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1、计算机工程与应用1997111·研究与探讨·利用C语言开发高效率的有限元程序上海交大国家模具CAD工程中心叶又上海大学计算中心戚燕摘要本文通过与FORTRAN语言的比较,说明利用C语言开发有限元程序的可行性。结果表明,C语言不仅可以提供更强大实用的编程环境,同时由于提供指针变量、动态内存分配函数和结构变量,使其编写的软件在维护性、可读性和内存利用效率方面具有明显的优势,是有限元软件的发展方向。关键词C语言有限元程序FORTRAN语言1引言几乎清一色由FORTRAN写成,此情况还在持续。FORTRAN作为最早出现的高级编程语
2、言之一,与FORTRAN一样,C也是一种结构化的程序设在科学计算领域应用广泛。当前有限元程序的源代码计语言。结构化程序设计要求程序的逻辑结构有顺序、标准。当学生利用实力挑战的测验方式从题库中调题512图形功能强大选做时,计算机可随时给出得分和评价。当学生为了综由于电子技术CAI系统内容丰富,而电子技术课合检验本门课学习情况时,可以从题库中抽调任意难程涉及到的图形符号众多。如果调用现行绘图软件到度系数的100分试题,进行模拟考试,以便对自己的学该系统,使用很不方便,而且不利于升级。因此,在该系习情况有个综合了解,做到胸中有数
3、。可见,该试题库统中设置了图形库、配合图形库设计的绘图软件使用亦可作为教师出题的试题库,一举多得。方便。各种图形符号在屏幕上可任意翻转、移动、扩大、缩小、改变颜色,电路图可自动布线,自动剪裁、无论是5系统的运行环境与设计特点专业人员,还是非专业人员,使用该系统,均可绘出标本系统在中文Windows3.1环境下运行。设计上采准而精美的电路图。用画面管理的方式。即可同时运行多道程序,执行多项513高度交互、虚拟现实任务,又能充分利用内存,方便地交换信息。同时,为在计算机的应用软件设计中,人机交互界面占有CAI系统综合处理图形、
4、图象、声音、动画、文本等多种十分重要的地位,因此,界面美观,清晰、使用方便,高信息媒体提供了优越的平台。利用这个平台,电子技术度交互性,成为衡量应用软件质量的又一标志。为达此CAI系统具备了画面管理窗口的功能。所以,该系统在目标,我们尽了最大努力,使整个系统构思新颖、功能设计上采用全屏幕图形化设计方法,以汉字菜单为主,完善,高度智能化。友好的界面,为用户提供了一个舒图形菜单为辅,同时辅以合理地热键,配合光标键、回适而生动的学习与设计环境。尤其是封面的精良设计,车键或鼠标键,选择各级菜单及实现各种功能。更加给用户以美的享受、
5、使用户在欣赏之余乐于等待根据电子技术课程本身的特点和CAI专家系统的系统的启动。(定稿日期96年7月)功能,该系统在设计上突出了以下特点:511模块化的设计方法参考文献为了便于移植和升级、整个系统采用面向对象的11倪安顺.Windows3.1使用手册,学苑出版社.1993。设计方法,用C和C++语言实现。其中“学习指导”、21刘传菊.模拟电子技术基础学习与解题指导.黑龙江教育出“ECAD”、“试题库”、“图形库”均是可以独立运行的软版社.1995。件式模块。各模块之间溶汇贯通,亦可并行使用。为便31刘传菊等.用C++实现计
6、算机辅助逻辑设计与仿真.计算机工程与应用.1996.3于升级和扩充,每个模块均配有特设的录入程序,且操作方便,以满足电子技术飞速发展的需要。—43—·研究与探讨·1997111计算机工程与应用选择和循环3种基本结构,C提供了编写结构化程序所开始就用于科学计算,必须处理诸如矩阵一类的数学需要的语句。同时,使用C也便于进行模块化程序设问题,多维数组是它的主要使用工具,而C语言一开始计,C程序由众多的函数组成,函数是进行模块化程序主要是面向系统程序员的,在应用中很少会涉及多维设计的基本单位,与FORTRAN的子程序功能相似。另数
7、组。但这并不意味着在处理多维数组时会遇到很多外,C还提供了较FORTRAN丰富得多的运算符和数麻烦。文[3]提供了利用指针数据类型处理多维数组及据类型,甚至允许用户利用基本数据类型自己定义数其在函数中传递的两种方法。利用这些方法可以方便据类型。地将FORTRAN的数组操作移植成C语言的。虽然,C的发展只有十几年,却有一种后来居上的趋势,开始成为开发高质量软件的主要编程语言。目前3动态内存分配技术在各种机型和各种操作系统上都运行有C语言的编译让我们先来研究一下利用FORTRAN编写的有器,提供了丰富的库函数和实用程序,以改善
8、用户—程限元程序所使用最广的一种内存动态管理方法。该方序界面,IöO效率,并简化编程。法在程序一开始就在无名公共块中定义一个大数组本文的主要目的是通过与FORTRAN语言的比A,在程序不同运行阶段存放不同的内容。较,说明利用C语言开发有限元程序的可行性。C语言CPROGRAMMAIN提供的指针数据类型实
