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Fortran 95学习指南。

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简介:
Fortran95学习教程的开篇旨在阐述一种我们所著书籍中所介绍的编程语言。然而,掌握一门新的语言往往并非易事,尤其当面对像FORTRAN这样与英语差异较大的语言时,更是如此。 许多曾学习过编程的人都体会过同样的感受:一种源于深刻记忆的、极度缺乏趣味的困境,因为当工具的应用价值不明确时,谈论乐趣自然无从谈起。因此,为了避免在学习过程中始终感到枯燥乏味,找到学习FORTRAN语言的充分且坚实的理由至关重要。 在学习的进程中,我们必须不断地借助这些理由来激励自己保持耐心,并能够容忍其繁琐的语法规则和严格的约定。 随着时间的推移,或许我们能够从FORTRAN语言所展现出的非凡表达能力中领悟到一种全新的视角,这无疑将是我们克服诸多枯燥之后所能获得的最大的收获。 因此,在正式进入核心内容之前,我们需要先进行一些铺垫性的讨论,探究学习FORTRAN语言的根本原因和价值所在。

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客服
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  • Fortran
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    《Fortran教学指南》是一本全面介绍Fortran编程语言的学习资料,适合初学者和进阶读者使用。书中不仅包含了基础语法、数据类型等入门知识,还深入探讨了数组处理、文件操作以及面向对象编程等内容,旨在帮助读者快速掌握Fortran并应用于科学计算与工程领域中。 在学习FORTRAN编程语言的过程中,首先要掌握其基本规定,包括字符集、标识符以及源程序的书写规则。作为一门高级语言,FORTRAN广泛应用于科学计算与工程领域。 构成程序的基础是字符集,在FORTRAN90中包含26个大写和小写字母及10个数字(0到9),还有若干特殊符号。这些字符之外的部分在FORTRAN程序中不能使用,并且大小写的英文字母被视为等价的,标识符内不允许有空格出现,但可以用下划线连接多个词。命名规则决定了变量、函数和程序对象名称的选择;合法的标识符应该以字母开始并可以包含字母、数字或下划线。例如:ABC, x, y2, S123, sum, B2K9P3, MY_SUB 和 pro_file 是有效的,而 A-B、x&y、6T、***、S(x)B 则是无效的标识符。 在FORTRAN程序中书写时,一行可以容纳任何位置的语句内容,并且行宽可达132列。允许在同一行内编写多条语句并用分号“;”隔开。如果一条语句有标号,则需要放在该行开头处。“!”用于引入注释文本,在程序中的任意地方都可以使用这个符号来添加说明文字。“&”作为续行的标志,表明下一行是当前行的一部分,这样可以将一个长语句分为最多40行。 FORTRAN语言中区分源代码、目标文件和可执行文件。程序员编写的原始代码称为源程序;经过编译器处理后生成的目标程序是由二进制码组成的中间产物;最终与库函数链接后的运行结果是可执行的程序。从编写到使用,需要经历编译和连接这两个步骤。 在编程时遵循良好的实践至关重要:选择有意义的名字提升代码清晰度,并且避免在同一单元内重复使用标识符以防混淆或错误发生。同时,在设计阶段要注意区分各种类型的名称(如变量名、函数名等),保证它们的唯一性。 除了上述基础之外,学习FORTRAN还需要掌握数据类型、运算符、控制结构、模块和子程序等内容。理解其在科学计算中的应用,并学会调试与优化代码以获得准确高效的计算结果是至关重要的。对于希望深入研究数值模拟及其他相关领域的初学者而言,精通FORTRAN语言是一个很好的起点。
  • Fortran之Hello World.pdf
    优质
    本PDF为Fortran编程初学者提供入门指导,详细介绍了如何编写和运行第一个“Hello World”程序,帮助读者快速掌握Fortran的基础语法与环境配置。 ### Fortran 入门教程之Hello world #### 知识点概述 1. **Fortran简介及历史背景** 2. **“Hello, World!”程序的意义及其在编程学习中的作用** 3. **Fortran编译器的选择与安装** 4. **Fortran程序的基本结构** 5. **如何编写并运行一个简单的Fortran程序** #### Fortran简介 Fortran(Formula Translation)是一种高级编程语言,最初由IBM公司在1950年代开发,旨在简化科学计算和工程应用中的数值计算任务。随着时间的发展,Fortran经历了多次重大修订,包括Fortran IV、Fortran 77、Fortran 90等版本,其中Fortran 90标志着该语言进入了现代编程语言的行列。 #### “Hello, World!”程序的重要性 “Hello, World!”程序是几乎所有编程语言教程中的第一个示例,其目的是简单明了地介绍如何编写、编译并运行一个基本程序。它不仅是编程新手入门的第一个实践项目,也能够帮助开发者快速验证开发环境的配置是否正确无误。 #### Fortran编译器选择与安装 本教程推荐使用GNU Fortran编译器(gfortran),它是GNU Compiler Collection (GCC)的一部分,支持多种操作系统: - **Linux**:可以通过系统的包管理器进行安装。例如,在Debian或Ubuntu系统中可以使用`apt-get install gfortran`命令;在RHEL或CentOS系列中则可使用`yum install gcc-gfortran`。 - **macOS**:推荐通过Homebrew或MacPorts来安装,如执行 `brew install gcc` 以包含gfortran在内的GCC进行安装。 - **Windows**:可以从官方站点下载预编译的二进制文件,或者利用MinGW-w64、Cygwin等工具集成安装。 #### 编写并运行Fortran程序 接下来,我们按照教程步骤来编写并运行一个简单的“Hello, World!”程序: 1. **创建源文件**: 打开文本编辑器(推荐使用具有语法高亮功能的编辑器,如VSCode、Sublime Text等),新建一个文件,并输入以下内容: ```fortran program hello ! This is a comment line; it is ignored by the compiler print *, Hello, World! end program hello ``` 其中,`program hello`定义了一个名为`hello`的程序,`print *, Hello, World!`表示输出字符串到标准输出(通常是屏幕),最后使用 `end program hello` 标记程序结束。 2. **保存文件**: 将文件以 `.f90` 为扩展名进行保存。例如命名为 `hello.f90`. 这里的 .f90 是现代Fortran源代码的标准后缀,其中的数字表示1990年发布的第一个现代 Fortran标准版本。 3. **编译程序**: 打开终端(或命令提示符),切换到包含该文件的工作目录,并执行以下命令来完成编译过程: ```sh $ gfortran hello.f90 -o hello ``` 这条指令将源代码 `hello.f90` 编译成一个名为 `hello` 的可执行程序。 4. **运行程序**: 在终端中输入如下命令以启动编写的Fortran程序并查看输出结果: ```sh $ ./hello Hello, World! ``` 至此,您已经成功地编写、编译并且运行了第一个 Fortran 程序——“Hello, World!”。这不仅标志着对Fortran的基础掌握程度,也为进一步学习和探索更复杂的编程任务奠定了基础。
  • Fortran 95 的 OpenMP 并行编程
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    《Fortran 95的OpenMP并行编程》是一本专注于使用Fortran 95语言进行并行程序开发的书籍,重点介绍OpenMP库的应用技巧和实践经验。 该手册翻译自Miguel Hermanns 的《Parallel Programming in Fortran 95 using OpenMP》,介绍了OpenMP v1.1 和 v2.0 的部分内容。资料较老,内容不多,可作为入门读物。
  • Fortran安装
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    简介:本指南旨在为初学者提供详细的Fortran编程语言安装步骤与配置方法,帮助用户快速搭建开发环境并开始编写高效的科学计算代码。 该文档详细介绍了在VS2010平台下安装FORTRAN的教程,并提供了详细的安装步骤。
  • FORTRAN编程.pdf
    优质
    《FORTRAN编程指南》是一本深入介绍Fortran语言及其应用的专业书籍,适合初学者和进阶用户阅读,旨在帮助读者掌握高效科学计算的方法。 学习Fortran编程的必备工具是Sun Studio 11。
  • Fortran 95 并行编程演示文稿(PPT)
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    本演示文稿深入探讨了Fortran 95语言中的并行编程技术,展示了如何通过并行化提高计算效率和性能。 Fortran 95 是一种广泛应用于科学计算领域的高级编程语言,在处理大规模数值计算和并行计算方面具有显著优势。随着计算机硬件的发展,多核处理器的普及使得并行编程成为提升计算效率的关键。OpenMP(开放多进程)是一个跨平台的编程接口,为包括Fortran在内的多种语言提供了并行编程的能力。以下将详细讨论Fortran 95与OpenMP结合进行并行编程的相关知识点。 1. **OpenMP基本概念** OpenMP是一种应用编程接口(API),它允许程序员通过添加特定的编译器指令来实现共享内存模型下的程序并行化。在Fortran 95中,这些指令通常以`!$OMP`或`!$omp`开头的注释形式出现,并告知编译器哪些部分代码应该被并行执行。 2. **并行区域(Parallel Regions)** 在Fortran 95中,使用`!$OMP PARALLEL`指令启动一个并行区域。这个区域内的代码将在多个线程上并发运行。需要注意的是,在程序的并行化过程中应确保数据的一致性和正确性,避免出现数据竞争和死锁等问题。 3. **线程私有变量(Thread-Private Variables)** 默认情况下,并发区域内声明的所有变量都是全局共享的,这可能导致数据冲突。通过使用`!$OMP THREADPRIVATE`指令可以将某些变量定义为每个线程独立拥有,从而确保了数据的安全性。 4. **工作共享构造(Work-Sharing Constructs)** 为了合理分配任务负载,OpenMP提供了一系列的工作共享结构如`!$OMP DO`(循环并行化)、`!$OMP SECTIONS`(多段并行化)和`!$OMP PARALLEL FOR`(并发循环),这些帮助将工作量均匀分布在各个线程上以提高效率。 5. **同步机制(Synchronization)** 为了避免线程间的不协调,OpenMP提供了诸如屏障、临界区等同步原语。例如使用`!$OMP BARRIER`确保所有线程达到某个点后才能继续执行;利用`!$OMP CRITICAL`保护共享资源的访问;以及通过`!$OMP SINGLE`指令使某段代码仅由一个线程来执行。 6. **动态调整并行度** 通过使用`!$OMP THREADNUM`可以获取当前并行区域中的线程数量,而利用`!$OMP SET_NUM_THREADS`可以在运行时设置线程的数量以适应不同的系统资源和任务需求。 7. **OpenMP环境变量** OpenMP还允许通过环境变量来影响程序的并行行为。例如可以通过设置`OMP_NUM_THREADS`来指定默认的线程数,而使用`OMP_SCHEDULE`控制循环迭代中的调度策略等。 8. **性能优化** 在实际应用中应关注负载均衡、减少通信开销和避免不必要的数据同步等问题,以实现最佳的并行效率。这可能需要对算法进行适当的调整或利用OpenMP动态特性来适应不同规模的问题需求。 9. **错误处理与调试** 利用`!$OMP ERROR`和`!$OMP ERRMSG`可以捕获并处理由OpenMP引发的相关错误;而通过使用`!$OMP TRACE`和`!$OMP PROFILE`可以帮助进行性能分析和调试工作。 10. **学习资源** 《OpenMP_for_Fortran95中文手册-2024修订.pdf》可能是一个关于此主题的详细指南,它涵盖了在Fortran 95中使用OpenMP的方法、示例及最佳实践。该文档对于初学者和经验丰富的开发者都非常有用。 以上是基于Fortran 95与OpenMP结合进行并行编程的一些关键知识点概述。掌握这些概念将有助于编写出高效且可靠的程序,充分利用现代计算机多核处理器的能力,在实践中不断学习优化可以提升您的编程技能,并应对日益复杂的科学计算挑战。
  • FORTRAN完全自_FORTRAN完全自手册_yourselfars_
    优质
    本书《FORTRAN完全自学指南》为编程爱好者提供了一条系统学习和掌握Fortran语言的路径,内容涵盖基础语法到高级应用,适合初学者及进阶读者使用。 FORTRAN完全自学手册旨在帮助初学者系统地学习FORTRAN编程语言。该手册涵盖了从基础语法到高级应用的各个方面,适合没有任何编程背景的新手使用。通过详细讲解和实例演示,读者可以逐步掌握FORTRAN的各项功能,并能够独立完成简单的程序设计任务。
  • Intel Visual Fortran Composer 安装
    优质
    本指南详细介绍了如何安装和配置Intel Visual Fortran Composer XE开发工具,帮助开发者高效编译Fortran程序。 首先安装Microsoft Visual Studio 2010 旗舰版,接着安装Intel Visual Fortran Composer XE 2011版本,最后一步是安装IMSL Fortran Numerical Library Version 6.0。
  • Fortran编程详尽.docx
    优质
    《Fortran编程详尽指南》是一份全面介绍Fortran编程语言的手册,内容涵盖了从基础语法到高级应用的各项知识,旨在帮助读者掌握并精通Fortran编程技巧。 ### Fortran编程全面指南知识点详解 #### 一、Fortran编程语言概述 - **历史背景**:Fortran(Formula Translation)是由IBM公司在1950年代初期开发的一种高级编程语言,是世界上第一种广泛使用的高级编程语言之一。尽管Fortran语言历史悠久,但由于其在科学计算和工程领域的独特优势,至今仍被广泛使用。 - **应用领域**:Fortran主要应用于数值计算、科学模拟、工程分析等领域。由于其高效的数值处理能力和强大的数学库支持,Fortran在物理、化学、气象学、航空航天等科学计算领域占有重要地位。 #### 二、Fortran语言基础 ##### 1. 环境搭建 - **选择编译器**: - **GNU Fortran (gfortran)**:免费开源,跨平台支持好,适用于Linux、macOS和Windows等多种操作系统。 - **Intel Fortran Compiler**:商业编译器,提供高性能的编译和优化选项,适合追求极致性能的应用场景。 - **设置开发环境**: - 安装所选编译器,并配置相应的环境变量。 ##### 2. 基础语法 - **变量和数据类型**: - **整型**:`INTEGER`,用于表示整数。 - **实型**:`REAL`,用于表示浮点数。 - **复数型**:`COMPLEX`,用于表示复数。 - **逻辑型**:`LOGICAL`,用于表示布尔值(`.TRUE.` 或 `.FALSE.`)。 - **字符型**:`CHARACTER`,用于表示字符串。 - **数组和矩阵**: - Fortran提供了强大的数组处理能力,可以轻松创建一维或多维数组。 - 支持丰富的内置函数和运算符,便于进行复杂的矩阵操作。 - **控制流语句**: - **条件语句**:`IF`...`THEN`...`ELSE`...`ENDIF` - **循环语句**:支持传统的计数循环以及基于条件的循环 - 提供了子程序(如 `SUBROUTINE` 和 `FUNCTION`)用于封装重复使用的代码块。 #### 三、实战案例——简单的数值计算应用 - **编写程序**: - 示例:使用Fortran的基本语法结构,实现给定函数的数值近似解。 - **编译和执行**: - 使用选定的编译器编译源代码并生成可执行文件,在命令行环境中运行该文件。 - **调试和优化**: - 通过调整算法或优化代码逻辑提高程序性能。 #### 四、相关项目资源 - 学习Fortran可以通过访问如Netlib这样的科学计算软件库,以及由社区维护的Fortran Wiki获取丰富的文档和技术文章。此外,在GitHub上也可以找到很多优秀的Fortran项目供参考学习。 #### 五、结语 - Fortran作为一种历史悠久的语言,在特定领域仍然具有不可替代的地位。通过本指南的学习,读者能够快速掌握Fortran的基础知识,并能在实际项目中灵活运用。 Fortran不仅是一门编程语言,更是一种解决问题的有效工具。随着技术的发展,虽然新的编程语言层出不穷,但Fortran在科学计算领域的优势依然无法被取代。希望每位学习者都能从中获得乐趣并有所收获。
  • CarMaker
    优质
    《CarMaker学习指南》旨在为初学者提供全面而系统的指导,帮助读者掌握汽车模拟仿真软件CarMaker的各项功能与应用技巧。 该文档详细介绍了CarMaker建模过程,内容超过100页,涵盖了各个子系统参数设置及各种路面场景设计、工况参数设置等方面的知识。从零基础开始学习如何使用CarMaker进行建模与仿真,并且由浅入深地讲解相关概念和操作步骤。