Introducing Fortran 90 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Ian D. Chivers

出品人:

页数:375

译者:

出版时间:1995-10-18

价格:USD 39.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783540199403

丛书系列:

图书标签:

• Fortran 90
• Fortran
• Programming
• Scientific Computing
• Numerical Analysis
• Computer Science
• Engineering
• Mathematics
• Algorithm
• High-Performance Computing
• Technical

Fortran 90：现代科学计算的基石 Fortran，作为一种历史悠久的编程语言，自诞生之初便与科学计算结下了不解之缘。而Fortran 90，更是这一语言发展史上的一个重要里程碑，它在继承Fortran系列语言强大数值处理能力的同时，引入了大量现代化的编程特性，极大地提升了代码的可读性、可维护性和开发效率。 为什么选择Fortran 90？ 对于任何致力于进行科学研究、工程模拟、数据分析以及高性能计算的开发者和研究人员而言，Fortran 90提供了一个稳定、高效且成熟的开发环境。它的优势体现在以下几个方面： 卓越的数值计算性能： Fortran天生为数值计算而设计，其编译器能够生成高度优化的机器码，使得Fortran程序在处理大规模浮点运算时表现出色，效率远超许多通用编程语言。这种性能优势在气候建模、流体力学模拟、结构分析、量子化学计算等对计算量要求极高的领域尤为关键。 丰富而强大的科学库支持： 围绕Fortran，已经发展出了数量庞大且经过充分验证的科学计算库，涵盖了线性代数、傅里叶变换、优化、统计、随机数生成等各个方面。例如，BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms) 和 LAPACK (Linear Algebra PACKage) 等库，已经成为许多领域的事实标准。 面向过程的健壮性： Fortran 90保留了Fortran系列语言经典的面向过程编程范式，这使得程序的逻辑清晰，易于理解和调试，尤其是在处理复杂的数值算法时。 现代化的编程特性： Fortran 90并非一成不变的旧语言。它引入了诸如模块（Modules）、数组构造器（Array Constructors）、数组赋值（Array Assignment）、指针（Pointers）、动态内存分配（Dynamic Memory Allocation）以及派生类型（Derived Types）等现代编程概念。这些特性显著提高了代码的灵活性和表达能力，使得开发者能够编写出更简洁、更易于维护的代码。 强大的并行计算支持： 随着计算能力的爆炸式增长，并行计算已成为科学计算的必然趋势。Fortran 90及其后续版本（如Fortran 2000、Fortran 2003、Fortran 2008等）在并行计算方面提供了良好的支持，包括对OpenMP（Open Multi-Processing）和MPI（Message Passing Interface）等并行编程模型的良好集成，使得开发者能够充分利用多核处理器和分布式计算资源，加速计算过程。 易于与C/C++等语言交互： 在实际工程项目中，往往需要将Fortran与其他语言（如C/C++）编写的代码集成。Fortran 90提供了方便的机制，允许其与C/C++等语言进行函数调用和数据交换，为构建复杂的异构计算系统提供了便利。 Fortran 90的核心内容概览（非本书具体章节）： Fortran 90的语法和特性涵盖了从基础到高级的广泛内容，其核心在于： 程序结构： 了解Fortran程序的标准结构，包括程序单元（Program Units）、子程序（Subroutines）、函数（Functions）以及模块（Modules）的定义和调用方式。 数据类型与变量： 掌握Fortran的内置数据类型（如整数、实数、复数、逻辑型、字符型）以及如何声明和使用变量。引入了派生类型，允许用户自定义复杂的数据结构。 运算符与表达式： 熟悉算术运算符、关系运算符、逻辑运算符以及它们的优先级和结合性，能够构建复杂的算术和逻辑表达式。 控制流语句： 掌握顺序结构、选择结构（IF语句、SELECT CASE语句）和循环结构（DO循环、DO WHILE循环、CYCLE、EXIT语句），以控制程序的执行流程。 数组处理： Fortran 90在数组处理方面进行了大量的现代化改进。包括数组的声明、初始化、元素访问、多维数组的运算，以及强大的数组构造器和数组赋值，极大地简化了数组操作。 输入/输出： 学习如何使用READ、WRITE、OPEN、CLOSE等语句进行标准输入输出和文件操作，包括格式化和非格式化I/O。 子程序与函数： 理解子程序和函数的定义、参数传递（按值、按引用）以及如何通过它们实现代码的模块化和重用。 模块（Modules）： 模块是Fortran 90引入的一项革命性特性，它提供了封装数据和过程的能力，有助于实现更清晰的代码结构、数据隐藏和代码复用，是构建大型、可维护项目的重要工具。 指针（Pointers）与动态内存分配： 掌握指针的概念，以及如何使用指针进行动态内存分配和管理，这对于处理大小不确定或需要灵活管理内存的算法至关重要。 过程接口（Procedure Interfaces）： 理解过程接口的定义和作用，它使得子程序和函数的调用更加灵活和类型安全。 面向对象编程初步（Limited Object-Oriented Features）： Fortran 90开始引入了一些面向对象编程的初步概念，虽然不如C++等语言成熟，但为后续版本的演进奠定了基础。 谁适合学习Fortran 90？ 科学研究人员： 任何从事物理、化学、生物、地球科学、工程学等领域，需要进行数值模拟、数据分析的研究人员。 工程技术人员： 从事航空航天、汽车、土木、机械、电子等工程领域的工程师，需要进行仿真计算和性能优化。 高性能计算开发者： 致力于开发和优化大规模并行计算应用的程序员。 学生： 计算机科学、物理、工程等相关专业的学生，希望掌握一门在科学计算领域具有重要影响力的编程语言。 Fortran 90凭借其强大的计算能力、丰富的科学库支持以及不断现代化的编程特性，依然是当前科学计算领域不可或缺的语言之一。掌握Fortran 90，意味着掌握了打开高性能计算和复杂科学模拟大门的一把金钥匙。

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