FORTRAN95第一章.ppt

高级程序设计语言FORTRAN95 本课程的主要内容及学时安排 FORTRAN 95程序设计语言的基础知识 FORTRAN 95程序的基本结构和设计方法 本书的第一至七、九章 学时安排: 讲课40学时 上机实践16学时 考核方法: 期末一次性考试, 笔试, 笔试占总成绩的70％, 上机占总成绩的20％, 平时作业和考勤10%. 第1章FORTRAN 95简单程序设计 本章主要内容: Fortran语言的基本概念 Fortran95语言的用途? 程序的书写格式 Fortran95基本数据类型的表示方法 Fortran95表达式的书写方法 Fortran95赋值语句的用法 Fortran95简单的输入与输出语句的用法 初步学会简单Fortran95程序的编写 1.1程序设计概述 1.1.1程序设计语言 简单的讲，程序设计就是编写程序。 计算机是通过执行程序完成各种任务的，因 此利用计算机去解决实际问题，首先就应该 编写出解决问题的各种程序。编写程序有几 种方法： 1．用机器语言编写程序 2．用汇编语言编写程序 3．用高级语言编写程序 用高级语言编写程序: 高级语言是接近人们使用的自然语言和数 学语言的编程语言，通常说的“程序设计语言” 所指的就是这类语言。 用高级语言编写的程序通常称为源程序。 计算机不能直接识别和执行源程序，必须把 它们先翻译成机器指令程序，称“目标程序”， 然后再由计算机执行目标程序。这个“翻译”工 作是由一个称为“编译程序”的软件完成的, 不 同的高级语言有不同的编译程序。 显然, 用高级语言编程解决 实际问题的前提是：在计算 机中已装入该高级语言的编 译程序。用户采用高级语言 编程上机的过程如图1-1所示. 其中“装配连接”是由连装配 连接程序完成的，其任务是 将若干个目标程序(包括库 函数)连接在一起，并执行 重定位操作及自动的库文件 检索，然后形成可执行的程 序。连接好的程序保存在外 存, 随时可装入主存中运行。 1.1.2程序设计过程 一、程序设计步骤 一项程序设计任务从提出到完成一般要 经过以下几个步骤： 1．确定所要解决的问题及应达到的要求 2．分析问题构造模型 这一步的任务是根据实际问题确定物理 模型，再用数学语言描述它，即列出解题的 数学公式或方程式，也就是建立数学模型。 3．选择计算方法 4．确定算法并绘制流程图 5．编写程序 6．程序调试 7．正式运行 二、算法 所谓算法指为在有限步内解决一个具体问 题而规定的意义明确的步骤。是针对计算机 设计的执行步骤。 算法要足够详细。例如，需要计算5！,如果 只给出“求5！”，计算机就不能执行，而详细 给出计算的每一步细节，比如给出： (1)使N等于1，N←1； (2)使I等于2；I←2； (3)使N等于N乘以I，N←N×I； (4)使I等于I的原值加1，I←I+1； (5)如果I小于等于5，转第(3)步，否则 输出N后停止。这一“算法”，计算机就能够执 行，因为算法中的每一步都可以用FORTRAN 语言提供的语句来实现。 一个算法应具有以下基本特征： (1)有穷性 一个算法必须在执行有限步之 后结束。 (2)确定性 算法的每一步骤，其顺序和内容都必须有 确切的定义，不能有模棱两可的解释和二义性。 (3)有效性 也称为可行性，指算法的每一步都能使算 法的执行者(人或机器)明确其含义并能去实现所规定 的操作。 (4)有零个或多个输入 输入是指执行算法时需要从外 界取得必要的初始数据。有的算法表面上无输入(即零 个输入)，但实际上算法执行所需的初值已被嵌入在算 法中了。 (5)有一个或多个输出 每个算法应至少有一个输出步 骤，告知解决问题的结果。评价一个算法通常还考虑以 下标准：执行算法所需时间的长短、执行算法所需存储 空间，即所需计算机存容量的大小。除此之外，算法的 正确性、最佳性和精确性等也是评价算法的标准。 三、流程图 上述算法可以用文字表达，也可以用流程 图来表示。有时用流程图表示算法更有利于 编写程序，可以减少编程过程中的错误。 最简单的流程图也称“框图”，即用一个一 个特定的“框”代表某些动作，框内写出各个步 骤，然后用带箭头的线把它们连结起来，以 表示其执行的先后顺序。例如计算平均值的 流程图如图1-2所示。 1.2 FORTRAN语言简介 1.2.1FORTRAN语言简史 FORTRAN语言是一种