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12数据共用存储单元和数据块子程序 FORTRAN语言程序设计 教学课件

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FORTRAN语言程序设计ppt课件

FORTRAN语言程序设计ppt课件

do i=1,10 !循环语句
s=s+i
!循环体
enddo
上述循环所要执行的重复操作是： s=s+i (即循环体),但每一次循环时，循环 体的操作数据s,i的值是不同的。
.
精选2021版课件
8
2.3 算法的表示方法
（1）传统流程图 即用有向线段将描述算法步骤的各功能框连接起来.如下图所示：
A B 图(a)顺序结构
1.逻辑常量仅有两个，.TRUE.（真）和.FALSE.（假）。注意：逻辑常量 两侧的两个小数点不能省略。逻辑型常量是具有逻辑型数据类型的非数 值数据，又称为逻辑值或布尔值。
2.对于逻辑值.TRUE.，在其存储单元字节内每位为“1”，可视为整数值 -1；对于逻辑值.FALSE.，在其存储单元字节内每位为“0”，可视为整数 值0，它们均能参与整数运算。如7+.FALSE.，结果仍为7。1+.TRUE.， 结果则为0。
数组、函数、过程等实体的名称。
名称的定义（即语法描述）：由英文字母开头的31个以内 的字母、数字、下划线（_）以及美元符字符序列组成。
例：NUMBER、x1、root_2、y$ _ab、5xy、x.y
5.2.2 保留字 一个语句中的特定单词，如PROGRAM、END、IF、ENDIF、
DO、ENDDO等，称为语句保留字。 说明： FORTRAN90程序中允许用保留字作为其它实体的名 称，但是一般不提倡。
1x10-10
注意：单独的指数部分不能构成一个实型常量。 例：E5
5.6.2.3 复型常量
表示普通代数中的复数。即： a ± bi（其中a是实部， b是虚部）
一般形式：（a，b）
例：（-3，5）
！表示复数：-3+5i

01章FORTRAN程序设计基础精品PPT课件

01章FORTRAN程序设计基础精品PPT课件
的问题，因此应提供输出结果，否则算法就没有 实际意义。
16
1.2.2 算法的描述
算法的描述有许多方法，常用的有：自然 语言、一般流程图、N－S图等。前面例1.1~ 例1.2的算法是用自然语言──汉语描述的，其 优点是通俗易懂，但它不太直观，描述不够 简洁，且容易产生二义性。在实际应用中常 用流程图表示算法。
17
1. 一般流程图
一般流程图是一种传统的算法描述方法，它用不同 的几何图形来代表不同性质的操作。例如，用矩形框 表示要进行的操作，用菱形框表示判断，用流程线将 各步操作连接起来并指示算法的执行方向。一般流程 图的主要优点是直观性强，初学者容易掌握。缺点是 对流程线的使用没有严格限制，如毫无限制地使流程 任意转来转去，将使流程图变得毫无规律，难以阅读。 为了提高算法可读性和可维护性，必须限制无规则的 转移，使算法结构规范化。
9
什么叫程序设计？
对于初学者来说，往往把程序设计简单地理解 为只是编写一个程序。这是不全面的。“程序设计” 反映了利用计算机解决问题的全过程，包含多方面 的内容，而编写程序只是其中的一个方面。使用计 算机解决实际问题，通常是先要对问题进行分析并 建立数学模型，然后考虑数据的组织方式和算法， 并用某一种程序设计语言编写程序，最后调试程序， 使之运行后能产生预期的结果。这个过程称为程序 设计。
x →max
i+1→i
n
n
输出max
20
2. 程序的三种基本结构
1966年Bohra和Jacopini提出了组成结构化算 法的三种基本结构，即顺序结构、选择结构和循 环结构。
《高级语言程序设计(Fortran)》
Tel: E-mail:
1
计算机是在“程序”的控制下进行自动工作的， 它解决任何实际问题都依赖于解决问题的程序。

第2章Fortran程序设计基础.ppt

第2章Fortran程序设计基础.ppt
第6章 子程序
• 子程序是构造大型程序的有效工具，一个实用程序(不 管是系统程序还是应用程序)，一般都含有多个子程序。
• FORTRAN 90 中的子程序按子程序完成的功能划分有子 例行程序、函数子程序、数据块子程序等，按是否定义 在某个特定的程序单元内部来划分有程序单元子程序、 模块子程序以及内部(INTERNAL)子程序等，这些通称为 子程序。
FUNCTION SM(M,N,L) SM=0 DO I=M,N
IF (L>0) THEN SM=SM+I**L
ELSE
PROGRAM EXAM2
！开始主程序单元定义
WRITE(*,*)'S1=',SM(1,100,2) ！调用函数子程序SM完成S1的计算
WRITE(*,*)'S2=',SM(100,140,3)
PROGRAM EXAM1B
INTEGER X
6.2 函数子程序
语句函数由于要求在一个语句中完成函数的定义，因而它只能解决一些较 简单的问题，当函数关系比较复杂，用一个语句无法定义时，语句函数就 无能为力了，这时需要用到函数子程序。
6．2．1 函数子程序的定义
函数子程序是以保留字 FUNCTION 开头，并以保留字 END结束的 一个程序段，该程序段可以独立存储为一个文件，也可以和调用 它的程序单元合并存储为一个程序文件。函数子程序的定义格式 是：
INTEGER F(X，Y)=X**2+Y**2 ! 定义了一个整型函数F
NF(X，Y)=X**2+Y**2 F
! 也同样定义了一个整型函数
2.语句函数的虚参
在语句函数定义语句中的函数参数称为虚参，他们本身是没有值的，只有在 函数调用时才用实际参数(称为实参)代替。实参或是常数、或是一个有确定 值的变量、或是一个可以计算值的表达式。虚参在形式上与普通变量相同， 一个语句函数中的虚参不能同名。不同语句函数中的虚参可以同名，虚参也 可以和程序中的变量同名。

第2章 Fortran程序设计基础PPT课件

第2章 Fortran程序设计基础PPT课件

SUBRO UTINE 、MO NEY 、< = 都是非法的。
一般情况下，记号之间需留有空格。例如：100CONTINUE 是非法的， 因为标号100 和关键字 CONTINUE 是两个独立的记号。
有的记号间的空格是可选的，例如：END PROGRAM 和 ENDPROGRAM是 合法的。
四. 注释
END
注释行
注：其中处于同一水平位置的各语句之间没有严格的前后 顺序，而不同的行则表示了严格的在程序当中出现的前后 顺序。
语句顺序的一般原则：
程序段的段头语句，只能ຫໍສະໝຸດ 现在每个程序段开始的位置。如： PROGRAM、FUNCTION、SUBROUTINE、BLOCK、DATA、MODULE等；
如果出现USE语句，则只能出现在段头语句之后、其他语句之前； IMPLICIT NONE语句应紧跟在USE语句之后，在其他说明语句之前； FORMAT语句和DATA语句也可以放置在可执行语句中间，不过把DATA
* 固定格式是为配合早期使用穿孔卡片输入程序所发明的 格式， 这里介绍固定格式，只是让大家对 Fortran 77 程序有所了解，建议大家在编写程序时采用前述地自由 格式。
* 固定格式尽管有其过多的限制，但由于具有一定的规范 性，方便程序的编写和检查。
二、自由格式
自由格式是Fortran 90之后的新写法，是目前最流行的书写格 式，取消了许多限制。没有规定每行的第几个字符有什么作用。
固定格式说明:
一行共80列，分为4个区： 第1-5列，标号区，可以空白，也
可以出现符号；
第6列，续行标志区，可以空白（ 无续行），非0字符（续行 ）；
第7-72列，语句区，语句区的书写 可以从任意一列开始，空白 编译时被忽略，一行只能书 写一个语句；

fortran第3章2 Fortran语言程序设计初步PPT课件

fortran第3章2 Fortran语言程序设计初步PPT课件

五.如果是需要调用其他语言写的子程序， 而恰好该种语 言(例如C语言)是区分大小写的，这时就需要特别小心。
【例3_1】 如果用C写了两个子程序EIGEN和eigen，然后有如下 的FROTRAN片断：
EXTERNAL EIGEN
...
CALL EIGEN
...
上一页
END
下一页
这时它是该引用EIGEN还是eigen呢？如果所使用的
DATA I, J, K / O’1001’, 23.54, Z’5CA2’ /
上一页 下一页 停止放映
其中第一个为八进制数，第二个为十进制数，第三个为十六进制数。
第6页
七.下划线的涵义：
● 下划线的主要作用就是置于单词之间代替空格， 使得我们在命名时使用清楚的英语词汇。
● 下划线不能置于任意名称的前面，但是可以置 于名称的最后。
特殊符号 ：空格 = + - * / ( ) , . ‘:
上一页 下一页 停止放映
" ! % & ; < > $ ? _ (F90中新增的字符)
第2页
上一页 下一页 停止放映
表3-1基本的FORTRAN 90/95字符集
文字字符
英文字母 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R小写必须区分的位置
● 作为字符常量的字符串里面；
上一页
下一页
● 输入输出的纪录里面；
停止放映
● 作为编辑描述符的引号或撇号里面。
第4页
四. CVF编译平台接受小写字母。
在 OPEN 或 者 INQUIRE 语 句 里 面 的 FILE= 或 NAME= 后面是否区分大小写，也是由编译平台指定的。

数据共享课件

数据共享课件
第9页，共16页。
❖ 使用规则
exam_11_3
一个Fortran程序只能有一个无名数据快子程序
不能有可执行语句
可给多个有名公用区赋初值
一 个 有 名 公 用 区 不 能 在 多 个 数 据 快 子 程 序 中 赋 初 值 （ Visual Fortran可以）
第10页，共16页。
❖ <等价语句>→equivalence （<变量表>） {,（<变量表>）}
借助include语句 变量名冲突问题
用模块（module）代替
back3.for fcommon
第8页，共16页。
❖ <数据块>→block data [<名称>] [<说明和赋初值部分>]
end [block data [<名称>]] ❖ 作用：给有名公用区中的非指针变量赋初值
无名公用区中的变量不能赋初值（Visual Fortran可以）
第12页，共16页。
❖ 模块的作用
声明和初始化全局数据 声明派生类型
包含常用的子程序（子程序库）
声明外部子程序的接口块
数
据
共
（
享
encapsulation
封 装
代 码 共
） 数 据
享
第13页，共16页。
❖ <模块定义>→module <模块名>
exam_11_6
<模块数据和模块子程序说明>
[ contains
<内部子程序>
{<内部子程序>}]
end module [<模块名>]
第14页，共16页。

12数据共用存储单元和数据块子程序 FORTRAN语言程序设计 教学课件

Dimension A(10) Equivalence (X,A(1))，(X,A(3))
3
例：用子例行程序解一元二次方程的两个根
read(*,*)a1,a2,a3 call quad(a1,a2,a3,z1,z2) write(*,*)z1,z2 end
subroutine quad(a,b,c,x1,x2)
5. 等价语句允许用两个或更多的变量名代表同一个量。 Equivalence（A，A0，A1）
6. 数组的等价。
Dimension A(8)，B(4，2)，C(2，2，2) Equivalence (A，B，C) 等价于 Equivalence (A(1)，B(1,1)，C(1,1,1))
7. 不能利用等价语句建立矛盾的等价关系。
p=-b/(2.0*a)
q=sqrt(b*b-4.0*a*c)/(2.0*a)
x1=p+q
x2=p-q end
common z1,z2 read(*,*)a1,a2,a3
call quad(a1,a2,a3)
write(*,*)z1,z2
end
common z1,z2,a1,a2,a3 read(*,*)a1,a2,a3 call quad write(*,*)z1,z2 end
第 九 章 数组 第 十 章 语句函数 第十一章 子程序 第十二章 数据共用存储单元
和数据块子程序 第十三章 文件
1
一、等价语句（Equivalence语句）
Equivalence（变量表1），（变量表2），……
作用：使同一个程序单位中的两个或更多的变量共用 一个存储单元。
说明：1. Equivalence 语句是说明语句，必须出现在程 序单位的执行语句之前。

第2章 Fortran程序设计基础课件


例如
WRITE(*,10)A,B 10 FORMAT(1X,E12.4,E13.2)
当A、B的值为128.433和-0.0008时，输出为：
□□□.1284E+03□□□□□-.80E-03
(3) EN编辑符。EN编辑符与E编辑符基本用法相同。区别在于
EN编辑符输出数据的非指数部分的绝对值强制在1到1000的
4. 逻辑型数据编辑描述符 逻辑型数据的输入输出用L编辑符。其一般格式是： rLw 逻辑值只有两个：真(.TRUE.)和假(.FALSE.)。在输入
一般格式是： rIw 其中r是重复系数，为1时可以省略。w表示字段宽度，即 与该编辑描述符对应的输入输出项所占用的字符个数。
I型输入的使用规则：在输入记录中从左往右取w个字符存
入对应的输入项。注意取得的w个字符必须是整数，正负号也 占一个字符位置，空格字符占一个字符位置但不起作用。
READ (*,10)I,J,K
范围内，且指数可以被3整除。例如
WRITE(*,10)128.433,-0.0008
10 FORMAT(1X,EN12.4,EN13.2)
输出为：
128.4330E+00□□-800.00E-06
(4) ES编辑符。ES编辑符与E编辑符基本用法相同。 区别在于ES编辑符输出数据的非指数部分的绝对值 强制在1到10的范围内。例如 WRITE(*,10)128.433,-0.0008 10 FORMAT(1X,ES12.4,ES13.2) 输出为： □□1.2843E+02□□□□-8.00E-04
(2) E编辑符。用于输入输出指数形式的实数。它的一般格式 是： rEw.d 其中r是重复系数，w是字段宽度，d为数字部分小数位数。 E型输入规则：与F编辑符完全相同。 E 型输出规则：采取规格化的指数形式，即数字部分小数前 面为0，小数点后第一位为非零数字，指数部分占 4列 (E 、指 数符号位及两位指数)。如果输出项数字部分的小数位数多于 d 位，保留 d 位，从第 d ＋ 1 位起四舍五入，小于 d 位，在其右 边补0。如果输出项实际的位数小于w，左补空格，否则输出 w个“*”。

fortran教程.ppt


N-S 图——结构化流程图 S=0
例2 用N-S图表示
N=1
S+1/N= S
N+1= N
直到N>100为止
打印 S 值
例1 用N-S图表示
N=0 T=0
输入 A A+T →T N+1 →N 直到N≥100 为止 打印 T
例3
L=1
N=1
S=1
SUM = 1
L+2 → L
-S → S
N+1 → N
SUM+S/L →SUM
（3）输入一个数给“收入变量”A
（4）将A和T的值相加，其和值放在变量T中 A+TT；
（5）使N的值加1，即N+1 N（N的值表示已累加数据的个数）
（6）若N﹤100，则返回（3）继续执行以后各步，否 则转到执行（7）
（7）打印出总和T的值
以上算法体现“迭代”的思想—计算机算法的最大特 点
例2 求 1
将高级语言程序（源程序）转换为机器语言程序（目标程序）
的工作由“编译程序”来完成。 编译
执行
高级语言程序
机器指令目标程序
计算结果
编译程序 （预先存如电脑）
裸机
用户源程序
操作系统
高级语言编译系统
计算机系统与操作系统关系示意图
§ 1-2 算法(Algorithm)与程序设计(Programming)
1. 近50年的丰富积累，资源不浪费，对原有程 序向下兼容。而C语言与Matlab才20多年
2. FORTRAN书写和语法要求严格，更适合于 严谨的科学计算。而C对数组不提供越界检查， 容易出错，而且不容易查出
3. FORTRAN 90~95可以直接对矩阵和复数进行 运算。而C语言则要用多重循环

第一章FORTRAN程序设计基础.ppt


四个基本步骤：
(1)分析问题，确定数学模型或方法。 (2)设计算法，画出流程图。 (3)选择编程工具，编写程序。 (4)调试程序，分析输出结果。
问题3 什么是算法？
解决问题的方法和步骤称为算法。 问题的算法： 算法=方法+步骤
思考
求任意三角形的面积？ 求一元二次方程的实根？
方法：用海伦公式 步骤： ①给出三条边a,b,c ②p=(a+b+c)除以2 ③s=p*(p-a)*(p-b)*(p-c)的开方根 ④输出s
REAL R,P,S
!定义三个实型变量
READ *,R
!输入圆的半径
P=2*3.14159*R
!计算圆的周长
S=3.14159*R*R
!计算圆的面积
PRINT *,R,P,S
!输出圆的周长和面积
END
FORTRAN 程序结构
一个FORTRAN程序由若干个程序单元 组成。程序单元可以是主程序、外部子程 序，也可以是模块，其中模块包含可被其 他程序访问的各种程序实体。
(3)计算u的值。
(4)输出u的值。
例1.2 输入十个数，要求找出其中最大的数。
方法: 设max单元用于存放最大数，先将输入
的第一个数放在max中，再将输入的第二个数 与max相比较，大者送到max，然后将第三个 数与max相比，大者放在max中，…，一直到 比完九次为止。
例1.2的算法
(1) 输入一个数，放在存储单元max中。 (2) 设置用来统计比较次数的单元i，初值置1。 (3) 若i≤9，做第(4)步，否则做第(8)步。 (4) 输入一个数，放在存储单元x中。 (5) 比较max和x中的数，若x>max，则将x的值送 给max，否则，max值不变。 (6) i增加1。 (7) 返回到第(3)步。 (8) 输出max中的数，此时max中的数就是十个数 中最大的数。
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同一程序单位中出现多个common
语句，作用相当于一个。 4. 公用语句区中的变量或数组类
common x, y, z(3), a, b
型必须按顺序一一对应。
5. 变量或数组名只能在同一程序
common a,b,c common a1,b1,a
单位的公用语句定义中出现一次。
6. 区分equivalence和common语句
在语句中出现的先后顺序占用相同连续的存储单元。
5
例：用,a3 call quad(a1,a2,a3,z1,z2) write(*,*)z1,z2 end
subroutine quad(a,b,c,x1,x2)
p=-b/(2.0*a)
q=sqrt(b*b-4.0*a*c)/(2.0*a)
x1=p+q
x2=p-q end
common z1,z2 read(*,*)a1,a2,a3
call quad(a1,a2,a3)
write(*,*)z1,z2
end
common z1,z2,a1,a2,a3 read(*,*)a1,a2,a3 call quad write(*,*)z1,z2 end
缺点：传输速度慢。
4
Fortran程序中有 两种公共区
无名公共区（只有一个） 有名公共区
开辟公用区用common语句 无名 主程序 common x, y, i, z(3) 公用区 子程序 common a, b, j, t(3)
程序中只能有一个无名公用区 不同程序单位在common语句中的变量或数组按其
第 九 章 数组 第 十 章 语句函数 第十一章 子程序 第十二章 数据共用存储单元
和数据块子程序 第十三章 文件
1
二、公用语句（COMMON）语句
传统Fortran程序不同单位之间的数据交换是通过： 虚实结合
优点：符合结构化程序设计的指导思想。程序有较好的可 读性，容易跟踪数据的流向，便于对程序进行调试 和维护。
的作用。
有名公共区、数据块子程序内容（自学）
7
subroutine quad common x1,x2,a,b,c …… end
subroutine quad(a,b,c) common x1,x2 …… end
6
说明：
1. common语句是说明语句，必须
出现在所有可执行语句之前。
3. 一个程序只有一个无名公共区，
common x, y, z(3) common a, b