АЛГОРИТМІЧНИЙ КОМПІЛЯТОР ФОРТРАН - Мови та методи програмування

Фортран - найраніша з мов високого рівня. Він застосовується для математичних завдань і наукових досліджень і є високою мірою платформно незалежним. У фортрані накопичено безліч прикладних бібліотек, що дозволяють швидко і якісно провести будь-яке наукове дослідження. Тут представлені компоненти складові мову Фортран стосовно версії МS-Фортран.

Зміст:

  1. Метакоманди MS-Фортрану
  2. Програми та компілювані частини програм
  3. Введення / Виведення у Фортрані
  4. Оператори Фортрану
  5. Висловлювання Фортрану
  6. Імена у Фортрані
  7. Типи у Фортрані
  8. Рядки у Фортрані
  9. Символи у Фортрані

Метакоманди MS-Фортрану

Метамова – це мова керування компілятором MS-Фортрана. Метакоманди дозволяють визначити варіанти, що впливають на всі операції компіляції. Наприклад, за допомогою метакоманд Ви можете включити або вимкнути генерацію файлу лістингу, перевірку коду при помилці рахунку, або використовувати такі можливості Фортрана, які не входять до підмножини або повного стандарту мови. Метамова містить команди, які вставляють у файл вихідного тексту, кожна з яких займає окремий рядок, і кожна з яких починається з символу долар ($) у першій колонці.

Метамова – це рівень мови, що дозволяє розширити використання компілятора MS-Фортрана. Хоча у більшості реалізацій Фортрана є засоби управління компілятором, метакоманди MS-Фортрана не входять до стандарту Фортрану (і тому не мобільні).

Нижче наведені існуючі зараз метакоманди:

Програми та компілювані частини програм

Компілятор MS-Фортрана виготовляє програмні одиниці. Ними можуть бути основнапрограма, підпрограма чи функція. Ви можете компілювати будь-яку з цих одиниць окремо і потім завантажити їх разом без об'єднання їх ще до компіляції.

Будь-яка програмна одиниця, яка не починається з оператора FUNCTION або SUBROUTINE. Першим оператором може бути PROGRAM, але такий оператор не є обов'язковим. Виконання програми завжди починається з першого оператора, що виконується в головній програмі. Отже в кожній програмі, що виконується, повинна бути єдина головна програма.

Програмна одиниця, яка може викликатися з інших програмних одиниць оператором CALL, будучи викликаною, підпрограма здійснює набір дій, визначених її операторами, і потім повертає управління на оператор, що стоїть безпосередньо за оператором виклику. Підпрограма не повертає прямо величини, хоча вони можуть бути передані в програмну одиницю, що викликає, через параметри або загальні змінні.

Програмна одиниця, яка може бути використана у виразі. Функція прямо повертає величину, яка використовується при обчисленні цього виразу, і може повертати величини через параметри. Існує три види функцій: зовнішні, внутрішні та функція-оператор. (Функція-оператор не може бути скомпільована окремо).

4.Підпрограма блоку даних.

Програмна одиниця, що забезпечує початкові значення змінних COMMON-блоках. Змінні зазвичай заводяться оператором DATA, але змінні COMMON не можуть бути заведені ніде крім підпрограми блоку даних.

Підпрограми та функції дозволяє створювати великі структуровані програми, які можна ділити на частини. Це дає переваги у таких ситуаціях:

Введення / Висновки Фортрані

Введення - це передача даних із зовнішнього середовища абовнутрішнього файлу у внутрішню пам'ять. Процес передачі називається читанням. Висновок – це передача даних із внутрішньої пам'яті у зовнішнє середовище або у внутрішній файл. Цей процес називається записом.

У Фортрані є набір операторів, які забезпечують таку передачу даних, крім того, існує набір операторів для редагування таких даних.

На додаток до операторів передачі даних, існує кілька допоміжних операторів введення/виводу, що керують довкіллям, або визначальних, або описують властивості з'єднання із зовнішнім середовищем.

У таблиці 1-1 наведено оператори введення/виводу, які здійснюють кожну з цих трьох функцій.

Для розуміння системи введення/виведення потрібні також такі положення:

1.Записи. Поняття, на якому базується система файлів Фортрана. Запис – це послідовність символів чи величин. Існує три види записів: форматні, безформатні та кінець файлу. 2. Файли. Послідовність записів. Файли можуть бути зовнішніми або внутрішніми.

Зовнішні файли - це файли, що стосуються пристрою, або сам пристрій. Внутрішній файл - це текстова змінна, яка використовується як текст, або як призначення деяких дій по форматному вводу/виводу.

Усі файли мають такі атрибути: a. ім'я файлу (довільне) b. вказівник позиції у файлі c. структура (форматна, неформатна чи двійкова) d. метод доступу (послідовний або прямий)

Оператори Фортрану

Оператори є набором функцій, таких як обчислення, запис результатів обчислень, зміна ланцюжків управління, читання і запис файлів і визначення інформації для компілятора. Оператори Фортрану поділяються на два основні класи: виконувані та невиконані.

Для повної інформації проВикористання операторів MS-Фортана дивіться частину 3 "Оператори".

Вирази і Фортрані

Вираз - це формула для обчислення величини, воно містить послідовність операндів та операторів. Операнди можуть містити звернення до функцій, змінні, константи і навіть інші вирази. Оператори визначають дії, які потрібно зробити над операндами.

У наступному виразі плюс (+) - це оператор, а A і B - операнди:

Існує чотири основні види виразів у Фортрані: 1. Арифметичні вирази 2. Символьні вирази 3. Вирази відносини 4. Логічні вирази

Кожен тип виразів працює з певним типом операндів та використовує певний тип операторів. Результатом обчислення кожного виразу є величина певного типу.

Вирази не є операторами, але можуть входити до них як їх частини. У наступному прикладі весь рядок - це оператор, але лише частина його після знаку рівності є виразом:

Для детального розгляду виразів у MS-Фортрані дивіться частину 2 "Терміни та концепції".

Імена у Фортрані

Іменами позначають змінні, масиви, функції або підпрограми у вашій програмі, незалежно від того, чи визначені вони Вами чи системою MS-Фортран. Ім'я у Фортрані містить послідовність буквеноцифрових символів. Обмеження на імена такі: 1. Максимальна кількість символів у імені не перевищує 1320 (двадцять рядків по 66 символів). 2. Початковий символ має бути буквою, послідовність символів бути буквенно-цифровою. 3. Прогалини ігноруються. 4. Істотними є перші шість символів, інші ігноруються.

З урахуванням цих обмежень на ім'я, будь-яка послідовність символів може бути використана як ім'я вФортрані. Тут немає зарезервованих імен, як іншими мовами.

Послідовності літерних символів, які використовуються компілятором MS-Фортрана як ключові слова, не поєднуються з іменами користувача. Компілятор розрізняє ключові слова за їхнім контекстом і тому використання імен користувачами не має жодних обмежень. Тому, наприклад, у програмі можуть бути масиви з іменами IF, READ або GOTO і помилок при цьому не виникає (до тих пір поки не змінять правило, якому підкоряються всі масиви). Однак використання ключових слів як імен користувача заважає "читабельності" програм, і його слід уникати.

Для отримання детальної інформації про область дії та використання імен у MS-Фортрані дивіться частину 2 "Терміни та концепції".

Типи ы Фортрані

Дані в MS-Фортрані відносяться до одного із шести базових типів: 1. Цілі (INTEGER*2 та INTEGER*4) 2. Речовини звичайної точності (REAL*4 або REAL) 3. Речові подвійні точності (REAL*8 або DOUBLE PRECISION) 4. Комплексний (COMPLEX*8 та COMPLEX*16) 5. Логічний (LOGICAL*2 та LOGICAL*4) 6. Символьний (CHARACTER)

Типи даних оголошуються. Якщо він не оголошений, тип даних визначається за першою літерою імені (за замовчуванням або з оператора IMPLISIT). Оператор опису типу може також містити інформацію про розмірність.

Для більш повної інформації про типи даних дивіться частину 2. Для вивчення детального опису оператора опис типу дивіться у частині 3 "Оператори".

Рядки у Фортрані

Рядок складається з послідовності символів. Символи після 72-го в рядку ігноруються, рядок коротше 72 символів вважається заповненим пробілами. Прийнято це було ще на зорі програмування, коли введення в ЕОМ здійснювалося перфокартами, що мали 72 позиції дляпробиваються в них отворах.

алгоритмічний

Позиція символу у рядку Фортрана має важливе значення. Символи в позиції з 1-ї по 5-у пізнаються як мітки операторів, символи в позиції 6 є ознакою продовження, а символи в позиціях з 7 по 72 є власне оператором Фортрана. Коментарі впізнаються за символом "С" або зірочці "*" у першій позиції, а метакоманди за знаком долара у першій позиції.

З деякими винятками, прогалини не є значущими у Фортрані. Символи табуляції мають значення за деяких обставин, описаних у частині 2 "Терміни та концепції".

У метакоманди у першій позиції знак долара і вона керує проходженням компілятора МS-Фортрана.

У рядку коментаря у першій позиції "С", "с" або зірочка, або весь рядок порожній та ігнорується при обробці.

Початковий рядок оператора має пробіл або нуль у 6-ій позиції і всі пробіли або мітку оператора в позиціях з 1-ої по 5-у.

Рядок продовження - це рядок метакоманди, не рядок коментаря і початковий рядок. У неї з першої по п'яту позиції прогалини, а шостий символ, відмінний від пробілу чи нуля.

Дивіться частину 2 "Терміни та концепції" для подробиць використання різних видів рядків МS-Фортрана та як з операторів складати програми та спільні частини програм.

Символи у Фортрані

Здебільшого, програми на Фортрані – це послідовність символів. Коли ці символи обробляються компілятором, вони інтерпретуються у різних контекстах як символи, імена, мітки, константи, рядки та оператори.

Символи, що використовуються в текстах програм на MS-Фортрані, відносяться до набору символів ASCII, повний список якого наведено в програмі "Коди символів ASCII". Однак набір символів можна розділити натри основні групи: 1. 52 малих та великих латинських літери (від A до Z та від a до z) 2. 10 цифр (від 0 до 9) 3. Спеціальні символи (всі інші символи з набору символів ASCII).

Для більш повної інформації про використання символів у MS-Фортрані дивіться частину 2 "Терміни та концепції".