FORTRAN95程序设计实验指导与测试 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

本书是与《FORTRAN语言程序设计——FORTRAN95》（王丽娟等编著，清华大学出版社，ISBN 9787302483908）相配套的实验指导书，全书由FORTRAN95 集成开发环境、上机实验指导、模拟测试、习题解析与模拟测试参考答案及附录组成，其中：实验指导部分提供了12个实验，每个实验均包含实验目的、实验内容、实验要求、实验步骤、实验小结和课外练习等内容；

模拟测试部分给出了3套模拟测试试卷，每套试卷包括选择题、填空题、程序阅读题和编程题4种题型，全面考查读者的理论知识和编程能力；

习题解析部分给出了主教材前13章部分习题的详细解答；附录部分给出了上机实验报告的通用模板，以及FORTRAN95标准函数和标准子例行程序。

本书针对程序设计初学者的特点，强调基本概念、基本知识、基本方法、基本操作的学习和掌握，重点强化实践能力的训练和培养，是一本颇具特色的程序设计实验教程。

本书可作为高等院校理工科专业FORTRAN程序设计课程的配套实验教材，也可作为程序设计的初学者、从事工程计算的工作人员和科研人员的参考书。

目录

第1部分FORTRAN95集成开发环境

第1章Compaq Visual Fortran 6．5编译环境

1．1Compaq Visual

Fortran 6．5的安装与启动

1．1．1Compaq

Visual Fortran 6．5的安装

1．1．2Compaq

Visual Fortran 6．5的启动

1．1．3Compaq Visual

Fortran 6．5用户界面

1．2Compaq Visual

Fortran 6．5上机过程

1．2．1前期工作

1．2．2上机过程

第2章Intel Visual Fortran 2011编译环境

2．1Intel Visual

Fortran 2011的安装与启动

2．1．1Visual

Studio 2010的安装

2．1．2Intel

Visual Fortran 2011的安装

2．1．3Intel

Visual Fortran 2011的启动

2．2Intel Visual

Fortran 2011上机过程

第3章程序调试

3．1程序调试步骤

3．2错误类型和查错方法

3．2．1程序错误类型

3．2．2查错的实验方法

3．2．3错误修改原则

3．3调试工具

3．3．1CVF6．5的调试工具

3．3．2VS2010的调试工具

3．4程序多区域显示

第2部分上机实验指导

实验1熟悉FORTRAN95软件开发环境

实验2顺序结构程序设计

实验3选择结构程序设计

实验4循环结构程序设计

实验5数据有格式输入输出

实验6数组

实验7函数与子程序

实验8文件

实验9派生类型与结构体

实验10指针

实验11模块

实验12常用数值计算方法

第3部分模

拟 测 试

模拟测试1

模拟测试2

模拟测试3

第4部分习题解析与模拟测试参考答案

习题1解析

习题2解析

习题3解析

习题4解析

习题5解析

习题6解析

习题7解析

习题8解析

习题9解析

习题10解析

习题11解析

习题12解析

习题13解析

模拟测试1参考答案

模拟测试2参考答案

模拟测试3参考答案

附录A实验报告模板

附录BASCII码字符编码一览表

附录CFORTRAN库函数

参考文献

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第3章程序调试

设计程序的终目的是得到一个无错误(语法、运行、逻辑)的可执行程序，获得正确的结果。但是在程序设计中，无论规模是大是小，错误总是难免的。程序的设计很少有能够一次完成、没有错误的(这里的程序不是指只有一个输出语句这样的程序，而是要实现一定的功能、具备一定实用价值的程序)。在编程的过程中由于种种原因，总会出现这样或那样的错误，这些程序的错误就是我们常说的“bug”，而检测并修正这些错误的过程就是“debug”(调试)。调试程序是查找、发现和纠正错误的有效途径。主流集成开发环境都提供了强大的程序调试功能，在程序进行编译、连接、运行时，会对程序中的错误进行诊断。能快速查找、发现和纠正错误也是对程序设计人员的基本要求。本章介绍程序调试的一般方法。3．1程序调试步骤程序编写好后，调试程序的基本步骤如图3．1所示。

图3.1程序调试步骤

3．2错误类型和查错方法3．2．1程序错误类型

程序的错误可以抽象地分为三类： 语法错误、运行错误和逻辑错误。1． 语法错误语法错误是程序设计初学者出现多的错误，是在编译过程中发现的、不符合设计语言语法规则而产生的错误。出现语法错误，程序编译或构建就通不过，程序就不能运行。通常，编译器对程序进行编译或构建的过程中，会把检测到的语法错误以提示的方式列举出来，又称为编译错误。

编译器检测的语法错误分为3种： 致命错误、错误和警告。(1) 致命错误： 这类错误大多是编译程序内部发生的错误，发生这类错误时，编译被迫中止，只能重新启动编译程序，但是这类错误很少发生，为了安全，编译前好还是先保存程序。(2) 错误： 这类错误通常是在编译时语法不当所引起的。例如： 括号不匹配，变量未声明，表达式不完整，缺少必要的标点符号，关键字输入错误，数据类型不匹配，循环语句或选择语句的关键字不匹配、结构不完整等。产生这类错误时，编译程序会出现报错提示，我们根据提示对源程序进行修改即可。这类错误是出现多的。

(3) 警告： 警告是指怀疑被编译程序有错，但是不确定，有时可强行通过。这些警告中有些会导致错误，有些可以通过。例如调用子程序时，虚参、实参类型不一致等。

语法错误是通过编译和构建来查找、发现和纠正的。此类错误相对简单，调试起来比较容易。一般编译系统会自动提示相应的错误地点和错误原因，比如哪一行代码少了个括号等诸如此类的提示。如图3．2所示，这里块IF结构缺少结束语句ENDIF。对于常见的错误，如能看懂直接改正即可，如果看不懂原因，可以将错误提示信息输入搜索引擎查找，一般都能找到具体的解决办法。

图3．2错误信息提示

2． 运行错误运行错误指程序在运行过程中出现的错误。程序通过语法错误检测后，生成可执行文件，但并不说明程序就一定能正确运行，往往还会出现错误，需要继续调试。运行错误一般可归纳为两类。一类是运行程序时系统给出出错信息，程序被迫终止。例如除法运算时除数为0，数组下标越界，输入数据格式错误，格式编辑符与输出项不匹配，文件打不开，磁盘空间不够等。此类错误发生时，编译平台一般也会提示相应的信息，对于常规的错误会有比较精确的提示，有时提示的错误原因会比较模糊，但因为此类错误一般在程序运行时，只在特定的条件下才会发生，所以根据错误发生的条件，能够大致判断程序出错的代码段，结合错误的原因，能比较方便地调试出错误。另一类错误表现为运行时系统不正常或结果不正确，如程序不能正常结束，没有任何输出结果或输出结果与预期的不一致等。3． 逻辑错误逻辑错误主要表现在程序运行后,得到的结果与预期、设想的不一致,这就有可能是出现了逻辑错误。这种错误在语法上是有效的，但是在逻辑上是错误的。通常出现逻辑错误的程序都能正常运行,系统不会给出提示信息,所以很难发现错误。要发现和改正逻辑错误，需要仔细阅读和分析程序。程序运行了，也没有出错，但是执行出来的结果不是用户想要的，这分为以下两种情况。

(1) 能够看出错误。例如，查询工资大于5000元的人员名单，却出现了3000元的工资。

(2) 看不出错误，直到偶然的机会才发现程序肯定出错了，后果就很严重。例如进行一个复合大型运算，某个常数输入错了，后的结果人工无法判断对错，又以该结果进行其他的运算等，后发现错误时误差过大，就得从头排查错误，例如使用了不正确的变量，指令的次序错误，循环的条件不正确，程序设计的算法考虑不周全等。通常，逻辑错误也会附带产生运行错误。在一般情况下，编译器在编译程序时，不能检测到程序中的逻辑错误，也不会产生逻辑错误的提示，因此逻辑错误比较难排除，需要程序员仔细地分析程序，并借助集成开发环境提供的调试工具，才能找到出错的原因并排除错误。3．2．2查错的实验方法1． 利用系统信息

(1) 编译过程中的错误。用户根据错误信息分析产生错误的原因和性质，并进行相应修改。要注意的是，有时源程序中的一个含糊错误会引起编译程序的连锁反应，产生许多错误信息，在这种情况下，往往只须纠正一个出错信息对应的地方即可。例如，若程序中变量说明语句有错，这时那些与该变量有关的程序行都会被编译系统检查出错。这种情况下，只要修改了说明语句的错误，其余错误就会同时消失，所以一般改完一处错误后就重新编译一次。(2) 连接过程中的错误。在连接过程中要涉及到模块与模块、模块与系统之间的关系。如果程序中有外部调用、存储区设置和各模块间的接口等方面错误，连接程序就会提示错误信息。(3) 运行过程中的错误信息提示。2． 插入调试语句除了利用系统给出的信息进行分析、判断之外，常用的调试方法还有在程序中插入一些调试语句。常用调试语句有以下几种。(1) 设置状态变量每个模块中设置一个状态变量，程序进入该模块时，赋给该状态变量一个特殊值，根据各状态变量的值，可以判断程序活动的大致路径。(2) 设置计数器在每个模块或基本结构中，设置一个计数器，程序每进入该结构一次，便计数一次。这样，不仅可以判断程序路径，而且当程序中有死循环时，用这种方法能很快发现。(3) 插入打印语句打印语句是常用的一种调试语句，用起来方便，能产生许多有用信息。① 将打印语句放在靠近读语句(或输入语句)之后、模块入口处或调用语句前后，可以帮助检查数据有没有被正确地输入或数据传递是否正确。② 将打印语句放置在模块或尾部、调用语句前后、循环结构内的个和后一个语句、循环结构后的个语句、选择结构前或选择结构每一分支中的个语句的位置，用以提供程序执行路径信息。③ 选择一些适合的点设置打印语句，以便打印有关变量的值，检查是否正确。3． 借助调试工具利用编译系统提供的调试工具进行单步、追踪运行。本章将介绍CVF编译环境和IVF在VS2010中的调试工具的一般应用。以上方法也常常联合起来使用。3．2．3错误修改原则(1) 要勤于思考。程序调试是分析问题、解决问题的过程。培养调试程序的能力，有效的方法是勤于思考、积极分析、不断总结。(2) 如果陷入困境，要与别人交流自己的问题。在交流的过程中，有可能突然找到问题所在，别人的提示或许对自己有很大启发。(3) 如果陷入困境，可适当间隔一定时间后再去考虑，不要一味纠结下去。如果在适当的时间内找不到问题所在(小程序半小时，大程序几小时)，就先放下问题，隔一段时间后有可能会灵机一动、解决问题。(4) 不要在问题没有搞清楚前随意改动程序，这样不利于找出错误，程序越改越乱，以至于面目全非。3．3调 试 工 具3．3．1CVF6．5的调试工具

CVF6．5开发环境提供了功能强大的调试工具debug，使用debug可以快速、方便、高效地检查、发现和纠正错误。debug功能强大、内容丰富，这里只简单介绍使用debug测试工具调试程序的步骤。(1) 激活Build和Debug工具栏。在工具栏空白处单击鼠标右键，弹出快捷菜单，选择Build和Debug工具栏，如图3．3所示。

图3．3激活Build和Debug工具栏

(2) 通过Build工具栏“断点设置”按钮()给程序设置断点。断点就是程序在运行中暂停的位置，用于通知调试器何时何地暂停程序的执行。根据需要可设置多个断点。将光标置于需要设置断点的语句位置，单击Build工具栏上的“断点设置”按钮，即可在该语句处设置一个断点。“断点设置”按钮是一个开关按钮，再次单击可取消断点，如图3．4所示。

(3) 单击Build工具栏的“开始调试程序”按钮()，在运行窗口中输入数据后，运行至个断点位置暂停，断点出现黄色箭头，如图3．5所示。

(4) 激活显示有关Debug调试窗口，通过调试窗口可以观察程序运行过程中的重要参数(变量、内存、寄存器等)。CVF6.5共提供6个Debug窗口，常用的有两个： 变量窗口Locals和观察窗口Watch，用于了解变量和表达式的取值情况，以判断、分析错误所在。如图3．5所示，Locals窗口中自动显示在范围内的变量，在Watch1窗口中可以添加想要观察的变量和表达式。

图3．4设置断点

图3．5在第1个断点处暂停

(5) 单击“开始调试程序”按钮，从暂停断点处继续运行到下一个断点或结束程序运行。运行至第3个断点时变量窗口和观察窗口的显示内容进行了刷新，黑色数据为未刷新值，红色为刷新值，如图3．6所示，方框内数据为刷新数据。

图3．6调试过程中查看刷新数据

3．3．2VS2010的调试工具这里只介绍VS2010使用调试工具、通过断点调试程序的过程。(1) 设置断点。将光标插入点放在要设置断点的位置，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“断点”|“插入断点”，如图3．7所示。如果要删除断点，方法相同，如图3．8所示。

如图3．9所示，可以通过选择主窗口菜单“调试”|“窗口”|“断点”，打开“断点”窗口，如图3．10所示进行断点编辑。

(2) 启动调试。选择菜单“调试”|“启动调试”，或按F5键，如图3．11所示。

(3) 激活显示有关Debug调试窗口。选择菜单“调试”|“窗口”|“监视”|“监视1”或“调试”|“窗口”|“局部变量”，如图3．12所示，打开常用的显示窗口。添加要查看的项，如图3．13所示，在第1个断点暂停。(4) 按F5键或单击工具栏上的

按钮，从暂停断点处继续运行到下一个断点或结束程序运行。运行至第2个断点时局部变量窗口和监视1窗口的显示内容进行了刷新，黑色数据为未刷新值，红色为刷新值，如图3．14所示，方框内数据为刷新数据。运行至第3个断点时局部变量窗口和监视1窗口的显示内容如图3．15所示。

图3．7设置断点

图3．8删除断点

图3．9打开断点窗口菜单项

图3．10断点窗口

图3．11启动调试

图3．12打开调试窗口

图3．13在第1个断点暂停窗口查看情况

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《FORTRAN95程序设计实验指导与测试》是《FORTRAN语言程序设计——FORTRAN95》（ISBN9787302483908）的配套实验教材，包括12个上机实验、3套模拟测试试卷及主教材习题解析（提供全部编程习题代码）。

书摘插图

前言

前言

FORTRAN语言是国内外广泛使用的、适用于数值计算的计算机高级语言，我国大多数高等院校理工科专业都开设了“FORTRAN程序设计”课程。本书是与《FORTRAN语言程序设计——FORTRAN95》(ISBN 9787302483908)配套的实验教材，主要包括以下内容。(1) 以可运行在32位Windows系统下的Compaq Visual Fortran 6.5和可运行在64位Windows平台下的Intel Visual Fortran 2011为例，介绍了FORTRAN95 的集成开发环境。这一部分的内容是上机操作的基础。(2) 上机实验指导。为了便于读者上机实践，本部分设计了12个实验。这些实验和课堂教学紧密配合，通过有针对性的上机实践，读者可以更熟练地掌握FORTRAN95程序设计的方法，并培养一定的应用开发能力。

(3) 模拟测试。该部分给出了3套模拟试题，并附有参考答案，供读者自测。(4) 习题解析。根据教学反馈情况，为帮助读者进行课外练习，增加了这部分的内容。习题分为以下3类。① 概念题。要求读者建立起有关的正确概念。②  程序阅读题。要求读者阅读一个程序或一些语句、表达式，能正确分析它们的每一个步骤或每一个含义，得到正确结果。③ 编程题。这是本书中比例的一类习题。学习程序设计的目的是为了编写程序，能否正确地编写出程序是衡量本课程是否学好的主要标志。需要说明的是，在编程题的解答中，编者给出的只能说是参考答案，一个问题可以有多种解决方案，可以编写出不同的程序。本书给出的不一定是答案，只是提供了一种解题的思路和方法。为便于阅读，程序采用了锯齿形格式来表示内嵌语句。对给出的所有程序，一律不做文字说明，也没加注释，这一方面是为了节省篇幅，更重要的是给读者留下思考的余地，读者可以从分析这些程序中得到收获，至少可以提高程序阅读的能力。(5) 附录。本书提供了3个附录，给出了上机实验报告通用模板，通过附录可快速查阅FORTRAN95标准函数和标准子例行程序。本书由王红鹰、陈权主编，段志东参编。全书由李玉龙主审、定稿。由于时间仓促及水平有限，欢迎读者在使用中发现本书的不足并提出宝贵意见，以便再版时修改。编者2018年3月