Giới thiệu về Fortran 90 - Bùi Hoàng Hải

Giới thiệu về Fortran 90 Bùi Hoàng Hải Yêu cầu & Nội dung Yêu cầu – đã nắm được fortran 77 (Nếu không thì tự đọc bài giảng của PGS Phan Văn Tân) Nội dung Free form vs fixed form Biến và khai báo biến Cấu trúc điều khiển Module Kiểu biến người dùng định nghĩa Free form (f90) vs Fixed form (f77) Phần mở rộng file: .for vs .f90 Dòng lệnh không bị giới hạn về độ dài, không cần thụt đầu dòng Comment bắt đầu từ dấu ! Đến hết dòng Dấu & nối dòng Write(*,*), 'This is a long output line',& ' this is the second part' Nhiều lệnh trên một dòng A = 0.0 ; B = 1.0 ; C = 2.0 Cấu trúc một chương trình PROGRAM program-name IMPLICIT NONE ! Nên có phần này [Phần khai báo] [Phần thực thi] [Các chương trình con] END PROGRAM program-name Phần khai báo [Kiểu Biến], [Các thuộc tính] :: [Danh sách các biến] Khai báo biến đơn: Integer :: i, j, number_Tcs Real :: Radius, Rmax, Vmax Khai báo hằng số Real, Parameter :: Pi=3.14156, g=9.81 Khai báo chuỗi ký tự Character (Len=11) :: Str1 Character (Len=*), Parameter:: Str2 = “Hello" Phần khai báo Khai báo mảng Integer, Parameter :: Nx=101, Ny=101 Real, Dimension(Nx) :: Rx Real, Dimension(Ny) :: Ry Real, Dimension(Nx,Ny) :: U, V, W, SLp Khai báo mảng động Real, Dimension(:,:), Allocatable :: Var1, Var2 --- Allocate(Var1(100,100)) --- DeAllocate(Var1) Phép gán với mảng Integer, Parameter :: Nx=121, Ny=101 Real, Dimension(Nx) :: Rx Real, Dimension(Ny) :: Ry Real, Dimension(Nx,Ny) :: A, B, C A = B A(1,:) = Ry B(Ny,:) = Rx Dịch 1 file f90 trong Cygwin File nguồn: test.f90 Integer :: i Do i=1,10 Write(*,*)i Enddo End Dịch g95 test.f90 Hoặc g95 test.f90 –o test.out Chạy chương trình ./test.out Module FORTRAN định nghĩa 3 khái niệm đơn vị chương trình là: Chương trình chính, Chương trình con ngoài, và module. Modul khác với các chương trình con ở 2 điểm quan trọng: Module có thể chứa trong đó nhiều hơn một chương trình con (được gọi là các chương trình con module); Modul có thể chứa những câu lệnh khai báo và đặc tả mà chúng có thể tham chiếu được đối với tất cả các đơn vị chương trình có sử dụng modul Các module cũng có thể được biên dịch một cách độc lập Để sử dụng module hãy dùng câu lệnh khai báo USE ngay đầu chương trình: USE Tên_Các_Modul_được_sử_dụng Một module này có thể sử dụng module khác VD về module Module_mydata.f90 Module mydata Implict none Integer, Parameter :: Nx=10 Real, Dimension(Nx) :: dat Contains Subroutine init_data integer :: i Do i=1,10 dat(i)=i Enddo End Subroutine init_data End Module mydata VD về module main.f90 Program main Implicit none Use mydata Call init_data ! Gọi ct con từ module Do i=1,Nx ! Sử dụng dữ liệu của module write(*,*)dat(i) Enddo End Program main Biên dịch (sẽ báo lỗi) G95 main.f90 module_mydata.f90 Quan hÖ gi÷a c¸c ®¬n vị ch­¬ng tr×nh Kiểu người dùng định nghĩa Để nhóm các kiểu biến khác nhau thành 1 kiểu biến mới Cú pháp Type tên_kiểu [danh sách khai báo các biến (dữ_liệu)] End Type tên_kiểu Sử dụng Type(Tên_kiểu) :: [Tên biến] Tên_biến%dữ_liệu = … VD Kiểu người dùng định nghĩa module pipedef type pipe real diameter real flowrate integer length character(len=10) :: flowtype end type pipe end module pipedef program VD Kiểu người dùng định nghĩa Program main use pipedef type(pipe) water1, gas1 water1 = pipe(4.5,44.8,1200,"turbulent") gas1%flowrate = 91.284 gas1%length = 2550 gas1%flowtype = 'laminar' gas1%diameter = 14.9 end program Để viết chương trình sáng sủa và ít lỗi Luôn dùng implicit none Các khối cấu trúc điều khiển (if, do,…) khi mở một khối cần đóng khối ngay sau đó, tiếp theo mới chèn các lệnh vào trong khối Các khối lệnh cần phân cấp theo mức độ thò thụt của dòng lệnh (thông thường 1 cấp 3 space) Sử dụng comment khi cần Tên biến: sensible, không quá ngắn hoặc quá dài Hạn chế sử dụng lệnh goto và nhãn Bài tập – (viết trên ngôn ngữ f90) BT1 – Nhập từ bàn phím ba số a, b, c, giải và biện luận phương trình bậc 2 với các hệ số nói trên BT2 - Ký hiệu X là mảng một chiều gồm 100 phần tử. Viết chương trình: a) Gán 100 số nguyên dương đầu tiên cho các phần tử tương ứng của X, từ phần tử có chỉ số lớn nhất đến phần tử có chỉ số nhỏ nhất; b) Gán 50 số nguyên dương lẻ đầu tiên cho 50 phần tử đầu tiên và 50 số nguyên dương chẵn đầu tiên cho 50 phần tử tiếp theo của X; c) Gán 100 số tự nhiên đầu tiên chia hết cho 3 lần lượt cho các phần tử của X. Mỗi một trường hợp như vậy, hãy in kết quả lên màn hình thành 10 dòng, mỗi dòng 10 số sao cho thẳng hàng thẳng cột. Bài tập – (viết trên ngôn ngữ f90) BT2 – Tạo một module định nghĩa kiểu dữ liệu thời gian: module_datetime, trong đó định nghĩa kiểu dữ liệu mới là datetime có chứa các biến thành viên: year, month, day, hour Viết chương trình con module kiểm tra tính đúng đắn của một biến datetime Viết chương trình con module để cộng một số giờ (<24) vào một biến datetime Viết chương trình chính sử dụng module trên Buổi sau Biên dịch fortran trên linux Thực hành & chữa bài tập