المحتوى

• خطوات
• أسئلة وأجوبة المجتمع
• نصائح
• الأشياء ستحتاج

أقسام أخرى

كثير من الناس يعتبرون لغة فورتران لغة برمجة قديمة و "ميتة". ومع ذلك ، فإن معظم الكود العلمي والهندسي مكتوب بلغة فورتران. على هذا النحو ، تظل البرمجة في F77 و F90 مهارة ضرورية لمعظم المبرمجين التقنيين. علاوة على ذلك ، تسمح أحدث معايير فورتران (2003 ، 2008 ، 2015) للمبرمج بكتابة تعليمات برمجية عالية الكفاءة بأقل جهد ، مع الاستفادة من جميع ميزات اللغة الحديثة ، مثل OOP (البرمجة الموجهة للكائنات). FORTRAN هو اختصار لعبارة "FORmula TRANslation" ، وهو الأنسب للتطبيقات الرياضية والرقمية بدلاً من تطبيقات الرسومات أو قواعد البيانات. تأخذ معظم رموز فورتران إدخال النص من ملف أو سطر أوامر بدلاً من قائمة أو واجهة المستخدم الرسومية.

خطوات

جزء 1 من 4: كتابة وتجميع برنامج بسيط

1. 

   
   
   اكتب برنامج "Hello World". عادة ما يكون هذا هو أول برنامج يكتب بأي لغة ، ويقوم فقط بطباعة "Hello world" على الشاشة. اكتب الكود التالي في أي محرر نصوص واحفظه باسم helloworld.f. انتبه إلى أنه يجب أن يكون هناك 6 مسافات بالضبط أمام كل سطر.

   تلميح: المسافات ضرورية فقط في إصدارات Fortran حتى FORTRAN 77. إذا كنت تستخدم إصدارًا أحدث ، فيمكنك ترك المسافات. ترجمة البرامج من إصدار أحدث باستخدام f95 وليس f77 ؛ use.f95 كامتداد الملف بدلاً من just.f.

   
   
2. تجميع البرنامج. للقيام بذلك ، اكتب f77 helloworld.f في سطر الأوامر. إذا أدى هذا إلى حدوث خطأ ، فمن المحتمل أنك لم تقم بتثبيت مترجم فورتران مثل gfortran على سبيل المثال.

3. 

   قم بتشغيل برنامجك. أنتج المترجم ملفًا يسمى. قم بتشغيل هذا الملف عن طريق الكتابة ./a.out.
4. افهم ما كتبته للتو.
   • يشير برنامج helloworld إلى بدء برنامج "helloworld". وبالمثل ، برنامج end helloworld يشير إلى نهايته.
   • بشكل افتراضي ، إذا لم تعلن عن نوع متغير ، فستتعامل Fortran مع متغير باسم يبدأ بحرف من أنا إلى ن كعدد صحيح ، وجميع الآخرين كرقم حقيقي. يوصى باستخدامه لا شيء ضمنيًا إذا لم تكن بحاجة إلى هذا السلوك.
   • الحرف * 13 يعلن hello_string عن مصفوفة من الأحرف تسمى hello_string.
   • hello_string = "مرحبًا بالعالم!" يعين القيمة "Hello، world!" للمصفوفة المعلنة. على عكس اللغات الأخرى مثل C ، لا يمكن القيام بذلك على نفس سطر إعلان المصفوفة.
   • اكتب ( * ، *) hello_string تطبع قيمة hello_string إلى الإخراج القياسي. الأول * يعني الكتابة إلى الإخراج القياسي ، على عكس بعض الملفات. الثاني * يعني عدم استخدام أي تنسيق خاص.

5. 

   
   
   اضف تعليق. هذا ليس ضروريًا في مثل هذا البرنامج البسيط ، ولكنه سيكون مفيدًا عندما تكتب شيئًا أكثر تعقيدًا ، لذلك يجب أن تعرف كيفية إضافتها. هناك طريقتان لإضافة تعليق.
   • لإضافة تعليق يحتوي على سطر كامل بمفرده ، اكتب ملف ج مباشرة في خط جديد ، بدون مسافات 6. بعد ذلك ، اكتب تعليقك. يجب ترك مسافة بين حرف c وتعليقك لتسهيل القراءة ، ولكن هذا ليس مطلوبًا. لاحظ أنه يجب عليك استخدام ملف ! بدل من ج في Fortran 95 والإصدارات الأحدث.
   • لإضافة تعليق في نفس سطر الرمز ، أضف ! حيث تريد أن يبدأ تعليقك. مرة أخرى ، المساحة ليست مطلوبة ، ولكنها تعمل على تحسين إمكانية القراءة.

جزء 2 من 4: استخدام المدخلات و If-Constructions

1. 

   فهم أنواع البيانات المختلفة.
   • يتم استخدام العدد الصحيح للأعداد الصحيحة ، مثل 1 أو 3 أو -3.
   • يمكن أن يحتوي REAL أيضًا على رقم ليس كاملاً ، مثل 2.5.
   • يستخدم COMPLEX لتخزين الأعداد المركبة. الرقم الأول هو الحقيقي والثاني هو الجزء التخيلي.
   • يستخدم الحرف للرموز ، مثل الحروف أو علامات الترقيم.
   • يمكن أن يكون LOGICAL .صحيح. أو .خاطئة.. هذا يشبه النوع المنطقي في لغات البرمجة الأخرى.
2. احصل على مدخلات المستخدم. في برنامج "Hello world" الذي كتبته من قبل ، سيكون الحصول على مدخلات المستخدم عديم الفائدة. لذا افتح ملفًا جديدًا وقم بتسميته compnum.f. عند الانتهاء من ذلك ، ستخبر المستخدم ما إذا كان الرقم الذي أدخله موجبًا أم سالبًا أم يساوي صفرًا.
   • أدخل السطور compnum البرنامج و دليل برنامج النهاية.
   • ثم قم بتعريف متغير من النوع REAL. تأكد من أن تصريحك يقع بين بداية البرنامج ونهايته.
   • اشرح للمستخدم ما يفترض أن يفعله. اكتب بعض النص باستخدام وظيفة الكتابة.
   • اقرأ مدخلات المستخدم في المتغير الذي أعلنته بوظيفة القراءة.

3. 

   معالجة مدخلات المستخدم باستخدام if-build. ضعه بين قراءة ( * ، *) r و برنامج النهاية.
   • المقارنة تتم مع .gt. (أكثر من)، .lt. (أقل من) و .eq. (يساوي) في فورتران.
   • يدعم فورتران إذا, وإلا إذاو و آخر
   • دائمًا ما ينتهي بناء فورتران بـ إنهاء إذا.

   تلميح: لست مضطرًا إلى وضع مسافة بادئة للشفرة داخل إنشاءات if بمسافات أكبر ، ولكنها تعمل على تحسين إمكانية القراءة.

4. 

   تجميع وتشغيل البرنامج الخاص بك. أدخل بعض الأرقام لاختبارها. إذا أدخلت حرفًا ، فسيؤدي ذلك إلى ظهور خطأ ، ولكن هذا جيد لأن البرنامج لا يتحقق مما إذا كان الإدخال حرفًا أو رقمًا أو أي شيء آخر.

جزء 3 من 4: استخدام الحلقات والمصفوفات

1. افتح ملفًا جديدًا. نظرًا لأن هذا المفهوم مختلف ، فسيتعين عليك كتابة برنامج جديد مرة أخرى. اسم الملف addmany.f. أدخل المطابق برنامج و برنامج النهاية البيانات ، وكذلك لا شيء ضمني. عند الانتهاء ، سيقرأ هذا البرنامج 10 أرقام ويطبع مجموعها.
2. قم بتعريف مصفوفة طولها 10. هذا هو المكان الذي ستخزن فيه الأرقام. نظرًا لأنك ربما تريد مجموع الأرقام الحقيقية ، يجب أن تعلن أن المصفوفة حقيقية. تعلن مثل هذه المجموعة مع

   الأعداد الحقيقية (50) (الأرقام هي اسم المصفوفة ، وليست تعبيرًا).

3. نعلن عن بعض المتغيرات. نعلن عدد كرقم حقيقي. ستستخدمه لتخزين المجموع لاحقًا ، ولكن نظرًا لأنه مأخوذ بالفعل بواسطة تعبير Fortran ، يجب عليك استخدام اسم مثل numSum. اضبطه على 0. أعلن أنا كعدد صحيح ولا تخصص له أي قيمة حتى الآن. سيتم القيام بذلك في حلقة العمل.
4. قم بإنشاء حلقة عمل. ما يعادل ذلك في لغات البرمجة الأخرى سيكون حلقة for.
   • تبدأ حلقة العمل دائمًا بـ فعل.
   • على نفس السطر مثل do ، مفصولة عنه بمسافة ، هي التسمية التي سينتقل إليها البرنامج عند الانتهاء. في الوقت الحالي ، اكتب فقط أ 1، ستقوم بتعيين التصنيف لاحقًا.
   • بعد ذلك ، مرة أخرى فقط مفصولة بمسافة ، اكتب

     أنا = 1،10 . سيؤدي هذا إلى جعل المتغير ، الذي أعلنته قبل الحلقة ، ينتقل من 1 إلى 10 في خطوات 1. لم يتم ذكر الخطوات في هذا التعبير ، لذلك يستخدم Fortran القيمة الافتراضية 1. يمكنك أيضًا كتابة

     أنا = 1،10،1

   • ضع بعض التعليمات البرمجية داخل الحلقة (مسافة بادئة بمسافات لقراءة أفضل). بالنسبة لهذا البرنامج ، يجب زيادة المتغير باستخدام العنصر i من المصفوفة. يتم ذلك مع التعبير

     numSum = numSum + رقم (أنا)

   • قم بإنهاء الحلقة بعبارة متابعة لها تسمية. اكتب 4 مسافات فقط. بعد ذلك ، اكتب أ 1. هذه هي التسمية التي طلبت من حلقة التنفيذ الانتقال إليها بعد انتهائها. ثم اكتب مسافة و استمر. ال استمر التعبير لا يفعل شيئًا ، لكنه يعطي مكانًا جيدًا لوضع التسمية ، بالإضافة إلى إظهار انتهاء حلقة التنفيذ.
   يجب أن تبدو حلقة التنفيذ الآن كما يلي:

   تلميح: في Fortran 95 والإصدارات الأحدث ، لا تحتاج إلى استخدام التصنيفات. فقط لا تضع واحدًا في عبارة do وإنهاء الحلقة بـ "end do" بدلاً من "continue".

5. 

   طباعة numSum. أيضًا ، من المنطقي إعطاء بعض السياق ، على سبيل المثال "مجموع أرقامك هو:". استخدم وظيفة الكتابة لكليهما. يجب أن تبدو التعليمات البرمجية بالكامل الآن كما يلي:

6. 

   تجميع وتشغيل التعليمات البرمجية الخاصة بك. لا تنس اختباره. يمكنك الضغط على ↵ أدخل بعد كل رقم تقوم بإدخال العديد من الأرقام أو إدخالها في نفس السطر وفصلهم بمسافة.

جزء 4 من 4: فهم المفاهيم المتقدمة

1. 

   لديك فكرة جيدة عما سيفعله برنامجك. فكر في نوع البيانات المطلوبة كمدخلات ، وكيفية هيكلة المخرجات ، وقم بتضمين بعض المخرجات الوسيطة حتى تتمكن من مراقبة تقدم العملية الحسابية. سيكون هذا مفيدًا جدًا إذا كنت تعلم أن الحساب الخاص بك سيستمر لفترة طويلة أو يتضمن خطوات معقدة متعددة.

2. 

   اعثر على مرجع فورتران جيد. لدى Fortran العديد من الوظائف أكثر مما هو موضح في هذه المقالة ، وقد تكون مفيدة للبرنامج الذي تريد كتابته. يسرد المرجع جميع وظائف لغة البرمجة. هذا واحد لـ Fortran 77 وهذا واحد لـ Fortran 90/95.

3. 

   تعرف على الإجراءات الفرعية والوظائف.

4. 

   تعلم كيفية القراءة والكتابة من / إلى الملفات. تعرف أيضًا على كيفية تنسيق الإدخال / الإخراج.

5. 

   تعرف على الميزات الجديدة في Fortran 90/95 والإصدارات الأحدث. تخطي هذه الخطوة إذا كنت تعلم أنك ستكتب / تحافظ على كود Fortran 77 فقط.
   • تذكر أن Fortran 90 قدم كود المصدر "Free Form" ، مما يسمح لكتابة الكود بدون مسافات وبدون حد 72 حرفًا.

6. 

   اقرأ أو ابحث عن بعض الكتب في البرمجة العلمية. على سبيل المثال ، يعد كتاب "Numerical Recipes in Fortran" نصًا جيدًا عن خوارزميات البرمجة العلمية ومقدمة جيدة لكيفية تجميع الرموز معًا. تشتمل الإصدارات الأحدث على فصول حول كيفية البرمجة في بيئة مختلطة اللغات والبرمجة المتوازية. مثال آخر هو كتاب "تطبيق فورتران الحديث" الذي كتبه آريين ماركوس. يقدم الكتاب نظرة ثاقبة حول كيفية كتابة برامج فورتران بأسلوب القرن الحادي والعشرين وفقًا لأحدث معايير فورتران.

7. 

   تعرف على كيفية تجميع برنامج منتشر عبر ملفات متعددة. لنفترض أن برنامج فورتران الخاص بك منتشر عبر الملفات رئيسي و المزيد، وأنك تريد تسمية الملف الثنائي الناتج كل الاشياء. ثم سيتعين عليك كتابة الأوامر التالية في سطر الأوامر: ثم قم بتشغيل الملف عن طريق الكتابة ./كل الاشياء.

   تلميح: يعمل هذا بنفس الطريقة مع الإصدارات الأحدث من Fortran. فقط استبدل f بالملحق الصحيح و f77 بإصدار المترجم الصحيح.

8. استخدم التحسين الذي يوفره المترجم الخاص بك. تتضمن معظم المجمعات خوارزميات تحسين تعمل على تحسين كفاءة التعليمات البرمجية الخاصة بك. يتم تشغيلها عادةً عن طريق تضمين علامة -O أو -O2 أو -O3 عند التجميع (مرة أخرى وفقًا لإصدارك من فورتران).
   • بشكل عام ، يكون المستوى الأدنى -O أو -O2 هو الأفضل. اعلم أن استخدام خيار التحسين الأكثر قوة يمكن أن يؤدي إلى حدوث أخطاء في الرموز المعقدة وقد يؤدي إلى إبطاء الأمور! اختبر الكود الخاص بك.

أسئلة وأجوبة المجتمع

كيف يمكنني تشغيل البرنامج؟

سيكون عليك تشغيله من خلال مترجم لإنشاء ملف قابل للتنفيذ.

نصائح

• ابدأ ببرامج صغيرة. عندما تقوم بإنشاء الكود الخاص بك ، حاول تحديد الجزء الأكثر أهمية في المشكلة - هل هو إدخال البيانات أو استدعاء الوظائف ، بنية الحلقة (هذه بعض الأمثلة الأولية جدًا) وابدأ من هناك. ثم قم بالبناء على ذلك بزيادات صغيرة.
• لا تتحسس لغة Fortran حالة الأحرف. يمكنك ، على سبيل المثال ، التصريح عن متغير "رقم حقيقي" وكتابة "عدد = 1" في السطر التالي لتعيين قيمة له. لكن هذا أسلوب سيء ، لذا تجنبه. والأهم من ذلك ، لا يهتم Fortran بحالة الوظائف والبيانات أيضًا. من الشائع جدًا كتابة الدالات والعبارات بالحروف الكبيرة والمتغيرات بأحرف صغيرة.
• EMACS هو محرر نصوص مجاني جيد لاستخدامه بدلاً من المفكرة.
• قد تجد أنه من الأسهل استخدام IDE عبر الإنترنت (بيئة تطوير متكاملة) في البداية. خيار جيد هو Coding Ground. ستجد العديد من لغات البرمجة هناك ، بما في ذلك Fortran-95. خيار آخر هو Ideone.

الأشياء ستحتاج

• مترجم FORTRAN. توجد برامج التحويل البرمجي FORTRAN لأنظمة Windows و Mac OS و Linux.
• محرر نصوص. تأتي معظم أنظمة التشغيل (الكل؟) مع برامج تحرير النصوص ؛ ومع ذلك ، قد تفضل بعض محرر النصوص الأخرى على الافتراضي.