Fortran语言上机实验报告5

2011年12月实习一：求500hPa高度场气候场、距平场和均方差场1．资料介绍：500hPa高度场,资料文件名h500.dat范围：60~150E，0~40N.时段：1982.1~1985.12共48个月分辨率：2.5*2.5，格点数：37*172．实习要求：编fortran程序，求500hPa高度场的（1）气候场；（2）距平场；（3）均方差场。

H500.For给出了如何用fortran读取资料h500.dat.并能用Grads做出图形。

3.实习原理：1.气候场：所谓的气候场即气象资料的平均场，资料中给出4年的500hpa 高度场的资料，需要求的气候场即四年资料的每个月一个平均的高度场，最终得出一共有12个平均场，这12个高度场即12个月的气候场。

求气候场的计算公式也就是求平均值的公式:。

2.距平场：距平值反映数据偏离平均值的状况，也是通常所说的异常，距平值是用来表征某个气象要素的波动幅度。

距平更明显地看出异常，消除了季节的变化。

距平场的计算公式为：,。

我们需要计算的距平场是原始数据与平均值之差，4年中一共有48个月，每月一个距平场，共由48个距平场。

3.均方差场：均方差用来描述样本中资料与平均值差异的平均状况，反映变量围绕平均值的平均变化程度（离散程度）。

均方差的计算公式：，。

4.实习步骤①利用Fortran程序进行数据处理和计算，Fortran编写的程序如下：program mainparameter(ii=37,jj=17,tt=48)real var(ii,jj,tt)integer i,j,texternal averageopen(5,file='d:\shixi\1\h500.dat')open(11,file='d:\shixi\1\ave.grd',form='binary')open(12,file=' d:\shixi\1\h5001.grd',form='binary')open(13,file=' d:\shixi\1\h5002.grd',form='binary')open(14,file=' d:\shixi\1\h5003.grd',form='binary')DO t=1,48read(5,1000)read(5,3000) ((var(i,j,t),i=1,ii),j=1,jj) !读取数据end docall average(var)1000 format(2i7)2000 FORMAT(37F6.2)3000 format(37f8.1)4000 format(37f7.2)close(5)close(11)close(12)close(13)end program!求气候场subroutine average(var)integer rreal var(37,17,48),av(37,17,12),jp(37,17,48),jfc(37,17,12)real bc(37,17,12)av(37,17,12)=0.0jfc(37,17,12)=0.0do r=1,12do t=r,48,12do i=1,37do j=1,17av(i,j,r)=av(i,j,r)+var(i,j,t)/4end doend doend dowrite(11) ((av(i,j,r),i=1,37),j=1,17)end do!求距平场r=0do t=1,48r=mod((r+1),12)if(r/=0) thendo i=1,37do j=1,17jp(i,j,t)=var(i,j,t)-av(i,j,r)end doend doelsedo i=1,37do j=1,17jp(i,j,t)=var(i,j,t)-av(i,j,12)end doend doend ifwrite(12) ((jp(i,j,t),i=1,37),j=1,17)end do!求均方差do r=1,12do t=r,48,12do i=1,37do j=1,17jfc(i,j,r)=jfc(i,j,r)+(var(i,j,t)-av(i,j,r))**2/4end doend doend dodo i=1,37do j=1,17jfc(i,j,r)=sqrt(jfc(i,j,r))end doend dowrite(13) ((jfc(i,j,r),i=1,37),j=1,17)end do!求变差系数do r=1,12do i=1,37do j=1,17bc(i,j,r)=jfc(i,j,r)/av(i,j,r)end doend dowrite(14) ((bc(i,j,r),i=1,37),j=1,17)end doend subroutine average②利用grads进行绘图，gs文件及绘出图像如下:'open d:\shixi\1\aver.ctl''set lat 0 40''set lon 60 150''set lev 500''enable print d:\shixi\1\aver.gmf'i=1while(i<=12)'set t 'i'''d aver''print''c'i=i+1endwhile'disable print';'open d:\shixi\1\h5001.ctl''set lat 0 40''set lon 60 150''set lev 500''enable print d:\shixi\1\h5001.gmf' i=1while(i<=12)'set t 'i'''d sx''print''c'i=i+1endwhile'disable print''open d:\shixi\1\h5002.ctl''set lat 0 40''set lon 60 150''set lev 500''enable print d:\shixi\1\vp.gmf' i=1while(i<=12)'set t 'i'''d vp''print''c'i=i+1endwhile'disable print''open d:\shixi\h5003.ctl''set lat 0 40''set lon 60 150''set lev 500''enable print d:\shixi\1\xd.gmf'i=1while(i<=48)'set t 'i'''d xd''print''c'i=i+1endwhile'disable print'实习二1.实习要求：根据表中给出的年平均气温和冬季平均气温的等级数据进行下列计算：1）计算两个气温之间的相关系数。

FORTRAN95程序设计实验班级：核工11：薛院院学号：2110302026实验一一.实验容一个边长为8.5m的边形草地。

计算八边形草地的面积并输出。

二.问题分析（流程图）三.程序!核工程11!薛院院!2013.03.11!计算8边形的面积PROGRAM COLUMATEREAL(4) A !定义边长REAL(8) B,PINTEGER(1) NUMBER !定义边数REAL(8) AREAL !定义面积PRINT*,'请输入多边形的边数' READ*,NUMBERPRINT*,'请输入多边形的边长' READ*,AB=A/2/sin(3.14/NUMBER)P=A/2+BAREAL=SQRT(P*(P-A)*(P-B)**2) PRINT*,'该多边形的面积为：',AREAL END!输入边数 8 ；输入边长8.5!输出结果：43.8四.实验结果实验二一.实验容计算还清贷款的月算二.问题分析三.程序!核工程11!薛院院!2013.03.11!计算还清贷款的月数!PROGRAM CALUCATEREAL P,D,R,MINTEGER M1PRINT*,'请分别输入贷款月利息贷款数以及每月尝还数' READ*,P,D,RA=LOG10(1.0)PRINT*,AM=(LOG10(P)-LOG10(P-D*R))/LOG10(1+R)M1=INT(M+0.5)PRINT*,M1END四.实验结果实验三一.实验容用case结构和seclect语句实现税值计算二.问题分析（流程图）三.程序!核工11!薛院院!2110302026!计算应该缴纳的税program calucate_moneyinteger incomereal::income_ratereal::rate_1=0.03,rate_2=0.05,rate_3=0.07,rate_4=0.10,rate_5=0.14,rate_6=0.20print*,'请输入收入（以万为单位）：' read*,incomeselect case(income)case(0:1000)income_rate=income*rate_1print*,'缴纳的税为： ',income_rate case(1001:2000)income_rate=income*rate_2print*,'缴纳的税为： ',income_rate case( 2001:5000)income_rate=income*rate_3print*,'缴纳的税为： ',income_rate case( 5001:10000)income_rate=income*rate_4print*,'缴纳的税为： ',income_rate case( 10001:50000)income_rate=income*rate_5print*,'缴纳的税为： ',income_rate case defaultincome_rate=income*rate_6print*,'缴纳的税为： ',income_rate end selectend四.实验结果实验四一.实验容计算1−12+13-14……+(−1)n+11n，其中n满足1+22+32……..+n2>a二.问题分析（流程图）三.程序!班级：核工11!:薛院院!日期：4.8!计算级数之和program mainreal::sum=1,term,sign=1,s=0 integer::a,i,n=0print*,'请输入一个较大的数（如10000）' read*,ado while(s<=a)n=n+1s=s+n**2enddodo i=1,nsign=-1*signterm=sign/isum=sum-termenddoprint*,sumend四.实验结果实验五一.实验容计算学生的平均成绩，每门课的平均成绩，三门课的平均成绩以及统计高于每门课的成绩和三门平均成绩的学生人数和占总人数的比例二.问题分析（流程图）三.程序!班级：核工程11!：薛院院!学号:2110302026!统计人数及比例program mainparameter(max=5)character*5::number(max)integer,dimension(3)::english,math,physicsreal::averages(max),english_ave,math_ave,physics_ave,average real::sum1=0,sum2=0,sum3=0integer(1)::n,n1=0,n2=0,n3=0,nn=0real::p1,p2,p3,ppprint*,'请输入学生人数'read*,nprint*,'请输入',n,'名学生的学号、英语、数学、物理成绩'print*,'数据之间用空格间隔。

数值计算基础 目录 实验一 直接法解线性方程组的 .......................................................... 2 实验二 插值方法 ............................................................................. 12 实验三 数值积分 ............................................................................... 6 实验四 常微分方程的数值解 .............................................................. 8 实验五 迭代法解线性方程组与非线性方程 ...................................... 10 实验一 直接法解线性方程组 一、实验目的 掌握全选主元消去法与高斯-塞德尔法解线性方程组。 二、实验内容 分别写出Guass列选主元消去法与追赶法的算法，编写程序上机调试出结果，要求所编程序适用于任何一解线性方程组问题，即能解决这一类问题，而不是某一个问题。实验中以下列数据验证程序的正确性。 1、用Guass列选主元消去法求解方程组





5.58.37.33.47.11.85.16.93.51.53.25.2321xxx

2、用追赶法求解方程组





0000102100002100002100002100002

54321

xxxx

x

三、实验仪器设备与材料 主流微型计算机 四、实验原理 1、Guass列选主元消去法 对于AX =B 1）、消元过程：将（A|B）进行变换为)~|~(BA，其中A~是上三角矩阵。即： 

3、格式输入输出控制函数PRINT、WRITE、READ,格式控制语句FORMAT(),以下是对整型I、浮点型F、指数形式E、字符型A、逻辑型L等输入输出的例子。
①整型：
PROGRAM ADD6_1
!输出9*9乘法表
INTEGER I,J
DO I=1,9
PRINT 10,(J,I,J*I,J=1,I) !隐性DO循环
输出：87 67.40 465 345.70
⑵输入：0087067.40
0046500345.70
输出：87 67.40
465 345.70
③指数形式：
PROGRAM XI6_2
!输入1234567891011121314151617181920
INTEGER A
REAL B,C
CHARACTER*10 D
1*3= 3 2*3= 6 3*3= 9
1*4= 4 2*4= 8 3*4=12 4*4=16
1*5= 5 2*5=10 3*5=15 4*5=20 5*5=25
1*6= 6 2*6=12 3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=36
1*7= 7 2*7=14 3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=49
STATEMENT
END SELECT
2、循环结构格式如下：
DO循环：DO I=E1,E2,E3
STATEMENT
[IF(L) EXIT]
[IF(L) CYCLE]
ENDDO
DO WHIEL循环：DO WHILE(LOGICAL)
STATEMENT
ENDDO
隐DO循环：(STATEMENT, I=E1,E2,E3)(可以嵌套使用)