Εισαγωγή στη γλώσσα προγραμματισμού Fortran 95

Transcript

1 Εισαγωγή στη γλώσσα προγραμματισμού Fortran 95 Σταμάτης Σταματιάδης Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών, Πανεπιστήμιο Κρήτης

2 Διεξαγωγή μαθήματος Διαλέξεις Πέμπτη 14:00-16:00 στο αμφιθέατρο A του Τμήματος Επιστήμης Υπολογιστών Τμήματα Εργαστηρίων Δευτέρα 16:00-19:00, Τρίτη 12:00-15:00, Τρίτη 16:00-19:00, Τετάρτη 16:00-19:00 Γίνονται στην αίθουσα ΗΥ (απέναντι από τη Γραμματεία) Η συμμετοχή στα εργαστήρια είναι ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΗ για τους πρωτοετείς Δύο απουσίες είναι επιτρεπτές Εγγραφή στα τμήματα από την ιστοσελίδα

3 Βοηθήματα Βιβλία Στην ιστοσελίδα διατίθενται οι σημειώσεις που θα ακολουθήσουμε Παρέχεται επιπλέον βιβλίο μέσω Εύδοξου: FORTRAN 77/90/95 ΚΑΙ FORTRAN 2003, Α Σ Καράκος Εισαγωγή στην Fortran 90/95/2003, Ν Καραμπετάκης Ιστοσελίδα Ιστοσελίδα ΤΕΤΥ Προπτυχιακά Ιστοσελίδες Μαθημάτων

4 Εξετάσεις (για πρωτοετείς) (1/2) Διεξαγωγή Στο τέλος κάθε εργαστηρίου (40%) και στην εξεταστική περίοδο (60%) Αποτελούνται από ασκήσεις συγγραφής κώδικα (με ανοιχτά βιβλία) Επιτυχία στο μάθημα Τουλάχιστον 9 παρουσίες (στα 11 εργαστήρια), ΚΑΙ βαθμός κατά μέσο όρο 40 στις εξετάσεις των εργαστηρίων (υπολογίζονται οι 9 καλύτεροι βαθμοί), ΚΑΙ βαθμός 50 συνολικά

5 Εξετάσεις (για πρωτοετείς) (2/2) Αποτυχία στα εργαστήρια Όλα τα εργαστήρια ΕΠΑΝΑΛΑΜΒΑΝΟΝΤΑΙ σε άλλη χρονιά Δεν επιτρέπεται η συμμετοχή στην εξέταση Ιανουαρίου ή Σεπτεμβρίου χωρίς επιτυχία στα εργαστήρια Αποτυχία στην τελική εξέταση Οι βαθμοί των εργαστηρίων διατηρούνται Δεν υπάρχει η δυνατότητα να επαναληφθούν τα εργαστήρια Συμμετέχετε μόνο στις τελικές εξετάσεις

6 Εξετάσεις (για μη πρωτοετείς) Η παρακολούθηση των εργαστηρίων είναι προαιρετική και μόνο αν υπάρχουν κενές θέσεις Η βαθμολογία προκύπτει κατά 100% από την τελική εξέταση τον Ιανουάριο ή το Σεπτέμβριο (ή τον Ιούνιο)

7 Εξέλιξη της Fortran Δημιουργός John W Backus, IBM (1955) Στόχος Γλώσσα υψηλού επιπέδου για επιστημονικά προγράμματα, αντί για assembly: FORmula TRANslation Standards 1966 (Fortran 66) 1977 (Fortran 77) 1990 (Fortran 90) 1995 (Fortran 95) 2003 (Fortran 2003) 2008 (Fortran 2008)

8 Προγραμματισμός στο Linux 1 Δημιουργία κώδικα σε κειμενογράφο (emacs, gedit, vi, ) ή IDE (Code::Blocks, eclipse, ) Αποθήκευση αρχείου με κατάληξη

9 Προγραμματισμός στο Linux 1 Δημιουργία κώδικα σε κειμενογράφο (emacs, gedit, vi, ) ή IDE (Code::Blocks, eclipse, ) Αποθήκευση αρχείου με κατάληξη 2 Μεταγλώττιση (στο terminal ή εσωτερικά στο IDE):

10 Προγραμματισμός στο Linux 1 Δημιουργία κώδικα σε κειμενογράφο (emacs, gedit, vi, ) ή IDE (Code::Blocks, eclipse, ) Αποθήκευση αρχείου με κατάληξη 2 Μεταγλώττιση (στο terminal ή εσωτερικά στο IDE): 3 Εκτέλεση προγράμματος (στο terminal ή εσωτερικά στο IDE):

11 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Παράδειγμα προγράμματος Fortran

12 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης INTEGER Τύπος για ακέραιες ποσότητες Τιμές ακέραιων Σειρά αριθμητικών ψηφίων χωρίς κενά, με πιθανό πρόσημο (+,-): Πχ -12, Παρατήρηση Συνήθης μέγιστη τιμή: (= ) Συνήθης ελάχιστη τιμή: ( 2 31 )

13 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης REAL Tύπος για πραγματικές ποσότητες, απλής ακρίβειας, (6 σημαντικά ψηφία)

14 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης REAL Tύπος για πραγματικές ποσότητες, απλής ακρίβειας, (6 σημαντικά ψηφία) Τιμές πραγματικών ποσοτήτων απλής ακρίβειας Σειρά αριθμητικών ψηφίων χωρίς κενά, με πιθανό πρόσημο, και ή τελεία (αντί για υποδιαστολή) που χωρίζει το ακέραιο από το δεκαδικό μέρος: Πχ, ή το χαρακτήρα e (ή E) που χωρίζει τον αριθμό από τη δύναμη του 10 με την οποία πολλαπλασιάζεται Πχ ( ), ( 12), ή συνδυασμό των παραπάνω: Πχ ( 0012)

15 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης DOUBLE PRECISION Tύπος για πραγματικές ποσότητες, διπλής ακρίβειας, (15 σημαντικά ψηφία) Τιμές πραγματικών ποσοτήτων διπλής ακρίβειας Σειρά αριθμητικών ψηφίων χωρίς κενά, με πιθανό πρόσημο, πιθανή τελεία (αντί για υποδιαστολή) που χωρίζει το ακέραιο από το δεκαδικό μέρος, και το χαρακτήρα d (ή D) που χωρίζει τον αριθμό από τη δύναμη του 10 με την οποία πολλαπλασιάζεται Παραδείγματα (= ) (= )

16 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Παρατηρήσεις στους πραγματικούς τύπους Το ακέραιο ή το δεκαδικό μέρος που είναι 0 μπορεί να παραλείπεται:

17 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Παρατηρήσεις στους πραγματικούς τύπους Το ακέραιο ή το δεκαδικό μέρος που είναι 0 μπορεί να παραλείπεται: Στους πραγματικούς διπλής ακρίβειας το d (ή D) είναι υποχρεωτικό

18 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Παρατηρήσεις στους πραγματικούς τύπους Το ακέραιο ή το δεκαδικό μέρος που είναι 0 μπορεί να παραλείπεται: Στους πραγματικούς διπλής ακρίβειας το d (ή D) είναι υποχρεωτικό Πώς γράφουμε το 81 σε διπλή ακρίβεια;

19 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Παρατηρήσεις στους πραγματικούς τύπους Το ακέραιο ή το δεκαδικό μέρος που είναι 0 μπορεί να παραλείπεται: Στους πραγματικούς διπλής ακρίβειας το d (ή D) είναι υποχρεωτικό Πώς γράφουμε το 81 σε διπλή ακρίβεια; Πώς γράφουμε το 10 6 σε απλή ακρίβεια; Πώς σε διπλή ακρίβεια;

20 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Παρατηρήσεις στους πραγματικούς τύπους Το ακέραιο ή το δεκαδικό μέρος που είναι 0 μπορεί να παραλείπεται: Στους πραγματικούς διπλής ακρίβειας το d (ή D) είναι υποχρεωτικό Πώς γράφουμε το 81 σε διπλή ακρίβεια; Πώς γράφουμε το 10 6 σε απλή ακρίβεια; Πώς σε διπλή ακρίβεια; Ποιον πραγματικό τύπο να χρησιμοποιούμε;

21 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Αριθμητικοί τελεστές μεταξύ ακέραιων ποσοτήτων Άθροισμα Πχ Διαφορά Πχ Γινόμενο Πχ

22 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Αριθμητικοί τελεστές μεταξύ ακέραιων ποσοτήτων Άθροισμα Πχ Διαφορά Πχ Γινόμενο Πχ Πηλίκο Πχ

23 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Αριθμητικοί τελεστές μεταξύ ακέραιων ποσοτήτων Άθροισμα Πχ Διαφορά Πχ Γινόμενο Πχ Πηλίκο Πχ Υπόλοιπο Πχ 1

24 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Αριθμητικοί τελεστές μεταξύ ακέραιων ποσοτήτων Άθροισμα Πχ Διαφορά Πχ Γινόμενο Πχ Πηλίκο Πχ Υπόλοιπο Πχ 1 Ύψωση σε δύναμη Πχ 9

25 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Αριθμητικοί τελεστές μεταξύ πραγματικών ποσοτήτων Άθροισμα Πχ Διαφορά Πχ Γινόμενο Πχ

26 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Αριθμητικοί τελεστές μεταξύ πραγματικών ποσοτήτων Άθροισμα Πχ Διαφορά Πχ Γινόμενο Πχ Λόγος Πχ

27 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Αριθμητικοί τελεστές μεταξύ πραγματικών ποσοτήτων Άθροισμα Πχ Διαφορά Πχ Γινόμενο Πχ Λόγος Πχ Ύψωση σε δύναμη Πχ

28 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Σχετικές προτεραιότητες αριθμητικών τελεστών Πολύ Υψηλή Παρενθέσεις Υψηλή Μεσαία Χαμηλή Παράδειγμα όχι 50 1 = ούτε Παρατήρηση Τελεστές με ίδια προτεραιότητα εκτελούνται από αριστερά προς τα δεξιά

29 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Γενικές παρατηρήσεις στους αριθμητικούς τελεστές Κανόνας Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων ίδιου τύπου δίνουν αποτέλεσμα αυτού του τύπου Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων διαφορετικού τύπου προκαλούν μετατροπή της τιμής της ποσότητας «χαμηλότερης» ακρίβειας στον τύπο με την «υψηλότερη» ακρίβεια Πχ πράξη μεταξύ ενός και ενός γίνεται αφού μετατραπεί ο σε

30 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Γενικές παρατηρήσεις στους αριθμητικούς τελεστές Κανόνας Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων ίδιου τύπου δίνουν αποτέλεσμα αυτού του τύπου Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων διαφορετικού τύπου προκαλούν μετατροπή της τιμής της ποσότητας «χαμηλότερης» ακρίβειας στον τύπο με την «υψηλότερη» ακρίβεια Πχ πράξη μεταξύ ενός και ενός γίνεται αφού μετατραπεί ο σε Παρατηρήσεις Πόσο κάνει ;

31 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Γενικές παρατηρήσεις στους αριθμητικούς τελεστές Κανόνας Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων ίδιου τύπου δίνουν αποτέλεσμα αυτού του τύπου Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων διαφορετικού τύπου προκαλούν μετατροπή της τιμής της ποσότητας «χαμηλότερης» ακρίβειας στον τύπο με την «υψηλότερη» ακρίβεια Πχ πράξη μεταξύ ενός και ενός γίνεται αφού μετατραπεί ο σε Παρατηρήσεις Πόσο κάνει ; 0

32 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Γενικές παρατηρήσεις στους αριθμητικούς τελεστές Κανόνας Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων ίδιου τύπου δίνουν αποτέλεσμα αυτού του τύπου Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων διαφορετικού τύπου προκαλούν μετατροπή της τιμής της ποσότητας «χαμηλότερης» ακρίβειας στον τύπο με την «υψηλότερη» ακρίβεια Πχ πράξη μεταξύ ενός και ενός γίνεται αφού μετατραπεί ο σε Παρατηρήσεις Πόσο κάνει ; 0 Πώς ΔΕΝ γράφουμε το 10 6 ;

33 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Γενικές παρατηρήσεις στους αριθμητικούς τελεστές Κανόνας Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων ίδιου τύπου δίνουν αποτέλεσμα αυτού του τύπου Τελεστές που δρουν μεταξύ ποσοτήτων διαφορετικού τύπου προκαλούν μετατροπή της τιμής της ποσότητας «χαμηλότερης» ακρίβειας στον τύπο με την «υψηλότερη» ακρίβεια Πχ πράξη μεταξύ ενός και ενός γίνεται αφού μετατραπεί ο σε Παρατηρήσεις Πόσο κάνει ; 0 Πώς ΔΕΝ γράφουμε το 10 6 ; 0

34 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Μεταβλητή Μεταβλητή είναι θέση στη μνήμη για αποθήκευση δεδομένων Κανόνας Κάθε μεταβλητή προτού χρησιμοποιηθεί πρέπει να δηλωθεί Οι δηλώσεις γίνονται στην αρχή του προγράμματος Προτού χρησιμοποιηθεί σε πράξεις πρέπει να έχει τιμή

35 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Μεταβλητή Μεταβλητή είναι θέση στη μνήμη για αποθήκευση δεδομένων Κανόνας Κάθε μεταβλητή προτού χρησιμοποιηθεί πρέπει να δηλωθεί Οι δηλώσεις γίνονται στην αρχή του προγράμματος Προτού χρησιμοποιηθεί σε πράξεις πρέπει να έχει τιμή Δήλωση τύπος :: όνομα_μεταβλητής

36 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Μεταβλητή Μεταβλητή είναι θέση στη μνήμη για αποθήκευση δεδομένων Κανόνας Κάθε μεταβλητή προτού χρησιμοποιηθεί πρέπει να δηλωθεί Οι δηλώσεις γίνονται στην αρχή του προγράμματος Προτού χρησιμοποιηθεί σε πράξεις πρέπει να έχει τιμή Δήλωση τύπος :: όνομα_μεταβλητής Παραδείγματα

37 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Κανόνες σχηματισμού ονόματος Επιτρεπτοί χαρακτήρες: a z, A Z, 0 9, και _ Μήκος: το πολύ 31 χαρακτήρες Δεν επιτρέπεται να αρχίζει από αριθμητικό ψηφίο Κεφαλαία και πεζά γράμματα είναι ίδια

38 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Σταθερή ποσότητα Μια ποσότητα που επιθυμούμε να πάρει τιμή που να μην μπορεί να αλλάξει κατά τη διάρκεια εκτέλεσης του προγράμματος, δηλώνεται με τη χρήση της λέξης Είναι απαραίτητο να της δώσουμε αρχική (και μόνιμη) τιμή κατά τον ορισμό της Παράδειγμα

39 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Εντολή εκχώρησης τιμής μεταβλητή = [ γενική έκφραση ] Πρώτα εκτελούνται όλες οι πράξεις, κλήσεις συναρτήσεων κλπ που εμφανίζονται στο δεξί μέλος

40 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Εντολή εκχώρησης τιμής μεταβλητή = [ γενική έκφραση ] Πρώτα εκτελούνται όλες οι πράξεις, κλήσεις συναρτήσεων κλπ που εμφανίζονται στο δεξί μέλος Κατόπιν, το αποτέλεσμα μετατρέπεται (αν χρειάζεται) στον τύπο της (υποχρεωτικά) μεταβλητής του αριστερού μέλους και η τιμή που προκύπτει εκχωρείται σε αυτή

41 Εισαγωγή Αριθμητικοί Τύποι Αριθμητικοί Τελεστές Μεταβλητές κα σταθερές Εντολή εκχώρησης Εντολή εκχώρησης τιμής μεταβλητή = [ γενική έκφραση ] Πρώτα εκτελούνται όλες οι πράξεις, κλήσεις συναρτήσεων κλπ που εμφανίζονται στο δεξί μέλος Κατόπιν, το αποτέλεσμα μετατρέπεται (αν χρειάζεται) στον τύπο της (υποχρεωτικά) μεταβλητής του αριστερού μέλους και η τιμή που προκύπτει εκχωρείται σε αυτή Παραδείγματα