Fortran讲义 第六章
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F O R T R A N第2章FORTRAN90基础知识:程序单元的概念:fortran90程序是一种分块形式的程序,整个程序由若干程序单元块组成。
每个程序只有一个主程序单元。
各单元体的程序体形式上相同。
程序单元可以是主程序、子程序(外部过程或内部过程)、模块MODULE (供其他程序单元引用即把该程序单元内的全部语句复制到程序单元中)或块数据程序单元BLOCK 。
语言元素:指在程序设计中用到的基本成分,如字符集、常量、变量、记号(标号、关键字、名字、常数、运算符和定界符)以及其他的基本结构等。
字符集:英文字母、阿拉伯数字、下划线、21个特殊字符($和?没有规定用法)。
数据结构:整型INTEGER (34-2下划线后面是种别参数),n 位字长的计算机的数据表示范围一般为12~211-+---n n ,种别参数由内在询问函数KIND 送回,种别值提供的最小范围由内在函数SELECTED-INT-KIND 送回,表示十进制幂的范围由内在函数RANGE 送回;实型REAL ,小数形式和指数形式;复型COMPLEX (种别类型参数值取实部与虚部中较大者);字符型CHARACTER,由一对单撇号或双撇号之间的字符序列组成;逻辑型LOGICAL。
派生数据类型TYPE;数组INTEGER,DIMENSION(1,50)::A,可直接对数组元素进行运算如3*A,SQRT(A);字符子串,在字符串CHARACTER(LEN=80)::ROW中,ROW(1:3)就表示字符串ROW中第1到第3个元素组成的子串。
变量名的命名规则:不能超过31个字符;组成成分是字母、数字、下划线;第一个字符必须是字母。
第3章基本语句:类型说明语句:类型说明(种别说明),属性说明::变量名表尽量避免把两个实数作相等或不相等的比较。
淘汰隐式说明IMPLICIT NONE种别说明:种别参数即对可移植数据精度和范围进行选择的机制KIND(X) 返回变元X的种别参数值SELECTED-REAL-KIND(n,m) 产生一个种别值,它表示某一精度和范围。
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。
前言FORTRAN90的新特性1、淘汰了所有转移语句,增加了新的控制结构,使程序结构化。
增加了结构块,模块及过程的调用灵活形式。
2、加强数组的算法功能。
提出超载概念与实现方法。
提高了文字处理功能。
3、更接近自然语言与公式演算。
允许在字符数据用选取不同种别。
特别:语句书写对列的要求放宽:一般一行写一条语句(也可也多个语句,用“;”分隔),没有标号区、续行区、正文区的区别。
一行最多为132列,可以在任何列处中断语句,中断处写一个“&”,随后在下一行任意列处继续。
一个语句最长不能超过2640个字符。
语句结尾不可有标号、符号。
注释以“!”开始,可以位于任何位置。
***以下只讨论与FORTRAN77不相同处。
第一章FORTRAN90的基本语句第一节类型说明语句1、变量名全长不得超过31个字符。
2、变量类型定义:INTEGER::X,YREAL::ACOMPLEX::B,C,D3、建议淘汰隐式说明,在程序说明部分一开始就写:IMPLICIT NONE向系统声明不使用隐式说明。
4、可以在变量说明时就置初值。
如:REAL::X=1.1,Y,Z=2.25、种别——决定变量的精度和所占内存单元数。
a.如:REAL(KIND=2)::X 说明变量X为REAL型,种别为2。
KIND是种别说明关键字。
如没有种别说明,则采用系统省缺值。
b.有关函数:KIND(X) 返回X的种别参数。
当X取常数0时,返回省缺种别参数。
如KI ND(0)、KIND(0.0)、KIND(.FALSE.)、KIND('A')分别返回整型、实型、逻辑型、字符型的省缺种别参数。
SELECTED_REAL_KIND(N,M) 返回种别参数,使之满足十进制有效位为N, 值范围在10**(-M)和10**M之间的实数。
SELECTED_INT_KIND(N,M) 与上类似,选择整型类别。
c.常数类别表示对数值型常数、逻辑型常数用后缀法,即在常数后加一下划线,再跟种别参数。
FORTRAN 复习复习分为三个部分:1、计算机基础知识——软件、硬件组成及功能、数制的转换2、Windows 操作系统——基本知识、系统启动、有关目录文件、磁盘及其他操作、网络功能3、计算机程序设计语言——FORTRAN语言程序结构与基本规定、数据、变量、数组、指针、赋值语句、输入输出语句、转移语句、条件语句、选择语句、循环语句、函数子程序(或称过程)、顺序文件、随机文件1-1计算机的分类与发展1946年美国宾西法尼亚大学与摩尔工程学院合作,创造了世界上第一台电子计算机ENICA。
它占地160平方米,重30吨,5000/秒加法运算,用了18000多只电子管。
从第一台计算机的诞生至今,共经历了以下几个阶段:第一代:电子管时代(1946——1957)采用电子管作为逻辑元件,应用:军事、科学计算。
第二代:晶体管时代(1958——1964)采用晶体管作为逻辑元件,应用:军事、尖端技术、气象、数据处理等。
第三代:中小规模集成电路计算机时代(1965——1971),采用中小规模集成电路作为逻辑元件,软件方面出现了操作系统以及结构化、模块化程序设计方法。
软硬件都向通用化、系列化、标准化的方向发展。
第四代:大规模和超大规模集成电路计算机时代(1972——今),在几个平方毫米大的硅片上集成了上亿个电子器件。
体积小、价格不断下降、应用广泛。
现代计算机的分类:巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、个人计算机现代计算机发展的趋势:1、巨型化——指高速、大存储容量、万亿/秒计算速度2、微型化——微型机可渗透到仪表、家用电器、导弹弹头等中、小型机无法进入的领地。
3、多媒体化——集声音、图形、图像、文字等为一体,使人能以更接近自然方式与计算机交换信息。
4、网络化——把国家、地区、单位和个人计算机连成一体。
5、智能化——让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程的机理,使它具备视觉、听觉、语言、行为、思维、逻辑推理、学习、证明等能力,形成智能型计算机。