课程概述

FORTRAN语言是世界上最早出现的计算机高级程序设计语言, FORTRAN是“Formula Translator ”的缩写,译为“公式翻译器”,广泛应用于科学和工程计算领域。 FORTRAN语言以其特有的功能在数值、科学和工程计算领域发挥着重要作用。课程分为四大部分,第一个部分为上机准备部分,主要讲授计算思维,计算机系统组成,FORTRAN 95 概述及编译环境的介绍;第二部分为程序设计基础知识部分,包括FORTRAN95程序设计基础、顺序结构程序设计、选择结构程序设计、循环结构程序设计;第三部分为进阶部分,包括数组、函数与子程序、文件、派生类型与结构体、指针、模块;第四部分为常用数值算法部分。课程以程序设计为主线,以编程应用为驱动,通过案例和问题引入内容,重点讲解程序设计的思想和方法,旨在培养“计算思维”,掌握用高级计算机语言进行程序设计的基本方法和过程,提高用计算机解决问题的能力。本课程适合于高校理工科类学生、从事于工程计算的工作人员,也适合程序设计的初学者。



证书要求

    考试课:过程性考核占50%,终结性考核占50%,其中过程性考核内容包括:观看视频情况50%,完成网上单元测验成绩占30%,离线作业占10%,面授考勤10%,终结性考核线上期末考试(客观性试题)占30%,终结性考核线下考试(主观性试题)占70%,随堂讨论作为学生提问答疑和相互交流,不计分。

    考查课:观看视频情况占50%,完成网上测验与作业及期末考试占50%,网上测验与作业及期末考试包括:章节(讲)后的单元测验题占50%,期末考试题占50%。布置的离线作业作为学生课后自己练习巩固,不提交不计分,随堂讨论作为学生提问答疑和相互交流,不计分。

预备知识

大学计算机基础、高等数学、线性代数。

授课大纲

第1章 计算思维与程序设计

1.0 导论

1.1 计算机系统简介

1.2 计算 计算机科学 计算思维

1.3 计算机语言

1.4 程序设计方法和步骤

1.5 算法和算法的描述

第1单元测验

第2章 FORTRAN95概述

2.0 导论

2.1 FORTRAN语言的发展

2.2 FORTRAN95程序基本结构

2.3 FORTRAN95编译环境与上机步骤

第2单元测验

第3章 FORTRAN 95程序设计初步

3.1 FORTRAN 95的字符集、标识符和关键字

3.2 FORTRAN 95程序的书写格式

3.3 FORTRAN 95的数据类型

3.4 常量和变量

3.5 FORTRAN 95的算术运算符与算术表达式

3.6 FORTRAN 95标准函数

第3单元测验

第4章 顺序结构程序设计

4.1 赋值语句

4.2 简单的输出语句

4.3 简单的输入语句

4.4 END语句、STOP语句和PAUSE语句

4.5 程序举例

第4单元测验

第5章 选择结构程序设计

5.1 选择结构中的条件准备

5.2 逻辑IF语句

5.3 块IF结构

5.4 块IF结构的嵌套

5.5 块CASE结构

5.6 程序举例

第5单元测验

第6章 循环结构程序设计

6.1 用DO语句实现循环结构

6.2 DO WHILE循环结构

6.3 循环的流程控制

6.4 几种循环形式的关系和比较

6.5 程序举例

第6单元测验

第7章 格式输入和输出

7.1 格式输出

7.2 格式输入

7.3 在格式输入输出中包含格式说明

7.4 格式输入输出举例

第7单元测验

第8章 数 组

8.1 数组的概念

8.2 数组的说明

8.3 给数组赋初值

8.4 对数组的操作

8.5 数组的存储规则

8.6 数组的输入和输出

8.7 动态数组

8.8 数组应用举例

第8单元测验

第9章 函数与子程序

9.1 概述

9.2 语句函数

9.3 函数子程序

9.4 子例行子程序

9.5 程序单元之间的数据传递:虚实结合

9.6 特殊的子程序类型

9.7 数据共用存储单元与数据块子程序

第9单元测验

第10章 文件

10.1 文件的基本概念

10.2 文件的打开与关闭

10.3 有格式文件的读写

10.4 无格式文件的存取

10.5 对文件的其他操作

第10单元测验

第11章 派生数据类型与结构体

11.1 概述

11 2 派生类型定义

11.3 结构体的定义与引用

11.4 结构体初始化

11.5 结构体数组

11.6 程序举例

第11单元测验

第12章 常用数值算法

12.1 数值积分

12.2 求解一元方程

12.3 常用算法演示

第12单元测验

参考资料


主教材:

王丽娟  段志东 《FORTRAN语言程序设计—FORTRAN95》第1版,清华大学出版社,

2017年8月,ISBN:978-7-302-48390-8

 

上机辅导教材(与主教材配套)

    王红鹰、陈权《FORTRAN95实验指导与测试》第1版,清华大学出版社,2018年8月,ISBN:978-7-302-50431-3

 

参考资料:

    1.闫彩云,王红鹰 程序设计基础—Fortran95 北京:清华大学出版社2011,ISBN: 978-7-302-24865-1

    2.刘卫国,蔡旭辉. Fortran 90程序设计教程(第2版)北京:北京邮电大学出版社 2007,ISBN:978-7-563-50659-0

    3.白云 Fortran 90程序设计 上海:华东科技大学出版社 2003,ISBN:978-7-562-81382-8

    4.陆朝俊 计算思维导论—程序设计思想与方法  北京:高等教育出版社2013,ISBN:978-7-040-38569-4




常见问题

1、在编译时出错,不能生成目标文件。

     这个问题有多方面的原因:

    1)文件名、项目名、工作空间名中出现非法字符,如汉字。

    2)源程序的书写不符合语法要求:如关键词的书写、中英文标点符号用错等。

    3)结构不完整:块IF结构、块CASE结构、DO循环结构、DO WHILE循环结构、OPEN、CLOSE语句的配合使用都是需要注意的问题。

    4)数组没有定义、数组下标超限等

    编译时出错,在输出窗口中会有相应的错误提示,根据错误提示修改源程序即可得到目标文件。

2、对目标文件进行连接后得不到可执行文件。

    错误原因:

   1)标准函数名写错。

   2)主调程序和被调程序的名字不一致。

3、得到的结果不正确

   错误原因:

   1)格式输入、输出语句使用不正确。

   2)赋值语句、条件判断语句的使用不正确。

   3)程序编写不正确

   结果不正确时,可采用STOP语句、PAUSE语句对程序进行分段调试,找出错误原因。