Einführung in Fortran

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1 Fortran Dipl. Math. F. Braun Universität Regensburg Rechenzentrum Oktober 2014

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3 KAPITEL 1 Einführung in Fortran 1. Literatur Tabelle 1. Informationen im WWW: ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/n1751-n1800/n1791.pdf Fortran 2008 Final Committee Draft Standardisierung von Fortran (JTC1/SC22/WG5) Deutsche Fortran Homepage Fortran 95 texts by Bo Einarsson The Fortran Company (Products, services and tools) Fortran 90/95/HPF Information File F90 FAN's : Fortran 90 Frequently Asked abou Fortran 90/95/HPF Information File ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/n1551-n1600/n1579.pdf The New Features of Fortran Frei verfügbare Skriptensammlung Fortran-Compilersammlung Compiler support for the Fortran 2003 and 2008 sta Compiler support for the Fortran 2003 and 2008 sta Compiler support for the Fortran 2003 and 2008 sta Fortran Fortran im WWW. Tabelle 2. Literatur: Bä97 Bäumer Programmieren mit Fortran cha07 Chapman Fortran 95/2003 for Scientists and Engineers ell98 Ellis Fortran 90 Programming /ST 250 F60 E47 met04 Metcalf Fortran95/ nr96 Numerical Recipes in Fortran /SK 900 P935 F7(2,96) rrzn97 Fortran 95 00/ST 250 F60 R336 Üb07 Überhuber Softwareentwicklung in Fortran F00/99 A Lehrbücher Standard. Fortran Standards Documents (Gcu) ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/n1801-n1850/n1830.pdf Letzter Draft ( ) ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/n1801-n1850/n1826.pdf Letzter Draft ( ) ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/n1801-n1850/n1827.txt Unterschiede zwischen N1814 und N1826 ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/n1801-n1850/n1824.pdf Coarrays ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/n1851-n1900/n1866.pdf Interoperability of Fortran with C (TR 29113) ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/n1851-n1900/n1862.pdf MPI 3.0 3

4 4 1. EINFüHRUNG IN FORTRAN 1.4. Kurse im Internet. F90 37 S. F90/95 32 S. F S. https://srv.rz.uni-bayreuth.de/lehre/fortran90/fortran.pdf F90/ S. F90/ S. 2. Die Fortran Sprachfamilie 2.1. Hauptlinie. mit fett markierten major revisions: Fortran (Backus, IBM, 1953/54, Formeln, Anweisungen), Fortran I, II (1958), III Fortran IV (1961, Unterprogramme), Fortran-66 Fortran IV, ANSI, Fortran-77 (1978, modernisiert, insbesondere strukturiert), Fortran 90 (1991, Formatfreiheit, Feldgrenzen, Feldoperationen, Module, Zeiger, Rekursion, Dynamischer Speicher, Operatorüberladung, Typen, Namensparameter, Obsolete Markierungen) Fortran 95 (forall, pure, elemental, Initialisierungen) Fortran 2000, Fortran 2003 ( Objektorientierung, Polymorphie, Vererbung, Funktionszeiger, C-Anbindung, Unicode, Kommandoargumente, Umgebungsvariable) Fortran 2008 (ISO/IEC :2010) (Submodules, Coarrays, Performance (do concurrent, contiguous), Data (rank 15, long), IO (newunit), Statements (block), Intrinsics (bit, bessel, norm2. ndloc), Procedures, Lexical 2.2. Nebenlinien: HPF (High Performance Fortran): Fortran 95 mit speziellen Optimierungsmöglichkeiten. coarray-fortran (Numrich, SGI, 1996): Fortran mit Erweiterungen für verteiltes Rechnen im PGAS-Speicher. F: Ursprünglicher Name von coarray-fortran. F: Fortran 95 ohne historischen Ballast. Elf90: Fortran 95 ohne historischen Ballast. Ratfor: Fortran 66 mit strukturierten Anweisungen. Fortress: Eine auf Fortran basierte parallele Sprache aus dem Darpa-Projekt

5 KAPITEL 2 Fortran-Compiler Compiler support for the Fortran 2003 ans 2008 Standard Tabelle 1. Fortran-Compiler: g95 gfortran g77 Absoft Fortran 95 AMD x86 Open64 Compiler Suite Cray HP HPC HP Fortran IBM Fortran Intel Fortran Lahey Fortran NAGWare f97 PathScale Fortran 95 PGI Fortran Salford FTN95 Sun Studio siehe Von Andrew Vaught seit g95 2. gfortran Fortran 2003 Status Fortran 2008 Status 5

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7 KAPITEL 3 Aufbau von Fortran-Programmen Kommentare (alt und neu): Comment lines,! Kommentare Formatgebunden (f77) und formatfrei (f95) Ausführbare (Strukturanweisungen) und nicht ausführbare Anweisungen Fortsetzungszeilen (alt und neu): & zeigt an, dass die Zeile in der nächsten Zeile weitergeht, die nie eine Kommentarzeile ist. Kopf - Vereinbarungen - Anweisungen - Ende Groÿ- und Kleinschreibung case insentitive Namen 7

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9 KAPITEL 4 Datentypen Grundtypen: integer, real, complex, logical, character Implizite Typen: implicit none! Überall! noch überaller! integer :: i, j, k Längenvarianten: character(15), character(len=30) Wertebereichsvarianten (kind): Veraltete Längenvariante: integer*1, *2, *4, *8, character*45, real*4, *8 Besser: kind = Anzahl der Bytes Schreibvariante: real, parameter :: pi = ; character(*), parameter :: error='error' Feldvariante: real, dimension (3) :: v 9

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11 KAPITEL 5 Ausdrücke Ausdrücke: +,,, /, Konversionen: real(i), integer (x) Logik: == /= > >= < <=.EQ..NE..GT..GE..LT..LE..TRUE..FALSE..AND..OR..EQV..NEQV. String: len, s(5:7), index, trim, //, iachar, achar Intrinsics: exp, log, log10, sqrt, abs, sin, cos, tan, asin, acos, atan int, nint, real, acharm iachar min, max 11

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13 KAPITEL 6 Felder real, dimension (3) :: v integer, dimension (3, 4) :: w w11 w21 w31 w12 w22... w34 real, dimension (0:2) :: x real, dimension (0:2) :: x = 0 real, dimension (0:2) :: x = (/ 1.1, 2.2, 3.3 /) real, dimension (12) :: x = (/ (1.0*i+3.0*(j-1)), i=1,2 x(i) Feldoperationen: x = y * z Unterfelder. Matrixoperationen: dot_product matmul transpose maxloc minloc maxval minval sum product cshift Ausgabe: Bedingte Feldverarbeitung: where ()... else where ()... end where Dynamische Felder: 13

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15 KAPITEL 7 Anweisungen stop Wertzuweisung: var = ausdruck if () then... else if () then... end if select case ()... case ()... case ()... case default... end select do... if () exit... end do do while ()... end do do iiivar = a, e, s... end do exit in Schleifen cycle in Schleifen where ()... else where ()... end where 15

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17 KAPITEL 8 Unterprogramme 17

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19 KAPITEL 9 Ein- und Ausgabe open unit= le= status=action= iostat= write (unit, format) list read (unit, format) varlist close unit= Interne Dateien (Stringkonversionen): write (string, format) list 19

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21 KAPITEL 10 Formate '(F8.2)' write (*, 100) list 100 format (1X, I6, F10.2) string = write (*, string) list integer: Iw, rtw, riw.m (width, repeat, minimum) Binär: Bw Oktal: Ow Hexadezimal: Zw real: Fw.d rfw.d Ew.d rew.d ESw.d rwsw.d ENw.d renw.d Gw.d rgw.d (width, decimals, repeat) logical: Lw rlw character: A ra Aw raw 21

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23 KAPITEL 11 Module 23

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25 KAPITEL 12 Interface 25

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27 KAPITEL 13 Zeiger 27

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29 KAPITEL 14 Don't no implicit no arithmetic if do neverrealvar = a, e, s... end do never GOTO anywhere never use ENTRY never use COMMON don't INCLUDE (war niemals Fortran bis f90, und danach veraltet wegen Modulen) 29

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31 Inhalt 31

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33 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1. Einführung in Fortran 3 1. Literatur 3 2. Die Fortran Sprachfamilie 4 Kapitel 2. Fortran-Compiler 5 1. g gfortran 5 Kapitel 3. Aufbau von Fortran-Programmen 7 Kapitel 4. Datentypen 9 Kapitel 5. Ausdrücke 11 Kapitel 6. Felder 13 Kapitel 7. Anweisungen 15 Kapitel 8. Unterprogramme 17 Kapitel 9. Ein- und Ausgabe 19 Kapitel 10. Formate 21 Kapitel 11. Module 23 Kapitel 12. Interface 25 Kapitel 13. Zeiger 27 Kapitel 14. Don't 29 Inhalt 31 33

34 34 INHALTSVERZEICHNIS TTH-Seite:

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