Вычислительная математика и программирование - Боглаев Ю.П.
ISBN 5-06-00623-9
Скачать (прямая ссылка):
Следующий десятилетний цикл обновления фортрана связан с учетом теории современных языков программирования, принципов структурного программирования. Новый стандарт фортрана, называемый фортран 8х, выражает модульную структуру языка и утверждает принципы его развития. Эта концепция состоит в том, что язык должен состоять из нескольких модулей, важнейшие из которых следующие: модуль ядра фортрана; модуль архаизмов; модуль расннфений.
В модуль расширений включаются средства программирования для ЭВМ с новой архитектурой. Например, широкое распространение векторных процессоров потребовало включить в фортран средства работы с числовыми массивами как с отдельными числами — так называемое векторное расширение фортрана.
При всех обновлениях фортрана сохраняются два основных его достоинства: эффективность программ и простота применения.
3.1.2. Обучение программированию на фортране. Цель настоящей главы—ознакомиться с основами техники программирования вычислительных задач на фортране. Методика обучения программированию включает знакомство с минимальным фортраном в объеме п. 3.2. Для некоторых пользователей это и максимум необходимых знаний. Изложение за небольшим исключением ведется на уровне фортрана 66 без дальнейших оговорок.
В минимальном фортране оставлены только те средства языка, без которых нельзя обойтись в несложной вычислительной задаче. Минимальный фортран можно было бы еще сократить, оставаясь верным структурному программированию (см. гл. 2). Это не сделано по той причине, что возможны трудности в понимании
текста чужих программ. С первых шагов обучения программированию необходимы работа на ЭВМ и решение учебных задач с использованием каждого изученного оператора фортрана.
После изучения минимального фортрана следует освоить приемы программирования основных блоков вычислительной математики (см. 3.3). Умение запрограммировать достаточный набор таких блоков позволит решать уже более сложные задачи. Следуя идее структурной алгоритмизации (см. гл. 2), нужно сложный алгоритм представить в виде структуры простых блоков, а затем использовать программы, написанные для блоков.
Следующий этап обучения наступает тогда, когда пользователя уже не удовлетворяет «какая-нибудь» программа решения задачи. Возникает желание или необходимость написать в некотором смысле оптимальную программу (по быстродействию, с минимальными затратами памяти и т. п.). Некоторые приемы оптимизации в программировании изложены в 3.4.
Наконец, появляется достаточный опыт, который позволяет применять широкие возможности фортрана. Некоторые расширения минимального фортрана, а именно на уровне фортрана 77, излагаются в 3.5.
Важным моментом обучения программированию на всех этапах является стремление написать простую по стилю программу. И хотя понятие простоты, как и красоты, определить довольно трудно, простая программа отличается тем, что ее работу можно понять в отсутствие автора. Такому стилю программирования отвечает концепция структурного программирования. Этот стиль не связан с конкретным языком. В более поздних, чем фортран, языках (например, паскале) заложены эти концепции. На фортране есть возможность писать плохие по стилю программы. Поэтому с начального этапа обучения следует избегать «дурных привычек» в программировании.
# 3.2. Основы программирования. на фортране
3.2.1. Символы. При записи программ на фортране используются следующие символы:
1) Прописные буквы латинского алфавита от А до Ъ\
2) Цифры от 0 до 9;
3) Специальные символы;
—пробел = —знак равенства
Н плюс
минус
* —звездочка / —косая черта ) —правая скобка ( —левая скобка
63
, — запятая . —десятичная точка ' —апостроф ” —кавычки $ —денежный символ : —двоеточие.
Прописные буквы русского алфавита и другие символы могут встречаться в фортране только как часть текстовой константы или в комментариях, о которых сказано ниже.
Из символов языка образуются ключевые слова (например, IF (если), DO (делать), GO ТО (идти к) и т. п.), имеющие строго определенный смысл, и слова пользователя—идентификаторы. Идентификатфы—это последовательность (не более шести символов) букв и цифр, начинающаяся с буквы.
Примеры.
1) Допустимые идентификаторы А15, BETA, INDMAS, А1В2С
2) Недопустимые идентификаторы
С*ВЗ (содержит *)
5ALPHA (начинается с цифры)
Поскольку слова пользователя придется набирать на клавиатуре, целесообразно их выбирать по возможности короче.
3.2.2. Константы и переменные. Константы представляют собой неизменяемую величину в процессе вычислений. Рассмотрим следующие типы констант: целые, вещественные, вещественные с двойной точностью, комплексные, логические, текстовые.
Целая константа имеет следующий вид:
SN1N2...
где N1N2—последовательность десятичных цифр, a S — знак числа. Если константа не имеет знака, она считается положительной. Допустимая область значений для целых констант (в ЭВМ с 16-битовым словом) — от—32768 до +32767.
Примеры.
1) Правильная запись целых констант О
-1514 + 31539 275 037
2) Неправильная запись целых констант 50327 (слишком велика)
