FORTRAN完全自学手册(红宝书)电子教案

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1、第1章Fortran概述•作为一门诞生于上个世纪50年代后半期的高级计算机语言，Fortran在这个C/C++、Java等新兴语言大行其道的时代仍然活跃在人们的视野之中。Fortran语言的长项在于数值计算，在科学研究和工程设计领域有着广泛的用途。在描述数学语言的自然性方面，Fortran同现存的其他高级语言相比有着明显的优势。对于科研工作者和工程技术人员而言，Fortran语言的易学性和易用性是公认的。1.1Fortran起源•Fortran是英语中“公式（Formula）”和“翻译（Translation）”两个单词取前几个字母的缩写形式，意即“公式翻译”。F

2、ortran主要面向科学研究、工程设计或企事业管理中经常遇到的能够用数学公式表达的数值计算问题。因为可以像抄写教科书里的公式一样书写数学表达式，它比用英文书写的自然语言更接近数学语言。这使得Fortran在科研工作者和工程技术人员中拥有庞大的使用人群。Fortran语言是第一个被正式推广的高级计算机语言。在四十多年的发展历程中，它始终是数值计算领域所使用的主要语言。本小节主要介绍Fortran的起源。•第一代Fortran语言是在1954年提出来的，称为FortranI。它于1957年在IBM704计算机上得以实现。其开发者巴科斯的目标是开发一种容易理解、简单易学

3、又几乎能像汇编语言一样高效运行的计算机语言，他和他的团队在这一点上取得了极大的成功。但是这一计划在最初阶段并不被人们看好，这其中包括巴克斯的上司冯·诺依曼。1.2Windows下Fortran编译器使用•由于Windows操作系统有着庞大的用户群体，因此Windows系统下的编译器开发非常活跃。目前市场上常见的Fortran编译器包括VisualFortran系列、Salford的FTN系列、G95/gFortran的Windows版本、Absoft公司的AbsoftFortran，Macrovision公司的PGIVisualFortran等。这其中，影响较大、

4、功能较全、性能较好、应用最广泛的Fortran编译器提供了集成开发环境的VisualFortran系列。•VisualFortran系列编译器起源于微软公司开发的FortranPowerStation4.0编译系统。该系统结合了当时微软最新开发的DevelopStudio集成开发环境（IDE），使得Fortran程序的开发方式跟上了时代的潮流。但是该编译系统在实际使用中出现的问题较多，例如没有严格的数组越界检查功能等。这套工具随后被卖给了数字设备（DEC）公司继续开发，随后产生了一个曾经非常流行的Fortran编译器系统。1.2.1安装CompaqVisualFo

5、rtran•CompaqVisualFortran的安装过程比较简单。用户将安装光盘放入CD-ROM后，计算机会自动运行光盘中的安装程序。安装欢迎界面【SelectFolder】对话框1.2.2创建第一个Fortran工程•CompaqVisualFortran的图形用户界面直接使用了微软公司的DevelopStudio6.0集成开发环境，极大地方便了程序的编写、调试和修改。在图形界面下，编写、调试一个Fortran程序首先需要创建一个DeveloperStudio工程。1.2.3在Fortran工程中添加源代码•完成工程的基本设置之后，就可以向Fortran工程

6、添加用户编写的源代码了。向Fortran工程中添加源代码可以参照下面的步骤来进行操作。1.2.4在Fortran工程中新建源文件•除了添加已有的源代码来对工程进行填充外，还可以在工程中创建新的源代码文件。在工程中创建新的源代码文件有两种方式可供选择。下面的图示演示了第一种操作方法。1.2.5在CompaqVisualFortran中编译源文件•在CompaqVisualFortran中有两种编译模式可供选择：一种是Debug模式（编译出来的程序姑且称作调试版本）；另一种是Release模式（编译出来的程序姑且称作发行版本）。同一个源代码经过这两种编译模式编译出来的

7、程序在执行效率和文件大小上都有很大区别：•编译程序在Debug模式下会向生成的可执行文件写入很多调试信息和控制语句，因此编译出来的可执行文件“个头大”、“跑得慢”。•在Release模式下，编译程序只会将源代码中的有效语句编译成可执行文件，因此编译出来的可执行文件“个头小”、“跑得快”。1.3Linux下常见Fortran编译器•作为开源的操作系统，Linux因其较好的安全特性也拥有较多的使用人群，特别是一些资质较深的计算机爱好者。在Linux系统下，常见的Fortran编译器包括GNU的Fortran77编译器G77、GNU的Fortran95编译器gFortr

8、an和G9