For90-ppt分析.ppt

1、1,讓我們一起來學(xué)習(xí)FOR90,主 講 夏 斐,2,我已經(jīng)能熟練地操作計算機了，還學(xué)什么？ 計算機能做什么？ 如何把計算機做為求解問題的工具，為我服務(wù)？,引言,3,計算機幾乎可以做任何事情；只要能把實際問題抽象、制作為計算機可求解的程序。 計算機求解問題的步驟：,計算機能做什么？,實際問題,問題模型,求解算法,編制程序,問題實現(xiàn),4,“深藍”與卡斯帕羅夫,國際象棋棋盤有64格，每方有16個子。棋手在思考下一步棋時大約有35種合法選擇。 下棋程序靠的是基本的行棋知識和強大無比的檢索演算能力。這種信息檢索選擇方式好比一棵樹；共有35個枝干，每個枝干有35個樹杈，最終到樹葉，即可供選擇的結(jié)果。越好的

2、程序，所派生的樹枝樹杈就越多。 一般來講，電腦每下一步棋，仍需有500億或600億種選擇。,5,6,兩本教材（互為補充） ： FORTRAN90程序設(shè)計（上課、上機） FORTRAN90程序設(shè)計實驗指導(dǎo)與測驗（上機）,關(guān)于本課程教學(xué)幾點說明,7,教學(xué)課時（3學(xué)分） 上課48學(xué)時（3學(xué)分） 上機48機時（其中教師輔導(dǎo)24機時）,關(guān)于本課程教學(xué)幾點說明,8,課內(nèi)上機安排：,大禹1-4班： 周四中午 2周 303 周四第三大節(jié) 3-13周 404、406,9,答疑時間： 每次上機時間、課間 期末考試前 復(fù)習(xí)資料：FTP:/,關(guān)于本課程教學(xué)幾點說明,10,本門課的成績評定： 平時+

3、期末=總評成績 平時：作業(yè)、考勤、課堂提問,關(guān)于本課程教學(xué)幾點說明,11,作業(yè)包括兩種： 書面作業(yè)：每個同學(xué)準備幾張白紙，作業(yè)可能是課堂上做或課后做。 上機作業(yè)：每次上機均要將所做的練習(xí)保存，并定期上交作業(yè)。,關(guān)于本課程教學(xué)幾點說明,12,課程要求 掌握一種程序設(shè)計語言 提高程序的分析、設(shè)計和調(diào)試等能力 培養(yǎng)計算思維,13,“紙上談兵”學(xué)不出程序設(shè)計本領(lǐng)； 只有大量上機、編程、調(diào)試，才能掌握。 你的編程能力和你在機器上投入的時間成正比。,課程要求,14,考試時間： 2014年秋季10月中旬 考試形式 筆試(120分鐘) 機試(70分鐘),關(guān)于江蘇省計算機等級考試,15,一、筆試：考試時間為12

4、0分鐘,關(guān)于江蘇省計算機等級考試,16,二、機試： 考試時間為70分鐘,17,通過省計算機二級考試，則發(fā)給合格證書或優(yōu)秀證書。同時，自己還可以到省勞動廳技能辦公室換取中級程序員證書。,18,第1章 程序設(shè)計基礎(chǔ)知識,1.4 計算機軟件,1.1計算機簡介,1.2程序設(shè)計語言,1.3 算法的描述,19,第一章 程序設(shè)計基礎(chǔ)1.1 計算機簡介,20,過去的計算工具,算盤 計算尺 手搖計算器 電動計算器,我國研制第1顆原子彈時使用的飛魚牌手搖計算機（新華網(wǎng)圖片）,21,Pascals 加法機,1642年，法國數(shù)學(xué)家B. Pascal用鐘表元件制造了一種能夠做兩個十進制數(shù)加減法的機器,22,第1臺電子計

5、算機誕生,1946年美國賓州大學(xué)研制成功第1臺數(shù)字電子計算機,Photo: van Pelt Library, U Penn.,18 000 電子管,6000 開關(guān) 占地面積: 150 m2 重量: 30 噸 功耗: 140 KW 運算速度: 5000 次/s,23,計算機的發(fā)展,計算機速度提高、功能增加、成本降低、應(yīng)用擴大，其發(fā)展之快，不斷改寫預(yù)測。 60多年來發(fā)展速度之快大大超出人們的預(yù)料： 性能提高、功能增加、價格降低 應(yīng)用領(lǐng)域擴大 軟件技術(shù)和軟件產(chǎn)品層出不窮 ,24,計算機的應(yīng)用 科學(xué)計算 信息處理 實時控制 輔助設(shè)計 人工智能,25,馮諾依曼教授 （John Von Neumman）

6、 和他設(shè)計的“存儲程序式”計算機EDVAC（埃德瓦克）,問題：60年來沒變的是什么？,基本結(jié)構(gòu)和工作原理,26,硬件：計算機系統(tǒng)中所有實際物理裝置的總稱 軟件：在計算機中運行的各種程序和相關(guān)的數(shù)據(jù) 及文檔,1.1 計算機簡介,計算機系統(tǒng)的組成,27,特點： 采用了二進制。數(shù)據(jù)和指令采用二進制存儲； 建立了存儲程序。編好的程序放在存儲器里，計算機自動按程序工作。,28,29,什么是程序設(shè)計語言？,語言的目的是用于通信 程序設(shè)計語言用于人與計算機之間的通信 程序設(shè)計語言是由人使用但計算機可以理解的一種語言 程序設(shè)計語言用于編制程序，表達需要計算機完成什么任務(wù)和怎樣完成任務(wù)，然后交給計算機去完成,3

7、0,程序設(shè)計語言填補了 人與計算機交流的鴻溝,31,CPU指令系統(tǒng)，由0、1序列構(gòu)成的指令碼組成 如：10000000 加 10010000 減,用助記符號描述的指令系統(tǒng) 如 ADD A, B,面向機器的語言 （低級語言）,算法描述近似與數(shù)學(xué)形式： Integer: a, b, c a = 2; b = 3; c = a + b；print *, c,面向算法的語言 （高級語言）,1.2程序設(shè)計語言,32,語言示例比較,例：機器語言程序,計算A=15+10,10110000 00001111,00101100 00001010,把15放入累加器A中,10與累加器A中的值相加,結(jié)果放A中,111

8、10100,結(jié)束，停機,33,匯編語言,MOV A,15 :把15放入累加器A中 ADD A,10 :10與累加器A中的值相加， 結(jié)果仍放A中 HLT :結(jié)束，停機,34,高級語言,A=15+10 :15與10相加的結(jié)果放入A中 PRINT A :輸出A END :程序結(jié)束,35,程序設(shè)計語言的分類,1.機器語言：二進制代碼形式，可以被計算機直接執(zhí)行，不可移植 2.匯編語言：用助記符來代替機器指令，容易記憶，不可移植 3.高級語言：接近自然語言（英語）的程序設(shè)計語言，又稱算法語言，易學(xué)、易用、易維護，可移植性好 例：FORTRAN、VISUAL BASIC、PASCAL、C、C+、 JAVA等

9、,36,工作過程 (FORTRAN語言源程序),高級語言源程序,機器指令目標(biāo)程序,編譯程序 （事先放入計算機）,目前，高級語言種類很多，各有特色，但本質(zhì)相同。,37,1.3 算法描述,計算機解決問題過程通常分為需求分析、算法設(shè)計、程序編碼和編譯調(diào)試等四個階段。階段任務(wù)要明確，養(yǎng)成先分析、再下手、最后調(diào)試的習(xí)慣。,38,(1)需求分析（建模）：確定并理解問題； (2)算法設(shè)計：解決問題的方法與步驟 (3)程序編碼：使用某種程序設(shè)計語言描述算法 (4)編譯調(diào)試：進行評估，改進算法和程序,39,算法含義 廣義：解決某個問題或處理某個事件的 方法和步驟。 現(xiàn)代含義是計算機解題步驟。,40,算法描述的方

10、法,文字說明 偽代碼 流程圖 ,41,文字說明,例如，比較兩數(shù)A、B的大小，輸出較大的數(shù) 思路： （1）讀入A、B （2）判斷A是否大于B （3）若是則輸出A，否則輸出B （4）結(jié)束,42,偽代碼,一種介于自然語言和程序設(shè)計語言之間的文字和符號表達工具描述算法的方法：,IF AB 輸出A ELSE 輸出B END IF,43,流程圖描述,44,開始,輸入A、B,AB,輸出A,輸出B,結(jié)束,Y,N,45,算法是解決問題的方法與步驟,例：有三個硬幣，其中一個是偽造的，另兩個是真的，偽幣與真幣重量略有不同?，F(xiàn)在提供一座天平，如何找出偽幣呢？,46,“比較與的重量，若，則是偽造的；否則再比較與的重量，

11、若，則是偽造的；否則是偽造的。”,47,48,1.4 計算機軟件,軟件分為： 應(yīng)用軟件 系統(tǒng)軟件,49,系統(tǒng)軟件 為了給用戶使用計算機提供方便，管理系統(tǒng)中的軟、硬件資源,應(yīng)用軟件 專門用于幫助最終用戶解決各種具體應(yīng)用問題的軟件,50,通用應(yīng)用軟件的類別與功能,51,什么是系統(tǒng)軟件？,舉例： 操作系統(tǒng)（如Windows、Unix、Linux等） 程序開發(fā)工具與環(huán)境（如Fortran語言編譯器等） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS） ,52,第二章 FORTRAN基礎(chǔ)知識,2.1 FORTRAN語言的發(fā)展 2.2源程序及其構(gòu)成 2.3語言元素 2.4程序單元概念,53,2.1 Fortran語言的發(fā)展簡史

12、,一、FORTRAN 含義及其適用范圍 FORmula TRANslator 公式翻譯器 科學(xué)和工程計算問題的程序設(shè)計語言 是第一門廣泛應(yīng)用的程序語言,著名編程語言Fortran創(chuàng)始人巴庫斯(John Backus),FORTRAN語言的重要意義： Fortran堪稱是軟件行業(yè)的轉(zhuǎn)折點，就像微處理器對硬件行業(yè)一樣重要。Fortran改變了人機通信的方式，使得程序語言更容易被用戶理解和接受。因此，F(xiàn)ortran一直被認為是首款大獲成功的高級語言。 1977年巴庫斯獲圖靈獎,54,阿倫.圖靈（Alan Turing） 英國數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家、密碼破譯家 30年代初，發(fā)表了一篇著名的論文論數(shù)字計算在決斷

13、難題中的應(yīng)用，他提出了一種十分簡單但運算能力極強的理想計算裝置，用它來計算所有能想象得到的可計算函數(shù)。圖靈的思想奠定了現(xiàn)代計算機科學(xué)的理論基礎(chǔ)。,.uk/turing/ /S-Z/detailsz/Turning.htm,對計算機的誕生和發(fā)展做出重大貢獻的兩個人： 馮諾依曼（John Von Neumman ） 阿倫圖靈（Alan Turing）,55,Fortran語言的發(fā)展簡史,第一個FORTRAN語言版本是在1954年提出的，在1956年正式發(fā)布使用。,FORRAN95不象FORTRAN90在FORTRAN7

14、7添加很多內(nèi)容，只能視為90的修正版，加強了并行運算方面的支持,56,啟動： 開始菜單程序組Visual Fortran 5.0Developer Studio,一、啟動和退出Fortran PowerStation,57,項目工作區(qū)窗口,輸出窗口,文檔窗口,58,二、Developer Studio用戶界面 1、界面組成：菜單、工具欄上端 左邊：項目工作區(qū)窗口 右邊：可用于編輯文件和閱讀文檔的主工作區(qū) 下端：輸出窗口和狀態(tài)欄,59,三、開發(fā)Fortran應(yīng)用程序 1、運行Visual Fortran 5.0 2、新建文件 3、輸入代碼，保存(.f90) 4、編譯(.obj) 5、構(gòu)建(.ex

15、e) 6、運行,60,7、一個程序完成后，必須用菜單File/Close Workspace關(guān)閉，才可以新建另一個程序。 8、下次要修改程序時，可直接使用菜單File/Open Workspace來打開*.dsw文件 或File/Open來打開*.f90文件 。,61,一般步驟,新建保存(f90)編譯(obj)構(gòu)建(exe)文件 運行關(guān)閉工作空間(close workspace) 幾個主要文件: dsw:工作空間文件 dsp:項目文件 f90:源程序文件 obj:編譯結(jié)果文件 exe:可執(zhí)行文件,62,注意,保存f90源程序的文件夾名稱不能是中文,63,2.2 FORTRA90源程序及構(gòu)成,P

16、16頁例題2-1華氏溫度與攝氏溫度轉(zhuǎn)換 PROGRAM H_TO_C !溫度轉(zhuǎn)換 REAL:TC,TH READ *,TH TC=5*(TH-32)/9 PRINT *,TH,TC END PROGRAM H_TO_C,64,P16頁例題2-1華氏溫度與攝氏溫度轉(zhuǎn)換 PROGRAM H_TO_C !溫度轉(zhuǎn)換 REAL:TC,TH READ *,TH TC=5*(TH-32)/9 PRINT *,TH,TC END PROGRAM H_TO_C,程序體,可執(zhí)行語句,65,2.2.1 源程序的構(gòu)成(P18)：,1、Fortran程序是一種分塊結(jié)構(gòu)，由若干個程序單元組成： 主程序、子程序、模塊 2、

17、每個程序單元都是獨立的，應(yīng)獨立編寫： program 程序名稱 !可省略 說明語句部分 執(zhí)行語句部分 END program 程序名稱,程序體,3、各程序單元的程序體形式相同，都由若干行構(gòu)成： (1)說明語句行 (2)可執(zhí)行語句行(3)注釋行,66,說明語句行：用于說明變量的類型、屬性等 可執(zhí)行語句行：輸入、賦值、輸出 注釋語句：?。ǜ袊@號）后的所有字符 可獨占一行，可在其它語句之后。,67,P17頁例題2-3求 FUNCTION FACTOR(N) RESULT(FAC_RESULT) IMPLICIT NONE INTEGER:N,FAC_RESULT,I FAC_RESULT=1 DO

18、I=1,N FAC_RESULT=FAC_RESULT*I ENDDO END FUNCTION PROGRAM CAL_FACTOR IMPLICIT NONE INTEGER:FACTOR,S=0,I DO I=4,8 S=S+FACTOR(I) ENDDO PRINT*,S=,S END PROGRAM CAL_FACTOR,子程序,主程序,說明語句行,可執(zhí)行語句行,說明語句行,可執(zhí)行語句行,68,書寫格式,Fortran程序代碼的編寫格式有兩種： Free Format（自由格式） 擴展名：.F90 建議所有程序全部用自由格式來編程 Fixed Format（固定格式） 擴展名：.F或.FOR ，本教材不采用,69,1.每行可以編寫132個字符。 2.一行程序代碼的最后如果是符號T=0 4.所有符號必須在西文狀態(tài)下,書寫格式Free Format（自由格式）,70,!Free Format program main print *,Hello !你好 print *,b=20 c=a+b print *,a+b=,c end program,116,2.3.2 子程序,子程序是可以完成某一獨立算法或功能的程