Ю.Г. Тендитный, Н.В. Тендитная

Молодежи и спорта Украины

 

Национальный университет кораблестроения

Херсонский филиал

 

 

Ю.Г. Тендитный, Н.В. Тендитная

 

Методические указания

для самостоятельной работы студентов

при изучении дисциплины

" Основи информационных технологий

и программирование "

 

специальностей:

 

 

6.090509 - Судовые енергетические установки и оборудование;

6.092203 - Електромеханические системы автоматизации

и електропривод;

6.092301 - Технология и оборудование сварочного производства;

6.090210 - Двигатели внутреннего сгорания.

6.100201 - Корабли и океанотехника

 

 

 

 

Херсон 2013 г.

 

Тендитный Ю.Г., Н.В. Тендитная Методические указания для самостоятельной работы студентов при выполнении лабораторных работ по курсу " Основы информационных технологий и программирование".

Херсон, филиал НУК, 2013.

- 72с.

 

 

Кафедра информационных технологий

 

Методическое указание (конспект) посвящено изучению способов алгоритмизации вычислительных процессов, основных элементов языка Фортран, приемов програм­мирования алгоритмов линейной, разветвляющейся и циклической структуры, способов обработки массивов. Большое внимание уделено вопросам использования подпрограмм. Пособие содержит необходимые теоретические сведения, иллюстрировано конкретными примерами, по каждой теме даны контрольные вопросы, задания.

Предлагаемая последовательность изложения материала по вопросам алгоритмизации и программирования задач, доступность изложения материала позволяют студентам первого курса технических специальностей Херсонского филиала НУК, а также для студентов других специальностей, которые изучают основы программирования на языке Фортран самостоятельно изучить вопросы программирования вычислительных и информационных задач.

Авторы благодарят за практическую помощь и советы, высказанные при обсуждении методического пособия, и глубоко признательны рецензенту к.т.н., доц. О.Н. Дудченко за доброжелательную критику и ценные замечания, способствующие улучшению его со­держания.

Спис. лит, - 9 назв.

Рецензент к.т.н., доц. О.Н. Дудченко

 

Высокие темпы научно-технического прогресса практически во всех областях народного хозяйства - управление технологическими процессами, применение ЭВМ в системах автоматизации административно-организационного управления, информационно-поисковой службы выдвигают на одно из первых мест задачу подготовки забытых ныне профессий, как инженер (конструктор, технолог, электрик...), физик, химик.., технически грамотных специалистов, способных использовать в своей профессиональной деятельности вычислительную технику.

K счастью, есть язык, ориентированный на решение научно-технических задач, и этим языком является Фортран. Он динамично развивается и имеет воплощение в стандартах Фортран 90 и 95. Опубликованы и успешно применяются версии: Фортран 2000, 2003; Developer Studio5.0 (8.0,10.0) (Visual Fortran).

 

 

Введение

 

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научнотех-нической дисциплиной, призванной создавать новые информационные технологии и техники для решения проблем в других областях. Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция к большей информированности в обществе в существенной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.

 

 

Операционная система (ОС)

Любому компьютеру для работы необходима операционная система (ОС) — совокупность программных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователей с программными процессами ЭВМ и управление аппаратными ресурсами. Со времени появления в 1981 году первых персональных компьютеров (ПК) основной опе­рационной системой была MS DOS (дисковая операционная система фирмы Mickrosoft Corp.). MS DOS сложна по своей структуре и включает в свой состав множество команд, запомнить и освоить которые очень сложно. Для упрощения взаимодействия между пользователем и операционной системой применяются так называемые программы - оболочки (пользовательский интерфейс), к числу которых относятся NORTON COMMANDER (NC), VOLKOV COMMANDER(VC), FAR и др.

В компьютерных классах филиала в учебном процессе используется FAR, представляющий собой руссифицированную версию оболочки, во многом похожую на NORTON COMMANDER.. Подсказки на экран FAR выдает на русском языке, что значительно упрощает работу с ПК. После входа в оболочку FAR на экране появляются панели с каталогами файлов, записанных на дисках ПК, а в нижней части экрана - строка функциональных клавиш F1-F10 (после нажатия любой из этих клавиш можно воспользоваться подсказкой на русском языке, нажав клавишу F1). Между этой строкой и рамками панелей находится командная строка. Когда курсор находится в командной строке, то на клавиатуре можно набирать команды для операционной системы. После набора каждой команды нажимается клавиша Enter (выполнить). Нажатие этой клавиши означает, что набор команды окончен, и операционная система может начать выполнение этой команды. Пользовательский интерфейс Windows 95, Windows 98, Windows 200, Windows NТ 4.0, Windows XP становился все более простым в использовании и доступным.

 

 

Магнитные диски

 

Жесткий магнитный диск, иначе называемый винчестером, внешне представляет собой герметично запаянную коробку. Внутри нее размещены: пакет дисков, магнитные головки, записывающие и считывающие информацию, и электродвигатели, раскручивающие диск и перемещающие головки. Диски винчестера вращаются все время пока ПК включен. Поверхность диска разделена на секторы и дорожки. При записи или считывании магнитная головка передвигается на нужное место поверхности определенного диска. При работе с ПК пользователю не приходится производить элементарные операции при работе с диском через клавиатуру, для этого служит специальная программа, называемая DOS.

Одним из важнейших параметров любого диска-накопителя является объем информации, который может храниться на этом диске. Единицей измерения является байт — набор из 8 бит (двоичная цифра). 1Кбайт = 1024 байт. 1 Мбайт = 1024 Кбайт. Часто вместо Кбайт, Мбайт, Гбайт пишут Кб, Мб, Гб.

Дискеты, т.е. накопители на гибких магнитных дисках, иначе называют флоппи-дисками, а устройства для них - дисководами. Есть лазерные CD- DVD-диски, а устройства: CD-ROM, DVD- ROM

Прежде, чем пользоваться дискетой для сохранения информации, необходимо ее отформатировать или, иными словами, соответствующим образом разметить — разбить на дорожки и секторы. Для этой цели служат специальные программы, FORMAT (из DOS), SFORMAT (пакета Norton (Utilities) и FDFORMAT. В ПК чаще всего применяют CD-диски и дискеты 3. 5 дюйма следующих видов: HD (High Density), что означает повышенную плотность и DD (Double Density)- означает двойную плотность. Диски НD 5.25" (используются крайне редко) имеют формат на 1.2 М, а диски НD 3.5" — на 1.44 М. Диски DD 5.25" -на 360 К, а диски DD 3.5" — на 720 К. Такие форматы считаются для указанных дискет стандартными. Кроме того, возможно форматирование дискет на нестандартные форматы. Огромной популярностью пользуются устройства для обработки информации – Flesh memory modules, в частности «Флешки» с различным объемом памяти: от 1до16 Gb и больше.

 

РАЗДЕЛ I. Контрольная работа (части I и II). Лабораторная работа №1

Основные элементы ФОРТРАНа

 

Любая программа на ФОРТРАНе состоит из последовательности операторов. Это основной элемент языка, определяющий действие, которое выполняет ЭВМ для реализации алгоритма, описывает данные, определяет структуру программы. Операторы являются ключевыми словами, которые для других целей использовать нельзя. Например: READ, PRINT, RETURN, END, DO, и т.д. Операторы делятся на два класса - выполняемые и невыполняемые. Выполняемые операторы определяют действия, которые необходимо выполнить над обрабатываемыми данными. Невыполняемые операторы служат для описания свойств данных и отдельных программных единиц.

 

Типы данных в ФОРТРАНе

 

В ФОРТРАНе имеются следующие типы данных:1) целый INTEGER, 2) вещественный REAL, 3) комплексный COMPLEX, 4)логический LOGICAL, 5) текстовые CHARACTER, 6) вещественный удвоенной точности DOUBLE PRECISION.

Для начала достаточно познакомиться с величинами трех типов: целого, вещественного и символьного. Эти величины используются в программах обычно в виде констант, переменных и массивов различной размерности. Переменные - это величины, значение которых может быть изменено в процессе выполнения программы. Константы - это величины, которые не меняются во время исполнения программы и одинаковы при всех ее прогонах. Символьная константа, или текстовая строка - это группа любых символов, допустимых алфавитом Фортрана, заключенная в апострофы. Например: ' программа SID1 ', ' C34= ', ' J-K= ', ' A/X ', ' C= ' и т.д. Они выводятся на экран без изменений. Следует заметить, что знак пробела, указанный в символьной константе, является значащим символом. Значениями целых констант могут быть целые положительные и отрицательные числа и нуль. Целая константа записывается группой цифр, которой может предшествовать знак плюс или минус, например: 21; 0; -5678; +10002 и т.д. Целые константы представляются в памяти ЭВМ абсолютно точно, если они не слишком велики для машинного представления.

Вещественными константами называются приближенные значения дробных чисел. В Фортране вещественные числа могут быть записаны группой символов, состоящей из знака, целой части, десятичной точки и дробной части. При записи положительных констант знак плюс может опускаться. Например, 3.14; 1.0; -3.25; 0.01 и т.д. Если целая или дробная часть вещественной константы равна 0. то этот ноль может не указываться, например, 1.0 и 1.; -0.001 и -.001 и т.д., 0.0 и 0. или.0

Если десятичные числа очень малы или очень велики, то их принято записывать в виде произведения десятичного числа и числа 10 в соответствующей степени. Например, 0.0000716 можно представить в виде произведения 7.16 * 10 ** (-5) или 7.16E-5, а число 716000 в виде 7.16*10**5. или 7.16E5 Более подробно формы записи десятичных чисел будут рассмотрены позже в описании оператора FORMAT.

Как уже отмечалось, переменная - это величина, значение которой может изменяться в процессе выполнения программы. Имя переменной дает программист, соблюдая правила составления программ. Говорят, что переменная не определена в данной точке программы, если в ячейку памяти, ей соответствующую, ранее не было записано какое-либо значение. В начале программы переменные обычно не определены. Они становятся определенными в результате выполнения операторов, заносящих числа в ячейки памяти. Это может происходить либо при вводе данных, либо в результате вычислений. Например: переменные A, B, I в программе, рассмотренной на практическом занятии, были не определены в начале выполнения программы. Они стали определенными при выполнении оператора READ, в процессе считывания с экрана значений.

Имя переменной несет информацию о типе именуемого объекта программы. Эта информация называется неявным описанием объекта и используется транслятором при отсутствии явного описания типа идентифицируемого объекта. Имя переменной (идентификатор) - это буквенноцифровая последовательность, начинающаяся с буквы. Это имя может иметь от одного до шести символов (латиницы) без пробелов. В выражении А*Х+В элементы А, Х, В являются именами различных переменных. Идентификаторы различаются не только самими литерами, входящими в них, но и месторасположением этих литер в имени. Например, имена АВС; САВ; ВАС различны. Два или несколько разных имен не могут обозначать один и тот же объект. Одним именем нельзя обозначать различные объекты в одном программном модуле, но одно и то же имя, используемое в разных программных модулях, может обозначать различные объекты.

В Фортране переменные, начинающиеся с букв I, J, K, L, M, N по умолчанию считаются величинами целого типа, а остальные, по умолчанию, считаются вещественными, т.е. содержащими целую и дробную части числа.

 

 

Корень квадратный

 

Функция"корень квадратный" (SQRT). Ее положительным аргументом (значением, из которого нужно извлечь корень квадратный) может быть любая вещественная константа, вещественная переменная, вещественное выражение либо функция. Приведем примеры: SQRT (2.0) SQRT (X) SQRT (A = B / C) SQRT(SIN(X)) и т.п..

Необходимо отметить следующее:

а) аргументом функции SQRT не может быть целая константа, целая переменная или целое выражение. Например, выражение SQRT(2), приведет к ошибке;

б) квадратный корень из отрицательного числа не является вещественным числом, поэтому отрицательный аргумент функции SQRT недопустим;

в) значение функции SQRT(X) называется арифметическим квадратным корнем из числа X, это неотрицательное число, квадрат которого равен X;

г) корень квадратный из числа X можно также вычислить, возведя X в степень 0.5. Но намного эффективнее использовать функцию SQRT, так как возведение X в степень 0.5 т.е. (X**0.5) предполагает вычисление экспоненты EXP (LOG(X)* 0.5).

 

 

1.1.9.1 Таблицы с примерами записей выражений на Фортране:

 

Примеры записи арифметических выражений на Фортране Таблица №1

ОПЕРАЦИЯ	СИМВОЛ	ПРИМЕРЫ
Сложение	+	A + B A +2.56 I+J K+1
Перемена знака	-	-A -2.5 -1. -K
вычитание	-	A-B 2.5 – A I-J K-4
Умножение	*	A * B A * 2.32 2 * I I * J
Деление	/	A/B SUM/3.0 I/2 J/K
Возведение в степень	**	X**2 T**1.4 Y**X 2**K

 

Последовательность выполнения операцийТаблица№2

 

Операция	Уровень старшинства
**	Уровень 1
* и /	Уровень 2
+ и -	Уровень 3

 

Примеры алгебраических выражений и их записи на ФортранеТаблица №3

Алгебраическое выражение	Арифметическое выражение Фортрана
	A + B / C
	(A + B) / C
	A * B / C или A / C * B
	A / (B + C)
	A / (B * C) или A / B / C
b^2 – 4ac	B **2 – 4.0 * A * C
	X / (X ** 2 + Y ** 2)
	A * (1.0 – R **N) / (1.0 - R)
	S * (S - A) / ((S – B) * (S – C))
	(A + B - C) ** 2 – 3.0 * A * B / (2.0 * C)
;	X**(1 / n.); X**(1 / 3.) или х**0.33

 

Примечание: в выражении нельзя записать рядом две арифметические операции. Например, 2 в степени –3 должно быть записано как 2**(-3), а не 2** -3.

Операции отношения

A.GT.B (А больше чем В) >. AND. ^ - «И» объединение (логич. умножение)

A.LT.B (А меньше чем В) <. NOT. ┐ - «НЕ» (логическое отрицание)

A.NE.B (А не равно В)…... ≠. OR. v - «ИЛИ» (логическое сложение)

A.GE.B (А больше или равно В) ≥ A.EQ.B (А равно В) ═

A.LE.B (А меньше или равно В) ≤

 

Логические значения

.FALSE. - ложь.EQV. – эквивалентность

TRUE. - истина.NEQV. - неэквивалентность

В Фортране символ " - " (подчеркивание) считается буквой.

 

Примеры записи функций и выражений на ФортранеТаблица №4

 

Математическая запись	Запись на Фортране
sin x	SIN (X)
cos x	COS (X)
tg x	TAN (X)
arccos x	ACOS(X)
arctg x	ATAN(X)
arcctg x	ACTAN(X)
ctg x	COTAN(X)
cth x	CTAN(H)
Sin^2 x + cos x^2	Sin(x)**2 + cos (x**2)

 

 

Продолжение Табл. №4 (Примеры записи и функций выражений)Таблица №5

 

Имя	Определение	Аргумент	Значение
ABS(X)	Абсолютное значение │х │	Вещест.Целый	Вщест.Целый
ACOS(X)	Знач. в рад. arccos x, -1≤ x ≤+1	Вещественный	Вещественное
ASIN(X)	Знач. в рад. arcxin x, -1≤ x ≤ +1	Вещественный	Вещественное
ATAN(X)	Знач. в рад. arctg x, -1≤ x ≤ +1	Вещественный	Вещественное
COS(X)	cos x, x в радианах	Вещественный	Вещественное
COS(H)	ch x	Вещественный	Вещественное
EXP (X)	e^x	Вещественный	Вещественное
INT	Приобразов. к целому значен.	Вещест.Целый	Целое.
ALOG(X)	ln x, x > 0	Вещественный	Вещественное
ALOG10(x)	lg x, x > 0	Вещественный	Вещественное
REAL	Приобразов. к вещест. значен.	Вещест.Целый	Вещественное
SIN(X)	sin x, x в радианах	Вещественный	Вещественное
SIN(H)	sh x	Вещественный	Вещественное
SQRT(X)	√x, x ≥ 0	Вещественный	Вещественное
TAN(X)	tg x, x в радианах	Вещественный	Вещественное
TAN(H)	th x	Вещественный	Вещественное

 

Специальные символы языка Фортран Таблица №6

СИМВОЛ	НАЗВ. СИМВОЛА	СИМВОЛ	НАЗВ. СИМВОЛА
-	Пробел	:	Двоеточие
*	Звездочка	[ ]	Квадратные скобки
/	Косая черта	+	Плюс
(	скобка открывающ.	-	Минус
)	скобка закрывающ.	=	Равно
.	Точка	'	Апостроф
,	Запятая	$	Денежный знак
_	Подчеркивание

Тригонометрические функции

Тригонометрические функции (SIN, COS, TAN). Фортран позволяет вычислять значения тригонометрических функций синус, косинус и тангенс. Их аргументы должны быть вещественными и представлять собой величину угла в радианах. Значения этих функций также являются вещественными числами. Рассмотрим примеры:

SIN(0.5); COS(X); TAN(A**2+B**2)

Отметим следующее:

а) градусная мера угла переводится в радианную умножением на число PI/180. Например, 23° = 23 * PI/180 радиан, так что математическое выражение sin 23° на Фортране запишется как SIN(23.0*РI/180.0). Если величины углов нужно переводить в радианную меру, то целесообразно предварительно вычислить множитель PI/180.0 и запомнить его в какой-нибудь ячейке, чтобы не вычислять этот множитель повторно каждый раз при переводе величины угла в радианы;

б) аргументом функций SIN, COS и TAN не может быть целая константа, целая переменная или целое выражение.

Запись программ на Фортране

Программа на Фортране может состоять либо из одной главной (головной) программы, либо из одной главной программы и нескольких подпрограмм. Выполнение программы всегда начинается с главной программы. Подпрограммы подключаются к работе путем обращения к ним либо из главной программы, либо из других подпрограмм. Главную программу и подпрограммы называют программными модулями.

Любой программный модуль состоит из последовательности предписаний компьютеру. Эти предписания называются операторами. Каждый оператор состоит из символов, которые отображаются на экране при нажатии соответствующей клавиши. На экране дисплея в одной строке может поместиться 80 символов. Однако строка программы на Фортране может занимать на экране не более 72 позиций.

Это связано с тем, что во время создания языка Фортран предполагалось, что программы будут размещаться на 80-колонных перфокартах, из которых, последние 8 колонок использовались для идентификации программ и номера перфокарты в колоде перфокарт. В настоящее время перфокарты давно забыты, но для использования раннее разработанных программ, в современных версиях языка используют фиксированный формат. Каждый оператор программы на Фортране, в фиксированном формате, должен начинаться с новой строки и размещаться с 7-й по 72-ю позицию включительно, т.е. первая буква оператора должна находиться в 7-й колонке от начала строки. Это ограничение не распространяется на вводимые данные, которые могут занимать все 80 позиций в строке. Позиции с первой по шестую имеют специальное назначение. Может случиться, что оператор состоит из большого числа символов и не помещается в одной строке. В таком случае запись оператора можно продолжить на следующей строке, заполнив первые пять позиций пробелами, и поместив в 6 - ю позицию символ * (либо знак & в окончании первой строки в новом Фортране). Первая строка такого оператора называется начальной строкой, а следующие строки, на которые продолжен оператор, строками продолжения. Символ * в 6-й позиции строки продолжения не является частью оператора. Единственное его назначение - указывать, что строка, в которой он находится, является строкой продолжения. Любая строка программы, в первой позиции которой стоит символ *, (либо! в новом фортране) называется строкой комментарий. Транслятор такие строки не обрабатывает. Это значит, что они никак не влияют на программу и могут использоваться для документирования программы, разъяснения смысла действий в отдельных частях программы и т.п. целей и могут размещаться в любом месте программного модуля.

Позиции со второй по пятую начальной строки любого оператора Фортрана могут содержать метку. Метка - это целое число без знака. Она позволяет делать ссылки на конкретный оператор из любого места программы. Обычно меткой снабжают те операторы, на которые есть ссылки в других операторах. О метках будет говориться более подробно далее.

Первым оператором программы является оператор PROGRAM. Он присваивает имя программе, назначаемое программистом, с соблюдением простых правил:

1. Имя должно состоять не более чем из 6 латинских символов и начинаться с буквы.

В этих именах не должно быть пробелов и других символов, кроме букв и цифр.

2. Имя программы должно отражать суть решаемой задачи, метода, N-работы и т.п.

Последним оператором программы оператор END. Он указывает на конец последовательности составляющих программу операторов и комментариев. Выполнение оператора END в головной программе переводит компьютер в режим ожидания.

Пример простейшей программы:

 

PROGRAM EX21

* студент гр. 1417z Иванов В.С

РRINТ *, ’ ВВЕДИТЕ ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ A, B, I ’

READ(5,*) A, B, I

* оператор для считывания с экрана значений переменных A, B, I в память ПК

PRINT *, I, B, A

* оператор для бесформатного вывода значений переменных I, B, A

END

В результате выполнения программы EX21 из исходной записи данных считываются два вещественных числа и одно целое. Они запоминаются в ячейках памяти ЭВМ с именами A, B, I соответственно порядку в списке. Затем содержимое ячеек A, B, I распечатывается на экране в измененном порядке, указанном в операторе PRINT.

Исходные данные (числа) поступающие на вход программы, могут иметь, например, следующий вид: 3.14159 -0.005 2240

Для полной обработки этой программы компьютеру надо дать команды:

- команду записи текста программы с монитора на жесткий диск (винчестер);

- команду для трансляции исходного модуля программы (обработки текста

программы с выявлением и последующим устранением ошибок);

- исходные данные, т.е. значения (числа) для переменных A, B, I.

 

РROGRAM ЕХ23

* СТУДЕНТ гр.1417z ПЕТРОВ А. И.

РRINТ *, ’ ВВЕСТИ ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ А, В, I ЧЕРЕЗ ПРОБЕЛ ’

RЕАD (5,*) A, В, I

РRINТ*,’исходные данные ’

РRINТ*,’ А=’, А, ' В= ‘, В, ’ I=’, I

С=А*В

R=А/В

T=I/C+R

PRINT*

РRINТ *, ’ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ’

РRINТ *

РRINТ *, ' C =’, С, ’ R = ‘, R, ’ T = ‘, T

ЕND

 

 

Операторы вывода

В FORTRANе существует два вида операторов вывода информации из оперативной памяти компьютера:

PRINT *, «список выводимых величии»

или WRITE(n,*) «список выводимых величии»

Оператор WRITE может выводить информацию на экран, на жесткий диск или на принтер. Поэтому в написание оператора входит число n, указывающее код устройства, на которое должна выводиться информация. При n = 6 вывод осуществляется на экран, при n = 7 данные из оперативной памяти записываются на жесткий диск в файл с именем ft07f001.

Оператор PRINT* может выводить информацию только на экран с возможностью последующей распечатки на принтере. Поэтому нет необходимости указывать номер устройства, на которое выводятся данные.

Звездочка в обоих операторах указывает на то, что вывод осуществляется под управлением списка, т.е. список определяет расположение печатаемых чисел на строке вывода. Число позиций на строке вывода для каждого числа задает транслятор. Он же определяет и количество цифр в дробной части числа, т.е. бесформатный вывод. Поэтому для удобства в работе и улучшения внешнего вида распечатки используют форматный вывод, который будет подробно рассмотрен дальше.

Операторы вывода в тексте программы могут иметь такой формат:

 

PRINT*, A, B, I

или WRITE(6,*) A, B, I

 

В этом случае на экран выводятся копии содержимого ячеек с именами А, В, І в том порядке, в котором они записаны в списке, т.е. сначала А, потом В и наконец I - все в одну строку. Если все числа, указанные в списке, на одной строке не размещаются, то транслятор автоматически переносит часть чисел на следующую строку.

Список в операторах бесформатного вывода может отсутствовать, т.е. операторы могут иметь вид PRINT * или WRITE (6,*). В этом случае печатающее устройство одну строку пропускает, как бы печатая пустую строку изодних пробелов.

Рассмотрим пример:

 

PRINT*, ' ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ '

PRINT*

PRINT*, ' А=', А, 'В=', В, ' І=', І

 

В этом примере сначала будут напечатаны слова ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ, первая буква которых будет находиться на расстоянии n символов от начала строки, где n - количество пробелов между первым (открывающим)апострофом и первой буквой. С помощью второго оператора PRINT* будет получена пустая строка. Если значения переменных А, В, І принять такими же, как в предыдущем примере, то будет напечатано:

 

А= 3,14159 В= -0,005 І= 2240

Следует обратить внимание на то, что в рассмотренном примере в список оператора PRINT включены символьные константы. Они применяются для вывода поясняющей информации. Не следует путать вывод символьной константы с выводом содержимого ячейки. Например, оператор PRINT*,'A=' напечатает константу А=, в то время как оператор PRINT*, А напечатает значение (число), содержащееся в ячейке с именем А. Необходимо также внимательно следить за количеством и расположением апострофов: их должно быть два - перед константой и за ней.

 

 

Оператор PARAMETER

 

Иногда в разных местах программы употребляются длинные константы, например, такие как 3.14159265. Если им дать основные имена, такие, например, как PI, то вероятность ошибки при наборе программы снижается. Для такой цели в Фортране имеется неисполняемый оператор PARAMETER, который присваивает символьное имя любой константе и располагается сразу же после оператора PROGRAM.

Его общая форма имеет вид:

PARAMETER (имя = константа, имя = константа, …)

Символьные имена, определенные в операторе PARAMETER, должны отличаться друг от друга и от имен переменных, используемых в программе. Имена составляются по тем же правилам, что и имена переменных. Если имена констант не соответствуют соглашению о типах, то перед оператором PARAMETER, в котором эти имена определены, должен стоять соответствующий оператор REAL или INTEGER. Имена, определенные оператором PARAMETER, не могут находиться в списке оператора READ или в левой части оператора присваивания. Пример оператора PARAMETER:

 

PARAMETER (PI = 3.14159265, E = 2.718281828, LIG = 186000)

Этот оператор дает вещественной константе 3.14159265 имя PI, вещественной константе 2.718281828 имя E, а целой константе 186000 имя LIG. Эти имена в дальнейшем можно использовать в операторах присваивания, печати или в тексте программы. Например:

A = PI

PRINT*, ‘ PI=’, A

P = (PI * B)/E

и т.д.

Блок-схемы

Большой наглядностью обладает графический способ задания алгоритмов. В блок-схеме каждому типу действий соответствует определенная геометрическая фигура, изображение которой определяется ГОСТом (Табл. 7).

Таблица №7

Название блока	Обозначение (ГОСТ 19.003—80)	Выполняемая функция
Процесс		Вычислительное дей­ствие или последова­тельность действий
Решение		Проверка условия и выбор направления хо­да вычислительного процесса
Модифика­ция		Начало цикла
Предопре­деленный процесс		Использование ранее созданных и отдельно описанных алгоритмов
Ввод дан­ных		Ввод дан­ных
Вывод данных		Вывод данных на пе­чатающее устройство
Соединитель		Указание связи меж­ду прерванными линия­ми потока
Пуск, оста­нов		Начало, конец, оста­нов, вход и выход в от­дельно описанных алго­ритмах и подпрограм­мах
Коммента­рий		Пояснения, содержа­ние подпрограмм, фор­мулы

 

Эти фигуры - блоки называются символами действии. На блок-схеме пути передачи управления между символами (линии потока), выполняются только вертикально или горизонтально. Направления линий сверху вниз и слева направо принимаются за основные и стрелками не обозначаются. В остальных случаях направление линий потока указывается стрелками. Записи внутри символов должны быть краткими, а выполнение записанных в блоке действий всегда предполагается в последовательности слева направо и сверху вниз независимо от направления линии потока. При операторном способе задания алгоритмов подробно указываются действия ЭВМ или автоматизированных технических устройств. Для этого разрабатываются формальные специальные языки составления описаний, использующие строгие правила формирования наборов операторов однозначно определяющих действия, предписанные алгоритмом

 

Консоль- проект

 

Фортран динамично развивается и воплощен в стандартах Fortran 90,95, в работе версий: Fortran 2000 и 2003; Visual Fortran 5.0 (8.0; 10.0).

При подготовке работ был использован компилятор Microsoft Fortran PowerStation 4.0, который для краткости именуется FPS, и компилятор Visual Fortran 5.0 (DVF) Digital Equipment. Оба компилятора работают в среде MS Developer Studio. Кроме того, по соглашению с Microsoft в DVF можно использовать большинство расширений FPSнад стандартом Фортран 90, что снимает практически все проблемы по переносу программ из FPSв DVF. Оба названных компилятора создают 32-разрядные приложения и работают под Windows NT и Windows XP. Оба компилятора обеспечивают полную поддержку стандарта Фортран 90; в то же время DVF включает все новшества Фортран 95.

Любая программа рассматривается как проект. Для запуска новой программы необходимо, прежде всего, создать проект. Могут быть созданы несколько типов проектов, однако на первых порах мы будем работать с консоль-проектом - однооконным проектом без графики.

Начнем создание проекта с запуска используемой для разработки программ оболочки - Microsoft Developer Studio (MDS). Далее выполним цепочку: File - New - Project – Win32 Console Application - ввести имя проекта - задать расположение проекта на диске Ok- finish. После нажатия кнопки Ok будет создана директория (папка), имя которой совпадает с именем проекта. B этой папке будут размещены файлы проекта.

Создадим теперь новый файл, выполнив File - New - File – Fortran free format – задаем имя файла - OK. Наберем текст программы и выполним компиляцию проекта: Build - Compile - и исправим обнаруженные ошибки, сообщения о которых вы найдете в нижнем окне. Создадим выполняемый ЕХЕ-файл: Build - Build. Запустим созданный ЕХЕ-файл: Build - Execute - и получим результат. Для выхода из рабочего окна нажмем любую клавишу.

Начнем с простого примера. Запишем программу, в которой задаются два действительных числа, вычисляется их сумма и выводится результат:

program p1! p1 - имя программы

real x, у, z! Объявляем 3 переменные вещественного типа

x = 1.1! Присваиваем переменным x и у значения

y = 2.2

z = x + у! Присваиваем z результат сложения x и у

print *, &! Вывод результата на экран (Начальная строка)

'z = ', z! Результат вывода: z = 3.300000 (Строка продолжения)

end program p1! END - обязательный оператор завершения программы

Эта схема является типовой. Программа записана в свободном формате. По умолчанию файл с текстом программы в свободном формате имеет расширение F90.

Замечание. Помимо свободного формата программу можно записать и в фиксированном формате.

Задания к контрольной работе (часть 1)

 

В а р и а н т № 1

1). Данные математические выражения записать на ФОРТРАНе:

 

 

2). Представить математическую запись арифметического выражения и указать порядок действий: ALOG (2.) / A + B * SIN (V**2+U**2) / 2.7

 

3) Выражение записать в виде логического: | х | ≤ 1

 

В а р и а н т № 2

 

1). Данные математические выражения записать на ФОРТРАНе:

 

2). Представить математическую запись арифметического выражения и указать порядок действий: SQRT (SIN (3. X* X) + 4.) -.2 / P**3

 

3) Выражение записать в виде логического: 0 ≤ х ≤ 1.5

 

В а р и а н т № 3

1). Записать на Фортране следующие выражения:

 

2). Представить математическую запись арифметического выражения и указать порядок действий: A ** (-B * 2.) / 3. + ALOG10(ABS (- X + 3. * Y ** 2))

 

3) Выражение записать в виде логического: T є [1073, 1673]

 

В а р и а н т № 4