FORTRAN ALGORITHMIC COMPILER - Програмни езици и методи

Fortran е най-ранният от езиците на високо ниво. Използва се за математически проблеми и научни изследвания и е силно независим от платформата. Fortran е натрупал огромен брой библиотеки с приложения, които ви позволяват бързо и ефективно да провеждате всякакви научни изследвания. Ето компонентите, които съставляват езика Fortran във връзка с версията MS-Fortran.

Съдържание:

  1. MS-Fortran метакоманди
  2. Програми и компилирани програмни части
  3. Вход/изход във Fortran
  4. Fortran оператори
  5. Fortran изрази
  6. Имена на Fortran
  7. Типове във Fortran
  8. Низове във Fortran
  9. Символи във Fortran

MS-Fortran метакоманди

Метаезик е контролният език на компилатора MS-Fortran. Метакомандите ви позволяват да укажете опции, които засягат всички операции по компилиране. Например, с помощта на мета-команди, можете да включите или изключите генерирането на файл със списък, проверка на кода при грешка в преброяването или използване на функции на Fortran, които не са включени в подмножество или в пълния езиков стандарт. Метаезикът съдържа команди, които се вмъкват в изходния файл, всяка от които заема отделен ред и всяка от които започва със знак за долар ($) в първата колона.

Метаезик е езиково ниво, което ви позволява да разширите използването на компилатора MS-Fortran. Докато повечето реализации на Fortran имат контроли на компилатора, мета-командите на MS-Fortran не са част от стандарта Fortran (и следователно не са преносими).

Следните са съществуващите в момента мета-команди:

Програми и компилирани програмни части

Компилаторът на MS-Fortran създава програмни единици. Те могат да бъдат основнитепрограма, подпрограма или функция. Можете да компилирате всяка от тези единици отделно и след това да ги заредите заедно, без да ги обединявате преди компилиране.

Всяка програмна единица, която не започва с оператор FUNCTION или SUBROUTINE. Първият оператор може да е PROGRAM, но такъв оператор не е задължителен. Изпълнението на програмата винаги започва от първия изпълним оператор в основната програма. Следователно във всяка изпълнима програма трябва да има една единствена главна програма.

Програмна единица, която може да бъде извикана от други програмни единици чрез оператор CALL, когато е извикана, подпрограмата изпълнява набор от действия, дефинирани от нейните изпълними оператори, и след това връща контрола на оператора непосредствено след оператора за извикване. Подпрограмата не връща директно стойности, въпреки че те могат да бъдат предадени на извикващата програмна единица чрез параметри или споделени променливи.

Програмна единица, която може да се използва в израз. Функцията директно връща стойността, която се използва при оценката на този израз, и може също да връща стойности чрез параметри. Има три вида функции: външни, вътрешни и операторски функции. (Изявление функция не може да се компилира отделно.)

4. Подпрограма за блокиране на данни.

Програмна единица, която предоставя първоначални стойности за променливи в COMMON блокове. Променливите обикновено се настройват с оператор DATA, но променливите в COMMON не могат да се настройват никъде освен в подпрограма за блок данни.

Подпрограми и функции ви позволяват да създавате големи структурирани програми, които могат да бъдат разделени на части. Това осигурява ползи в следните ситуации:

Вход/Изход с Fortran

Въвеждането е прехвърляне на данни от външната среда или отвътрешен файл към вътрешна памет. Процесът на прехвърляне се нарича четене. Изходът е прехвърлянето на данни от вътрешната памет към външната среда или към вътрешен файл. Този процес се нарича запис.

Fortran има набор от оператори, които осигуряват такъв трансфер на данни, освен това има набор от оператори за редактиране на такива данни.

В допълнение към изразите за прехвърляне на данни, има няколко спомагателни I/O оператора, които контролират външната среда или дефинират или описват свойствата на връзката към външната среда.

Таблица 1-1 изброява I/O изразите, които изпълняват всяка от тези три функции.

За да разберете I / O системата, са необходими и следните разпоредби:

1.Записи. Концепцията, на която се основава файловата система Fortran. Записът е поредица от знаци или стойности. Има три вида записи: форматирани, неформатирани и в края на файла. 2. Файлове. Запишете последователности. Файловете могат да бъдат външни или вътрешни.

Външните файлове са файлове, свързани с устройството или самото устройство. Вътрешен файл е текстова променлива, която се използва или като текст, или като местоназначение за някакво I/O действие на формат.

Всички файлове имат следните атрибути: a. име на файл (произволно) b. индикатор за позиция на файл c. структура (форматирана, неформатирана или двоична) d. метод на достъп (сериен или директен)

Fortran оператори

Операторите са набор от функции като извършване на изчисления, писане на резултатите от изчисленията, модифициране на вериги за управление, четене и запис на файлове и указване на информация за компилатора. Операторите Fortran се разделят на два основни класа: изпълними и неизпълними.

За пълна информация относноизползване на оператори MS-Fortana, вижте част 3 "Оператори".

Изрази във Fortran

Изразът е формула за изчисляване на стойност, съдържа последователност от операнди и оператори. Операндите могат да съдържат извиквания на функции, променливи, константи и дори други изрази. Операторите определят действията, които трябва да се извършат върху операндите.

В следния израз плюс (+) е операторът, а A и B са операндите:

Във Fortran има четири основни типа изрази: 1. Аритметични изрази 2. Символни изрази 3. Изрази за връзка 4. Булеви изрази

Всеки тип израз оперира със специфичен тип операнд и използва определен тип оператор. Резултатът от всеки израз е стойност от определен тип.

Изразите не са твърдения, но могат да бъдат включени като част от тях. В следния пример целият низ е израз, но само частта от него след знака за равенство е израз:

За подробно обсъждане на изразите в MS-Fortran вижте част 2 „Термини и понятия“.

Имена на Fortran

Имената обозначават променливи, масиви, функции или подпрограми във вашата програма, независимо дали са дефинирани от вас или от самия MS-Fortran. Името на Fortran съдържа поредица от буквено-цифрови знаци. Ограниченията за имена са: 1. Максималният брой знаци в името не надвишава 1320 (двадесет реда по 66 знака). 2. Първоначалният знак трябва да е буква, последователността от знаци трябва да е буквено-цифрова. 3. Интервалите се игнорират. 4. Първите шест знака са значими, останалите се игнорират.

При спазване на тези ограничения за имена всяка последователност от знаци може да се използва като име вFortran. Няма запазени имена като на други езици.

Азбучните последователности от знаци, използвани от компилатора на MS-Fortran като ключови думи, не се смесват с потребителските имена. Компилаторът разграничава ключовите думи според техния контекст и следователно няма ограничения за използването на имена от потребителите. Следователно, например, в програмата може да има масиви с имена IF, READ или GOTO и да не възникват грешки (докато не се промени правилото, че всички масиви се подчиняват). Използването на ключови думи като потребителски имена обаче пречи на "четимостта" на програмите и трябва да се избягва.

Вижте част 2 „Термини и понятия“ за подробности относно обхвата и използването на имена в MS-Fortran.

Типове Fortran

Данните в MS-Fortran се отнасят до един от шест основни типа: 1. Цели числа (INTEGER*2 и INTEGER*4) 2. Реална прецизност (REAL*4 или REAL) 3. Реална двойна точност (REAL*8 или DOUBLE PRECISION) 4. Комплекс (КОМПЛЕКС*8 и КОМПЛЕКС*16) 5. Логически (ЛОГИЧЕСКИ*2 и ЛОГИЧЕСКИ*4) 6. Характер (CHARACTER)

Типовете данни са декларирани. Ако не е деклариран, тогава типът данни се определя от първата буква на името (по подразбиране или от израза IMPLISIT). Декларацията за тип може също да включва информация за размерите.

За повече информация относно типовете данни вижте част 2. За подробно описание на оператора вижте част 3 „Оператори“ за описание на типа.

Низове във Fortran

Низът се състои от поредица от знаци. Знаците след 72-ия в низа се игнорират, низ, по-къс от 72 знака, се счита за изпълнен с интервали. Това беше прието в зората на програмирането, когато компютърното въвеждане се извършваше от перфокарти, които имаха 72 позиции запробити дупки в тях.

compiler

Позицията на символ в низ на Fortran е важна. Знаците в позиции от 1 до 5 се разпознават като етикети на изрази, знаците в позиция 6 са флагът за продължение, а знаците в позиции 7 до 72 са действителният оператор Fortran. Коментарите се разпознават по знака "C" или звездичка "*" на първа позиция, а метакомандите по знака за долар на първа позиция.

С няколко изключения интервалите не са значими във Fortran. Табулаторите имат значение при определени обстоятелства, както е описано в Част 2, Термини и понятия.

Метакомандата има знак за долар на първа позиция и контролира потока на компилатора на MS-Fortran.

В реда за коментар на първа позиция "C", "c" или звездичка, или целият ред е празен и се игнорира по време на обработка.

Първоначалният операторен низ има интервал или нула на 6-та позиция и всички интервали или етикет на оператор в позиции от 1 до 5.

Редът за продължение не е метакомаден ред, не е ред за коментар и не е начален ред. Има интервали от първата до петата позиция и в шестата буква, различна от интервал или нула.

Вижте част 2, „Термини и понятия“, за подробности относно използването на различните видове MS-Fortran низове и как да съставяте програми и съединителни части от програми от изрази.

Символи във Fortran

По принцип програмите на Fortran са последователност от знаци. Когато тези символи се обработват от компилатора, те се интерпретират в различни контексти като символи, имена, етикети, константи, низове и оператори.

Символите, използвани в програмните текстове на MS-Fortran, принадлежат към ASCII символния набор, чийто пълен списък е даден в Приложение C „ASCII символни кодове". Но наборът от знаци може да бъде разделен натри основни групи: 1. 52 малки и големи латински букви (от A до Z и от a до z) 2. 10 цифри (0 до 9) 3. Специални знаци (всички други печатаеми знаци от ASCII набора знаци).

За повече информация относно използването на символи в MS-Fortran вижте част 2 „Термини и понятия“.