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出版者:Benjamin-Cummings Publishing Company

作者:Dolores M. Etter

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1990-01

价格:USD 10.75

装帧:Paperback

isbn号码:9780805300536

丛书系列:

图书标签:

• Fortran77
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《现代科学计算的基石：Fortran77 编程精要与实践》 引言 在科学研究和工程计算领域，语言的选择往往决定了我们解决问题的效率和最终成果的质量。自上世纪七十年代末诞生以来，Fortran 77 以其简洁、高效、稳定和强大的数值计算能力，在科学界占据了举足轻重的地位。尽管新的 Fortran 标准不断涌现，但 Fortran 77 凭借其广泛的应用基础、成熟的编译器以及庞大的现有代码库，至今仍在许多关键领域扮演着不可或缺的角色。本书旨在深入剖析 Fortran 77 的核心概念、语法结构以及实际应用技巧，为读者提供一套全面而系统的学习指南，帮助您掌握这门经典语言，驾驭现代科学计算的挑战。 目标读者 本书的目标读者群体广泛，包括但不限于： 在校学生： 学习计算机科学、物理学、工程学、数学等相关专业的学生，需要掌握一门高效的科学计算语言，为未来的学术研究和工程实践打下坚实基础。 科研人员： 致力于数值模拟、数据分析、模型开发等工作的科学家和研究者，希望能够利用 Fortran 77 的优势，优化现有计算流程，解决复杂问题。 工程师： 从事航空航天、土木工程、机械设计、天气预报等领域的工程师，需要处理大量的数值计算任务，并对程序的稳定性和效率有较高要求。 软件开发者： 接触或需要维护 Fortran 77 编写的遗留代码的开发者，希望系统地了解语言特性，以便更好地理解、修改和扩展现有程序。 所有对高性能计算感兴趣的读者： 渴望深入理解计算机如何执行数值密集型任务，以及如何通过编程语言优化计算性能。 本书内容概览 本书内容经过精心组织，力求循序渐进，由浅入深，覆盖 Fortran 77 的各个关键方面。 第一部分：Fortran 77 基础入门 本部分将带领读者从零开始，建立起对 Fortran 77 的基本认知。 第一章：Fortran 77 简介与历史沿革 Fortran 语言的诞生背景与发展历程。 Fortran 77 在 Fortran 发展史中的地位与贡献。 Fortran 77 的主要特点：面向过程、强项在数值计算、简洁的语法。 Fortran 77 的编译与运行环境简介（GNU Fortran Compiler (gfortran) 等）。 编写第一个 Fortran 77 程序：Hello, World!。 代码结构：程序单元、语句、注释。 第二章：数据类型与变量 Fortran 77 中的基本数据类型： 整型 (INTEGER)：不同范围的整型表示。 实型 (REAL)：单精度和双精度实数的表示。 复型 (COMPLEX)：复数的表示与运算。 逻辑型 (LOGICAL)：布尔值的表示。 字符型 (CHARACTER)：字符串的定义、长度与操作。 变量的声明：Explicit declaration。 Implicit Typing（隐式类型）的陷阱与规避。 变量的初始化。 常量与参数 (PARAMETER) 的使用。 第三章：运算符与表达式 算术运算符：加、减、乘、除、幂。 关系运算符：等于、不等于、大于、小于、大于等于、小于等于。 逻辑运算符：.AND., .OR., .NOT., .EQV., .NEQV.。 赋值运算符。 表达式的求值顺序与括号的使用。 数据类型的转换与隐含转换。 第四章：控制流语句 条件控制： IF 语句：单分支、双分支、多分支 IF-THEN-ELSE IF-END IF 结构。 算术 IF 语句（已不推荐使用）。 逻辑 IF 语句。 循环控制： DO 循环：标准 DO 循环、带步长（STEP）的 DO 循环。 DO WHILE 循环（在 Fortran 77 中有限制，或通过其他方式实现）。 CONTINUE 语句：用于标记循环终止点。 EXIT 和 CYCLE 语句（在 Fortran 77 中通常通过 GOTO 实现）。 GOTO 语句：及其慎用原则。 分支控制： GOTO 语句：无条件跳转。 计算 GOTO 语句。 passeio GOTO 语句。 STOP 语句：终止程序执行。 END 语句：标记程序单元的结束。 第二部分：Fortran 77 核心特性与进阶应用 本部分将深入探讨 Fortran 77 的核心机制，并介绍一些常用的高级特性。 第五章：数组与多维数据结构 一维数组的定义、声明与访问。 多维数组（二维、三维等）的定义、声明与访问。 数组的下标：起始下标与结束下标。 数组初始化。 数组切片（Slicing）：访问数组的子集。 数组作为函数参数。 数组在内存中的存储方式（列主序）。 数组操作的效率优化。 第六章：子程序（Subroutines）与函数（Functions） 子程序的定义与调用： SUBROUTINE 语句。 CALL 语句。 参数传递：传值（Call-by-value）与传址（Call-by-reference）。 变量的局部性与作用域。 函数的定义与调用： FUNCTION 语句。 函数的返回值。 函数作为表达式中的一部分。 内嵌函数（Intrinsic Functions）：数学函数、字符串函数、逻辑函数等。 通用函数（Generic Functions）。 递归函数（在 Fortran 77 中通常不直接支持，需要特殊技巧）。 COMMON 块：共享变量的机制及其优缺点。 EQUIVALENCE 语句：变量内存地址的等价。 第七章：输入/输出（I/O）操作 格式化输出：PRINT, WRITE 语句。 格式化输入：READ 语句。 格式说明符： 整数格式：I。 实数格式：F, E, D, G。 逻辑格式：L。 字符格式：A。 控制格式：X, T, TL, TR, SP, SS, BN, BZ, S, RU, RD, RN, RC, R。 重复计数。 列表驱动输入/输出（List-Directed I/O）。 文件操作： 顺序文件（Sequential Files）：打开、读写、关闭。 直接存取文件（Direct-Access Files）：随机读写。 单位号（Unit Numbers）与文件名。 END FILE, REWIND, BACKSPACE 语句。 第八章：程序组织与模块化 程序的结构：主程序、子程序、函数。 程序单元之间的关系。 声明语句：IMPLICIT NONE。 SAVE 属性：保存变量的值。 DATA 语句：初始化变量。 Block Data 单元：为 COMMON 块中的变量提供初始值。 外部子程序与内部子程序。 使用 INCLUDE 语句包含外部文件。 第三部分：Fortran 77 实践技巧与高级主题 本部分将聚焦于实际应用中的常见问题，并介绍一些有助于提升程序性能和可靠性的高级技巧。 第九章：字符串处理技巧 字符串的连接（Concatenation）。 字符串的截取（Substring）。 查找字符串中的子串。 字符串的替换。 字符串的长度与空白的处理。 字符函数：LEN, INDEX, TRIM, REPEAT 等。 第十章：数值计算中的常见算法与优化 线性代数运算：矩阵乘法、矩阵求逆（简要介绍）。 求解线性方程组。 数值积分与微分。 优化循环：循环展开、数据重排。 利用数组操作提升效率。 避免不必要的计算。 第十一章：错误处理与调试 运行时错误：算术溢出、除零、数组越界等。 逻辑错误。 使用 PRINT 语句进行调试。 利用调试器（如 gdb）进行断点调试。 编写健壮的程序：输入校验、异常处理。 第十二章：Fortran 77 与其他语言的交互（简要） 调用 C 语言库函数（需要特定的接口）。 Fortran 77 代码的互操作性。 第十三章：Fortran 77 的现代视角与发展 Fortran 77 在当前科学计算领域的重要性。 Fortran 77 与 Fortran 90/95/2003/2008/2018 的主要区别与演进。 何时选择 Fortran 77，何时考虑现代 Fortran。 迁移到现代 Fortran 的基本思路。 附录 Fortran 77 关键字汇总。 常用内嵌函数列表。 Fortran 77 语法速查表。 示例程序代码。 本书特色 系统性强： 从基础概念到高级应用，脉络清晰，逻辑严谨。 实践导向： 大量精心设计的代码示例，覆盖各种常见应用场景，易于读者模仿和学习。 由浅入深： 适合初学者入门，也为有经验的开发者提供深入理解的视角。 注重细节： 深入剖析 Fortran 77 的语法规则、内存模型及计算效率，帮助读者写出高质量的代码。 实用性高： 强调解决实际问题的能力，帮助读者将 Fortran 77 应用于科研和工程领域。 经典永恒： 即使在新的编程语言层出不穷的今天，Fortran 77 依然是理解许多经典算法和遗留代码的关键。 结语 《现代科学计算的基石：Fortran77 编程精要与实践》不仅是一本关于 Fortran 77 的技术手册，更是一扇通往高性能计算世界的大门。掌握 Fortran 77，意味着您掌握了一种能够高效解决复杂科学问题的强大工具，能够站在巨人的肩膀上，探索更广阔的科学疆域。我们诚挚地邀请您跟随本书的步伐，开启一段精彩的 Fortran 77 编程之旅。

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