Основы языка FORTRAN Алфавит языка Фортран

Основы языка FORTRAN

Алфавит языка Фортран

Используемые символы -1 • Текст программы на Фортране представляет собой запись на языке программирования алгоритма решения поставленной задачи. При записи алгоритма используются следующие символы: • 1. Прописные или строчные буквы латинского алфавита от А до Z. • 2. Цифры от 0 до 9. • 3. Специальные символы. В стандарте Фортрана-90 используется 21 символ (см. таблицу).

Используемые символы -2 • Буквы русского алфавита и другие символы могут использоваться только в комментариях фортран-программы. • Текст фортран-программы может записываться в свободном, либо фиксированном формате. • В фиксированном формате любая программа состоит из операторов (предложений) языка, которые располагаются в строках длиной 80 символов. Положение символа в строке нумеруется слева направо, начиная с 1 -й позиции

Используемые символы -3 • Операторы Фортрана могут находиться только с 7 -й позиции по 72 -ю позицию строки, причем в этих пределах расположение произвольное. • Любой оператор может быть помечен меткой – целым десятичным числом, метка располагается в позициях с 1 -й по 5 ю. • В строке не должно быть более одного оператора, однако, если оператор не помещается в позициях 7– 72 или желателен его перенос на следующую строку, то в каждой строке продолжения в 6 -й позиции печатается символ звездочка «*» либо любой другой символ, отличный от нуля. • Если в первой позиции любой строки программы напечатана буква С, то такая строка рассматривается как комментарий текста программы и транслятором игнорируется. Для записи комментария могут использоваться наравне с латинскими буквами также и русские буквы, а сам текст комментария располагается в позициях 2– 80 строки. • Любой набор символов, расположенный после восклицательного знака до конца строки, рассматривается как комментарий, если восклицательный знак стоит после 6 -й позиции.

Специальные символы стандарта Фортрана-90 пробел = знак равенства + плюс - минус * звездочка / косая черта (слэш) ) правая скобка & амперсенд > Больше ; точка с запятой ( левая скобка. Точка ; точка с запятой , запятая ' апостроф “ кавычки : двоеточие $ символ доллара ? ! вопросительный восклицательный знак < меньше % процент

ДАННЫЕ И ТИПЫ ДАННЫХ

ДАННЫЕ И ТИПЫ ДАННЫХ • Программа выполняет обработку данных. • Данные – это переменные или константы. Данные могут быть организованы в виде скалярных объектов и объектов, обладающих внутренней структурой: массивов, записей и файлов. • Переменные, константы, программа, подпрограммы и другие программные компоненты имеют имя. Имена – это последовательности латинских букв, цифр и символов подчеркивания, причем первым символом должна быть буква. Число символов в имени не должно превышать 65 символов.

ТИПЫ ДАННЫХ • Константа – это величина, значение которой задается в тексте программы в явном виде и в дальнейшем не изменяется. • Переменная – это величина, к которой обращаются в программе, используя соответствующее имя. Переменная может быть определенной и неопределенной. • Переменная становится определенной после того, как она получит значение. Значения переменных могут изменяться в процессе исполнения программы. • Каждая величина, будь то константа или переменная, должна относиться к одному из типов данных.

Стандартные типы данных • Для вычислительных задач основными являются следующие типы: • целый (INTEGER), • вещественный (REAL), • комплексный (COMPLEX), • логический (LOGICAL).

Целые константы • Целые константы представляют собой последовательность цифр без десятичной точки. • Перед отрицательным числом должен стоять знак минус, а перед положительным знак плюс может отсутствовать. Примеры целых констант: 108 -2531 +2550 167439 • В памяти компьютера целая константа занимает 4 байта памяти и может иметь значение от • -2147483648 до 2147483647.

Вещественная константа • Вещественная константа может быть представлена одним из следующих двух способов: • 1) Вещественная константа без порядка, т. е. число, записанное с десятичной точкой: - 327. 751 0. 0 +60. 8. 93 0. 00099. • 2) Вещественная константа с порядком, которая записывается в виде n. Еm. Здесь мантисса n – вещественная константа, порядок т представляется как однозначное или двузначное целое число со знаком или без знака. • ПРИМЕР: -0. 001441 Е 2 ! число -0. 01441 102, 67. 54 Е+11 ! число 67. 54 1011, -8. E-36 ! число -8. 0 10 -36 , 0. 03 Е-5 ! число 0. 03 10 -5. •

• Константы вещественного типа –могут записываться в двух формах: • а) с фиксированной запятой – это числа следующего вида: -0. 125; 1. 7; -167. 087 • Сначала записывается знак числа ”-” или “+” (его можно опустить), целая часть числа а затем десятичная точка и дробная часть числа.

• б) с плавающей точкой – применяются в основном для записи очень больших или очень маленьких чисел для более наглядного и понятного представления: • 0. 25 Е– 3 -1. 57 Е 2. • При записи вещественного числа с плавающей точкой вначале указывается знак числа, число (целое или вещественное), затем показатель степени – латинская буква E, за которой без пробела следует целая константа со знаком или без знака. • Так – 4. Е 6 соответствует – 4∙ 106 (без использования Е это число выглядело бы – 4000000) • Константы вещественного типа могут находиться в диапазоне порядка 1037.

Вещественная константа • В памяти компьютера вещественная константа занимает 4 байта памяти и имеет внутреннее представление как вещественная константа с порядком. • • Диапазон изменения от -8. 43 Е-37 до 3. 37 Е+38, количество цифр в мантиссе не более семи.

Числовые типы ТИП ДИАПАЗОН ЗНАЧЕНИЙ ЧИСЛО БАЙТ Целый INTEGER(1) INTEGER(2) INTEGER(4) От -128 до +127 От -32 768 до +32 767 От -2147483648 до 2147483647 1 б 2 б 4 б

Числовые типы ТИП ДИАПАЗОН ЗНАЧЕНИЙ ЧИСЛО БАЙТ Вещественный REAL(4) Отрицательные: от -3. 4028235 Е+38 до -1. 1754944 Е-38 Положительные: от +1. 1754944 Е-38 до +3. 4028235 Е+38 и число 0 REAL(8) Отрицательные: от -1. 79769313486231 D+308 до -2. 225073858507201 D-308 Положительные: от + 2. 225073858507201 D-308 до +1. 79769313486231 D+308 и число 0 4 б 8 б

Переменные стандартных типов • Переменные стандартных типов объявляются в программе операторами объявления следующего вида: • INTEGER M, A ! Объявление переменных целого типа • REAL X, y, Sd 1 ! Объявление переменных вещественного типа • COMPLEX Z, b_C ! Объявление переменных комплексного типа.

Константы комплексного типа • Константы комплексного типа – представляют собой два вещественных числа, заключённые в круглые скобки и разделённые запятой. • Первая константа представляет действительную, а вторая – мнимую часть комплексного числа. • Примеры: (1. 35, -0. 87)=1. 35– 0. 87 j; (1. , . 1)=1. 0+0. 1 j

Логические константы – записываются в виде. TRUE. и. FALSE. и обозначают соответственно истина и ложь. Всегда с двух сторон ограничиваются точками.

Константы удвоенной точности • Константы удвоенной точности – имеют такой же вид, как вещественные константы, содержащие показатель степени. Только присутствующая в показателе буква Е заменяется буквой D. Их точность представления вещественных чисел в 2 раза выше, а диапазон используемых значений имеет порядок 10307. • Пример: 30 D– 3 (0. 03); – 0. 003 D+2 (-0. 3) 1. 828 D 125

Текстовые константы • Текстовые константы – могут быть представлены в 2 х формах • а) старая форма – холлеритовская строка. Представляет собой число выводимых символов n, признак константы латинская буква H и сами выводимые символы: • n. Hнабор символов, • n – целая беззнаковая константа в диапазоне от 1 до 255. • Пример: 9 НСтроитель • б) строка символов, заключённая между двумя апострофами • ‘Строитель’ ‘Минск’’ 2002’ • Символ апостроф внутри текста отображается 2 -мя апострофами, идущими подряд.

Переменные • Переменная – это величина, которая может принимать различные значения. • Переменные различаются по именам. Имя переменной (идентификатор) может содержать от 1 до 6 символов. Причём первый символ – буква латинского алфавита. • Следует избегать имен (идентификаторов), совпадающих с операторами языка, например REAL, READ, а так же с именами встроенных функций. • В Фортран-77 и более поздних версиях имя переменной может содержать более 6 символов (до 1320), но только первых 6 символов являются распознаваемыми. • Примеры имен переменных: X, Y 1, tok, kit, ambassadort. Имена переменных в программе могут быть набраны прописными или строковыми буквами. В последнем имени распознаваемыми будут только первых 6 символов ambass

Типы переменных • По неявному соглашению все переменные считаются вещественного типа за исключением тех, имя которых начинается на одну из букв: I, J, K, L, M, N. • Если имя переменной начинается на одну из этих букв, то эта переменная считается целого типа и может содержать только целое число. • Во всех других случаях типы переменных задаются с помощью операторов описания.

Операторы описания • К операторам описания относят операторы: • REAL – описывает переменные и массивы вещественного типа. • Если имеется переменная или массив целого типа (когда имя начинается на любую букву из I, J, K, L, M, N), то с помощью оператора REAL можно преобразовать её в переменную вещественного типа. • Пример: • REAL K, LAM(5) • K = 2. 5

Операторы описания (продолжение 1) • INTEGER – описывает переменные и массивы целого типа. • Используется для преобразования переменной или массива вещественного типа в переменную или массив целого типа. • Пример: • INTEGER X, TOK, B(10) • TOK = 4 • B(1) = 132

Операторы описания (продолжение 2) • COMPLEX – описывает переменные и массивы комплексного типа. Все переменные и массивы комплексного типа обязательно должны быть описаны в программе оператором COMPLEX. • После описания с помощью оператора COMPLEX переменная любого типа становиться переменной комплексного типа. • Пример: COMPLEX Q 1, QX 2, M 12

Операторы описания (продолжение 3) • CHARACTER – описывает переменные и массивы текстового типа (строковые). Все данные строкового типа должны быть описаны. Если длина строковой переменной не превышает 4 -х байт, то ее можно не описывать. • Используется при непосредственной работе с текстом для описания переменных как текстовых. • Пример: CHARACTER*10 C, C 1, D 12*15 Данная строчка означает, что в программе переменные C, C 1, D 12 будут текстового типа (строковые), причём переменные С, С 1 могут содержать до 10 символов - *10 – обозначает групповой описатель длины переменных. Переменная D 12 может содержать до 15 символов текста. *15 – индивидуальный описатель длины переменной D 12.

Операторы описания (продолжение 4) • LOGICAL – описывает переменные логического типа. • Пример: LOGICAL T 1, T 2

Операторы описания (продолжение 5) • DOUBLE PRECISION или REAL*8 – описывает переменные удвоенной точности

Арифметические операции • • • Операции по приоритету: вычисление значений функций; ** - возведение в степень; *, / - умножение и деление; +, – - сложение и вычитание; ( ) – очерёдность выполнения арифметических операций может задаваться с помощью скобок; • = - присвоить значение.

Встроенные (стандартные) функции языка FORTRAN sin x SIN(x) ex EXP(X) cos x COS(x) ln x ALOG(X) tg x TAN(x) lg x ALOG 10(X) arctg x ATAN(x) |x| ABS(X) SQRT(2. *x) max(a, b) AMAX 1(A, B) X**(1. /3. ) min(a, b, c) AMIN 1(A, B, C) Предупреждение: функции sin, cos, а также отрицательное число нельзя возводить в вещественную степень