اختصاصی از
فی موو دانلودمقاله تحقیقی پیرامون زبان برنامه نویسی فرترن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
فرترن اولین زبان سطح بالا است که تولید آن در سال 1954 به سرپرستی جان باکوز به منظور ایجاد یک زبان علمی در شرکت IBM شروع و در سال 1957 روی IBM 704 معرفی گردید که بالغ بر 5/2 میلیون دلار هزینه برداشت. با استفاده از این زبان حل معادلات ریاضی بسیار آسان گردید و بسیار مورد استقبال قرار گرفت. این زبان در اکثر کامپیوترهای بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار می گیرد و همین استقبال فوق العاده سبب شد تا کار تهیه استاندارد در سال 1962 برای آن شروع شود که یکی از آن ها را نسخه پایه و دیگری را نسخه کامل یا گسترش یافته می نامند. استاندارد زبان فرترن در سال 1966 مورد پذیرش سازمان استاندارد آمریکا قرار گرفت و این اولین زبانی بود که به صورت استاندارد درآمد. برنامه هایی که به این زبان در یک کامپیوتر نوشته می شود معمولا به سادگی در سایر کامپیوترها نیز قابل استفاده می باشد. فرترن نیز از دستورات ورودی، خروجی، محاسباتی، منطقی / مقایسه ای و سایر دستورات اساسی از قبیل READ ، WRIT، GOTO و STOP همانطور که از این دستور ها در زبان انگلیسی انتظار می رود استفاده می شود.
زبان فرترن قابلیت حل مسایل ریاضی و آماری را دار می باشد، لذا بسیاری از برنامه های این مقوله به این زبان نوشته می شوند. از ضعف های این زبان این است که دنبال کردن منطق برنامه مشکل تر از سایر زبان های سطح بالا می باشد و این زبان برای پردازش فایل ها نمی باشد، لذا برای پردازش فایل ها و استفاده در امور تجاری زبان سطح بالای دیگری بوجود آمد به نام کوبول.
فرترن 90 زبان برنامه نویسی ای طبق استاندارد جهانی است که امکان دارد برای کاربرد های علمی و مهندسی فراگیر شده و به طور گسترده برای پردازش اطلاعات عمومی مورد استفاده قرار می گیرد .
هرچند نام صحیح زبان جدید فرترن90 است اما اغلب به فرترن خلاصه می شود . شکل قبلی زبان FORTRAN 77 بود که طبق قرارداد با حروف بزرگ لاتین نوشته می شد . کلمه FORTRAN در اصل از مخفف دو کلمه formula translation ساخته شد . سالهای زیادی است که زبانهای برنامه نویسی مسئله غامضی را پیش روی تعیین کنندگان استراتژی و تعلیم دهندگان صنعت انفورماتیک قرار داده اند . فرترن خانواده ای از زبانهاست که حال 30 سال قدمت دارد و هرچند بسیار رایج است ، اما تنها بصورت استاندارد قدیمی فرترن 77 و یا به شکلهای غیراستاندارد موجود بوده است .
بنابراین در دهه 1980 بسیاری از افرادی که می خواستند از زبان برنامه نویسی مدرنتر و
بهتری استفاده کنند از فرترن روی گردان شدند . درضمن به هر حال مشخص شد که زبانهای مشتری جمع کن دیگر مانند پاسکال و ادا (Ada) کاستیهای خود را دارند و آن طور که انتظار می رفت متداول نشدند .
در دهه 1980پیشرفت دیگر ، ازدیاد نسل چهارم ، زبانهای سطح بالا ، سیستمهای بانک اطلاعاتی و سایر بسته های نرم افزاری بود که اغلب به شیوه صفحه گزینش عمل کرده و تسهیلات نیرومندی را برای اجرای کارهای ویژه ای عرضه می کنند . این نرم افزارها به یقین بسیار سودمند هستند اما هر کدام حوزه محدودی مسائل را خطاب می کنند . به طور معمول در اجرا به نسبت کند بوده و در نهایت استفاده از آنها می تواند بسیار پیچیده باشد.
برای مثال نمونه مدرنی از نرم افزار صفحه گسترده قادر است محاسبات پیچیده ای را انجام دهد و می تواند داده ها را در شکلهای زیادی پردازش کند . اما به احتمال زیاد سربار سنگینی روی سیستم کامپیوتری می گذارد و باید مجموعه فرامینی داشته باشد که چندان هم ساده تر از زبان فرترن نیست ، در حالیکه کارهای بیشماری وجود دارد که صفحه گسترده ، به دلیل ساختار اختصاصی اش نمی تواند انجام دهد .
با سپری شدن زمان ، لازم شد که استفاده کنندگان همه جانبه کامپیوتر با صفحه گسترده ، بسته های آماری ، واسطه های گرافیکی و واژه پردازان پیچیده ، سیستمهای نشررومیزی و خیلی چیزهای دیگر آشنا شوند . اما لزوم استفاده از زبانی به شیوه فرترن برای حل مسائل عمومی و به روشی مستقیم و بدون محدودیت باقی مانده است . در سالهای اخیر زبان c به تدریج نسبت به فرترن 77 محبوبیت بیشتری کسب کرده و محاسنی از قبیل سادگی ، حکمهای مختصر و مفید و قابلیت حمل خوبی دارد . اما c مشکلاتی دارد که آن را برای خیلی از افراد غیر جذاب می سازد .
سادگی آن ، وقتی که به آن کتابخانه پردازه استاندارد افزوده شده و یا زبان به شکل قدرتمندتر آن یعنی ++c توسعه داده شود ، بسیار کاهش می یابد .
بعد از c به چه می توانیم رو آوریم ؟
این سؤال ما را به فرترن 90 رهنمون می کند . فرترن 90 برای راه تازه پیشرفت طراحی شده است . زبان به طور کامل مدرن ، نیرومند ، همه جانبه برای پردازش بالقوه تمام مفاهیمی که استفاده کنندگان از پاسکال و c انتظار داشتند می باشد . فرترن 90 زبان مفصلی ، تمام خصیصه های استانداردهای قبلی فرترن را حفظ کرده است . اما این قیمتی است که باید برای سازگاری با گذشته پرداخت شود . از طرف دیگر برای استفاده کنندگان که برنامه های جدید می نویسند و آزاد هستند که گذشته را نادیده بگیرند . فرترن 90 هسته ای برازنده و توانمند دارد که از نظر ذهنی و آموزشی بسیار جذاب است.
فرترن 90 به جهتی بیش از یک زبان برنامه نویسی است . این زبان دربردارنده مفاهیم و اصطلاحاتی است که دردنیای حرفه ای مهندسی نرم افزار استاندارد شده است و اصطلاحاتی مانند اشاره گر ، نویسه و آرگومان در تمام زبانها به کار گرفته می شوند .
این اصطلاحات معنی دقیق فنی دارند و قسمتی از فرهنگی است که برنامه نویسها برای مطرح کردن کارشان به آن نیازمندند .
تا چند سال قبل ، کتاب برنامه نویسی به فرترن روی تسهیلات و تکنیک محاسبات ، تاکید می کرد . بیشتر کاربردهای پیشرفته برنامه نویسی شامل ریاضیات پیشرفته بود .کارهای غیر ریاضی محدوده زبانهای ساده تری بود ، مانند کوبال برای کاربردهای تجاری .
امروزه وضع عوض شده است : کاربرد های کامپیوتری پیچیده ای خارج از علوم ریاضی وجود دارد و فرترن روی داده های غیرعددی می تواند به طورموثر و با سهولت عمل کند فرترن 90 را در محدوده کاربردها یی ازتحلیل زبان تا پردازش تصویر با نتایج کمی و نیز کیفی می توان به کار برد . در یک زمان محاسبات را نه تنها روی یک مجموعه از اعداد بلکه روی آرایه های بزرگی می توان انجام داد و مترجمها می توانند از پردازنده های جدید موجود از نوع موازی ( یا برداری ) بهره برداری کنند .
فرترن بیش از سی سال به اشکال مختلف مورد استفاده بوده وحال سرمایه گذاری عظیمی در برنامه های موجود نهفته است . در نتیجه ، قا بلیت حمل در زمان به همان اهمیت قابلیت حمل در مکان است ، وفرترن 90 سازگار با گذشته ، یعنی استاندارد فرترن 77 طراحی شده است . این به این معناست که همانطور که قبلا گفته شد فرترن 90 حاوی تعدادی از خصیصه های کهن است که اینها بدون بار مسئولیت گذشته در طراحی زبان پیش بینی نمی شد .
برنامه نویسی فرترن (مقدماتی)
فرترن نخستین زبان علمی می باشد که برای کامپیوتر طراحی شده است . این زبان در مو ضوعات علمی و مهندسی کاربرد فراوان دارد . با وجود گذشت بیش از سی سال از اولین نسخه های این زبان برنامه نویسی به سبب ارتقای قابلیت های آن توسط طراحان آن همواره کاملترین زبان علمی و مهندسی به شمار رفته است . پیشرفت علمی فرترن در دهه های گذشته را می توان از فرترن 77 به فرترن 90 نام برد . اما با وجود پیشرفت هایش هنوز راحتی کاربردش در برنامه های گرافیکی میسر نگردیده . با به میان آمدن نرم افزار Fortran Power Station 4.0 (F.P.S.4) توانایی های فرترن پیشرفت چشمگیری یافت .این نسخه سازگار با سیستم عامل های Windows 95\98.NT و نگارش های بالاتر می باشد . همچنین شامل تابع های پیشرفته ی گرافیکی ، کتابخانه های گسترده ی ریاضی و ابزار برنامه نویسی Visual است.شرکت مایکروسافت این زبان را به عنوان مهمترین گزینه برای مهندسان و دانشمندان پیشنهاد نموده زیرا افزودن بر قابلیت های عنوان شده ، از دقت محاسباتی بالا و سرعت اجرای زیادی برخوردار است ، به طوری که در سایر نرم افزار های علمی مانند MATLAB نیز برای افزایش سرعت اجرای برنامه (حتی تا 25 برابر) برخی از اجزای آن (مانند حلقه ها) را به زبان فرترن می نویسند .
برنامه نویسی با فرترن :
متغیر ها : برای نوشتن یک برنامه به زبان فرترن و انجام یک سری عملیات باید از نام های مختلفی تحت عنوان متغیر استفاده کرد (اسامی متشکل از حروف ، ارقام و کاراکتر (-) که با حروف شروع می شوند)
متغیر ها در فرترن به چهار دسته صحیح (Integer) ، حقیقی (Real) حقیقی دقت مضاعف(Double Precision) ، رشته ای (Character) و منطقی (Logical) تقسیم می شوند .
به عنوان یک قاعده ی کلی متغیر ها را باید در اول برنامه تعریف نمود که از چه نوعی می باشند . در فرترن به صورت پیش فرض متغیر هایی که حرف اول نام آنها یکی از حروف I,J,K,L,M,N باشد به عنوان متغیر صحیح و در غیر این صورت حقیقی (اعشاری) به شمار می رود . با رعایت این اصل دیگر نیازی به تعریف متغیر های صحیح و حقیقی در ابتدای برنامه نیست ، مگر آنکه بخواهیم متغیری را که حرف اول آن یکی از این حروف است عمدا متغیر حقسقس (بر خلاف پیش فرض) در نظر بگیریم .
نکته :
متغیر های رشته ای که شامل یک کلمه یا جمله می شوند حتما باید در ابتدای برنامه از نوع Char تعریف گردند .
طول متغیر های رشته ای (متنی) باید بر حسب کاراکتر در جلوی دستور Char بعد از علامت * درج شود
Char*10 name
فرترن اولیه محدودیت شش کاراکتری داشت .
چنانچه جمله ای طولانی تر از10به name اختصاص دهیم فقط تا کاراکتر دهم آن در متغیر ذخیره خواهد شد
چنانچه ظرفیت متغیر های رشته ای با یکدیگر تفاوت داشته باشد
Char name*10,text*,sum*15
انتساب یک مقدار یا عبارت به متغیر ها سا از طریق خواندن (دستور Read) انجام می گیرد و یا با علامت
"="
Char*10 name
Name = "Ali"
متغیر های منطقی نیز فقط می توانند دو ارزش درست (.True.) یا نا درست (.False.)را به خود اختصاص دهند
Logical var1,var2
Var1=.True
گفتیم متغیر هایی که با حروف I-N شروع می شوند صحیح و بقیه حقیقی اند.
با استفاده از دستور IMPLICIT می توان این قاعده را عوض کرد
Implicit integer (A-Z)
اگر این دستور در ابتدای زیر برنامه ای بیاید تمام متغیر هایی که اعلان شده اند از نوع صحیح منظور می شوند
دستور Parameter
می دانیم که مقدارمنتسب به متغیر ها در طول اجرای برنامه قابل تغییر است . اما اگر بخواهیم از نام هایی استفاده کنیم که در طول اجرای برنامه قابل تغییر نباشد باید آنها را در مقابل دستور Parameter در ابتدای برنامه نوشت
PARAMETER (num=12)
Real, PARAMETER (PI=3.141592)
اگر متغیر ها غیر عددی باشند (مانند character) باید قبل از دستور Parameter نوع آنها را تعریف نمود
ساختار برنامه ها در فرترن :
Program نام برنامه
Real…
Integer…
Read(*,*)a,b,c
d=b**2+c*c
Write (*,*)
Stop توقف بر نامه
End پایان برنامه
نکته:
دستورات می توانند در یک سطر و پشت سر هم با درج علامت, بین هم نوشته شوند.
از نظر سبک نوشتن برنامه دو نوع ساختار وجود دارد:
1) فایل های با پسوند.For
2) فایل های با پسوند .F90
فایل های با پسوند.For
برنامه های قدیمی که به زبان فرترن نوشته می شدند دارای این پسوند بودند.چنانچه ازاین پسوند استفاده شود رعایت موارد زیر الزامی است:
1) دستورات باید از ستون هفتم به بعد نوشته شوند(نحو فرمت ثابت)در F.P.S.4 برای راهنمایی کاربر ستون ششم پرونده های با پسوند .For به رنگ سبز در می آید و برنامه نویس باید لز ستون هفتم به بعد برنامه ها را بنویسد.
2) شماره گذاری برای دستورات در صورت لزوم از ستون اول تا پنجم می باشد.
3) هر سطر دارای 72 ستون است. در نوشتن دستورات طولانی (بیش از 72 کاراکتر) برای ادامه خط باید در ستون ششم سطر بعد و ادامه دستور را از ستون هفتم به بعد نوشت.
4) برای نوشتن توضیحات (مستند سازی برنامه) باید در ابتدای آن سطر (ستون یکم) حرف C را تایپ نمود.
فایل های با پسوند .F90
پرونده های جدید در فرترن بهتر است با این پسوند نوشته شوند. موارد زیر را در این پرونده ها باید مد نظر داشت:
1) نوشتن دستورات از ستون 1 تا حداکثر ستون 255 هر سطر. در صورت داشتن شماره دستور حداقل یک فضای خالی بین شماره و دستور الزامی است.
2) در صورت ادامه دستور از یک سطر باید در انتهای این سطر علامت & درج شود و ادامه دستور در سطر بعدی نوشته شود.
3) برای نوشتن جملات توضیحی باید ! در ابتدا یا هر جایی از متن (با رعایت یک فاصله از آخرین حرف) درج شود.
ورودی و خروجی:
Read(*.*) دستور خواندن از صفحه کلید
Write(*.*) چاپ اطلاعات روی صفحه نمایش
بین متغیرهایی که قرار است چاپ شوند باید علامت "," گذاشته شود
Write(*.*) a,b
برای آنکه عبارتی عینا چاپ شود باید آن را داخل گیومه قرار داد
Write(*.*) 'Result=',a
Result=5.000000 a=5با فرض اینکه
می توان نتایج برنامه را با ترتیب خاصی مانند مشخص بودن میدان قرار گرفتن اعداد، تعداد اعشار آنها و... چاپ نمود. برای این کار از دستور Format استفاده می شود.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 16 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود با لینک مستقیم
دانلودمقاله تحقیقی پیرامون زبان برنامه نویسی فرترن 
