x)=x**2+1【内在过程】 max,abs,sin,char。
【内部过程】 Contains与宿主程序共享变量名, 外部过程FUNCTION, SUBROUTINE都可以有自己的内部过程。
通常没有说明语句。
没有哑元,无哑实结合。
使用内部过程的规则:在宿主中不要定义子程序名和函数名的类型,也不能指定它们是有EXTERNAL属性。
宿主中的变量名和数组名等在内部过程中有效,有相同的数值。
但同一名若在内部过程中又进行了类型声明,则此名被视为其过程中的独立变量,无相同的数值。
内部过程中也可引用另一内部过程。
例:!-----------------------------------------------------------------------program internalreal a,b,ccall findprint *,ccontainssubroutine findread *, a,bc=sqrt(a**2+b**2)end subroutine findend!-----------------------------------------------------------------------【外部过程】过程=函数&子程序哑元调用方式:传址调用call by adress,即传递4字节的变量的内存地址。