第一章FORTRAN程序设计基础

!输入圆的半径
P=2*3.14159*R
!计算圆的周长
S=3.14159*R*R
!计算圆的面积
PRINT *,R,P,S
!输出圆的周长和面积
END
FORTRAN 程序结构
一个FORTRAN程序由若干个程序单元 组成。程序单元可以是主程序、外部子程 序，也可以是模块，其中模块包含可被其 他程序访问的各种程序实体。
四个基本步骤：
(1)分析问题，确定数学模型或方法。 (2)设计算法，画出流程图。 (3)选择编程工具，编写程序。 (4)调试程序，分析输出结果。
问题3 什么是算法？
解决问题的方法和步骤称为算法。 问题的算法： 算法=方法+步骤
思考
求任意三角形的面积？ 求一元二次方程的实根？
方法：用海伦公式 步骤： ①给出三条边a,b,c ②p=(a+b+c)除以2 ③s=p*(p-a)*(p-b)*(p-c)的开方根 ④输出s
问题4 算法的组成
一系列与解决问题相关的基本操作+控制结 构
算术运算 数据比较 逻辑运算 数据传送 （输入，输出，赋值）
顺序结构 选择结构 循环结构
问题5 算法的特性及评价标准
1、特性：
(1) 有穷性：算法中执行的步骤总是有限次 数的，不能无止境地执行下去。
(2) 确定性：算法中的每一步操作必须具有 确切的含义，不能有二义性。
计算机不能直接识别源程序代码，必须翻译成 机器语言，才能在计算机上运行。
每种高级语言都有自己的解释系统或编译系统。
FORTRAN语言便是在科学计算领域应用十分 广泛的一种高级语言。
问题2：什么是程序设计？
程序设计是根据特定的问题，提出需求，设计数 据结构和算法，使用某种程序设计语言，设计计算机 执行的指令序列,即编制程序，经过调试，使计算机 能正确完成特定的任务。简单地说程序设计就是设计 和编写程序的过程。
顺序结构
顺序结构是最简单的一种基本结构，依 次顺序执行不同的程序块。
S1
S2
S3
选择结构（分支结构）
选择结构根据条件
满足或不满足而去执 行不同的程序块。
Y
N
P
S1
S2
循环结构
循环结构是指重复执行 某些操作，重复执行的部 分称为循环体。
N P
Y S
例1.4 用一般流程图来描述例1.1的算法。
输入a、b
方法: 设max单元用于存放最大数，先将输入
的第一个数放在max中，再将输入的第二个数 与max相比较，大者送到max，然后将第三个 数与max相比，大者放在max中，…，一直到 比完九次为止。
例1.2的算法
(1) 输入一个数，放在存储单元max中。 (2) 设置用来统计比较次数的单元i，初值置1。 (3) 若i≤9，做第(4)步，否则做第(8)步。 (4) 输入一个数，放在存储单元x中。 (5) 比较max和x中的数，若x>max，则将x的值送 给max，否则，max值不变。 (6) i增加1。 (7) 返回到第(3)步。 (8) 输出max中的数，此时max中的数就是十个数 中最大的数。
do i=1,100,1 if (mod(i,2)/=0 )then s=s+i endif
end do print *,s end
3. N-S图
N-S图以三种基本结构作为构成算法的 基本元素，每一种基本结构用一个矩形框 来表示，而且取消了流程线。N-S图又叫 做结构化流程图。
顺序结构
S1P YS2 N SS13 S2
例1.1 求 u x y
x y
其中:
a2 b2 ab xa2 b2 ab
a b
y
a
4
b
a b
ab ab
(1)从键盘输入a、b的值。
(2)如果a<b，则 ， xa2b2,yab ab 否则 。 xa2b2,y 4 ab
(3)计算u的值。
(4)输出u的值。
例1.2 输入十个数，要求找出其中最大的数。
y
a<b?
n
xa2 b2
y ab a b
xa2 b2
y
4
ab
u x y x y
输出u
例 1.2 的 算 法 。
输入max 1→i
i≤9?
n
y
输入x
x>max?
n
y
x →max
i+1→i
输出max
举例:
求1到100之间的奇数之和 求1到100之间所有的自然数之和
integer i,s s=0
[PROGRAM 程序名] [说明部分] [可执行部分]
END [PROGRAM [程序名]]
(3) 有效性：算法中的每一步操作必须是可 执行的。
(4) 数据输入：0个或多个数据输入 (5) 输出：至少有一个输出
2、评价标准 （1）正确性 （2）易读性 （3）健壮性
问题6 如何描述算法
算法的描述方法
自然语言 一般流程来自百度文库 N－S图
1. 一般流程图
1）矩形框：表示要进行的操作 2）菱形框：表示判断 3）流程线：将各步操作连接起来并指 示算法的执行方向。
第一章
FORTRAN程序设计基础
主要内容
程序设计的基础知识 FORTRAN 语言的简介 FORTRAN程序的基本结构与书写格式 FORTRAN 90开发环境
问题1 什么是程序？
real r,p,s read *,r p=2*3.14*r s=3.14*r*r print *,p,s end
程序解决问题:计算任意圆的周长和面积
程序 是用计算机能识别的语言所描述的
解决实际问题的方法和步骤。
算法语言，是人与计算机交流的工具,是 用来书写计算机程序的工具，是由字、词 和语法规则构成的指令系统。 （机器语言，汇编语言，高级语言）
通常所谓的程序设计语言主要指高级语言
用高级语言编写的程序，称为“源程序”。
选择结构
当P满足时 S
循环结构
例1.5 用N-S图来描述例1.1的算法。
输入a、b
Y
a<b?
N
xa2 b2 xa2b2
y ab a b
y 4 ab
u x y x y
输出u
例1.2的算法。
输入max 1→i
当i≤9时 输入x
y x →max i+1 →i 输出max
x>max? n
问题与思考
输入三角形的三个边长，求三角形的面 积。要求判断三个边能否构成一个三角 形，若能，求其面积，若不能，则输出 数据有错。
问题7 FORTRAN程序的基本结构
例：输入圆的半径，计算并输出圆的周长和 面积。
程序如下：
[PROGRAM SAMPLE]
REAL R,P,S
!定义三个实型变量
READ *,R