PDF de programación - NOTAS ELEMENTALES SOBRE PROGRAMACION EN FORTRAN

NOTAS ELEMENTALES SOBRE PROGRAMACION EN FORTRAN



Departamento de Física Fundamental y Experimental Electrónica y

JUSTO R. PEREZ CRUZ

Sistemas

Facultad de Física

Universidad de La Laguna.



Métodos Matemáticos VI. Facultad de Física.

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NOTAS ELEMENTALES SOBRE PROGRAMACION EN FORTRAN

1.-INTRODUCCION

El FORTRAN fue el primer lenguaje de programación desarrollado. Su nombre (FORmula
TRANslation) indica claramente que su filosofía es proveer al ordenador de un traductor para
realizar calculos matemáticos. El uso del FORTRAN se ha extendido ampliamente en la
comunidad científica, y a pesar de la aparición de otros lenguajes, más versátiles y que
permiten una mayor facilidad en la programación, el FORTRAN a través de sus sucesivas
versiones continúa siendo hoy día ampliamente utilizado.

Una de las características del FORTRAN es la compatibilidad de las distintas versiones con
las anteriores, por tanto desarrollaremos en estas notas una serie de instrucciones básicas
centradas fundamentalmente en el FORTRAN 77 con el objeto de tener una amplia
compatibilidad con los distintos compiladores utilizados comúnmente en los ordenadores
personales.

Para comenzar diremos que un programa de ordenador consta fundamentalmente de una serie
de órdenes escritas en un lenguaje clave, que permiten a la máquina leer un conjunto de datos,
operar con ellos y devolver al usuario los resultados requeridos.

A cada una de las órdenes escritas en un lenguaje las denominaremos SENTENCIAS.

La labor de realizar un programa tiene tres etapas:

 La edición o escritura de las órdenes o sentencias de que consta el programa, que

se realiza habitualmente con un editor de textos.

 La compilación, es decir la transformación de las órdenes escritas en texto a

código máquina.

 La ejecución o utilización del programa.

Nos centraremos en estas notas en la edición del programa. La compilación y la ejecución dependen
del sistema operativo y de la versión del compilador FORTRAN instalado en la máquina que se esté
usando.

A la hora de confeccionar un programa debemos plantearnos tres cuestiones







¿Cómo la máquina puede recibir información?

¿Cómo la procesa?

¿Cómo nos comunica los resultados?

Veamos las herramientas que permiten desarrollar este esquema en su forma más sencilla:

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2.-SENTENCIAS DE ENTRADA SALIDA (I/O)

2.1.-READ

La sentencia que permite al ordenador leer la información que queremos suministrarle es la sentencia

READ

Por ejemplo, para leer dos números de la pantalla podemos poner



READ (*,*) A,B

donde hemos indicado que los números leídos van a ser almacenados en las variables A y B
respectivamente.

Para comprender mejor el sistema de almacenamiento, así como la forma de operar podemos
hacernos el esquema mental de que el ordenador posee un conjunto de "cajas", en cada una de las
cuales almacena un dato, poniéndole en la tapa una etiqueta para su identificación (los nombres de las
variables).

En el ejemplo anterior A,B, serían las etiquetas de identificación de los lugares donde han sido


guardados los datos.


Por otra parte, el ordenador interacciona con un conjunto de unidades lógicas (pantalla,
ficheros, etc. ) a cada una de las cuales identifica con un número, lo que le permite leer o escribir en
cada una de ellas.



Así la sentencia READ puede ponerse como

READ(n1,*)

donde n1 debe ser un número que indica la unidad lógica de la cual debe ser leída la información.



Por defecto, la pantalla es la unidad * con lo que

READ(*,*) A,B

indica al ordenador que debe leer las variables A y B de la pantalla.

En general, la sentencia READ tiene la forma



READ(n1,n2)

donde n1 indica de donde deben ser leídos los datos y n2 está asociado a una sentencia FORMAT que
indica como deben ser leídos y que veremos más adelante.



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2.2.-WRITE

La sentencia que permite al ordenador escribir la información que ha procesado es la sentencia



WRITE

El funcionamiento de la sentencia WRITE es similar al de la sentencia READ estudiada
anteriormente. Así para escribir las variables A y B leídas anteriormente en la pantalla pondremos



WRITE(*,*) A,B

Donde el * denota el lugar de escritura que la máquina toma por defecto (la pantalla) y el segundo que
escriba los datos tal como los tiene almacenados.

Para escribir en una unidad distinta pondremos



WRITE(n1,*)

La forma general de la sentencia WRITE es



WRITE(n1,n2)

donde n1 indica la unidad en que deben ser escritos y n2 la sentencia FORMAT que indica con que
formato deben ser escritos los datos (número de decimales, posición en pantalla, separación, etc.)

3.-SENTENCIAS ARIMETICAS

Para operar con dos variables, (por ejemplo sumar las dos leídas anteriormente) pondremos



C=A+B

Hay que destacar que el significado del signo = no tiene en FORTRAN el mismo sentido que en al
arimética normal. Aquí tiene el sentido de colocar el resultado de la operación que se realiza a la
derecha de la variable indicada a la izquierda.

Por lo tanto es absolutamente correcto poner



A=A+B

lo cual tendría el sentido siguiente:

"Suma los números contenidos en las variables A y B y coloca el resultado en la variable A".

En este caso el contenido anterior de la variable A desaparece siendo "machacado" por la nueva
incorporación.

Análogamente pueden realizarse las siguientes operaciones



Diferencia
Producto
Cociente
Potencia

A-B
A*B
A/B
A**B

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así como funciones trigonométricas, logarítmicas, exponenciales y algunas de otro tipo como valor
absoluto, parte entera, máximo entre varios números, etc como por ejemplo



Seno


Coseno

Tangente
Logaritmo

Raiz Cuadrada
Exponencial

Valor absoluto
Parte entera


SIN(X)
COS(X)
TAN(X)
LOG(X)
SQRT(X)
EXP(X)
ABS(X)
INT(X)

.................................................

las restantes deben ser consultadas en la bibliografía.

Al combinar varias de estas operaciones, hay establecido un orden de prioridad en el sentido de que se
ejecutan primero las operaciones encerradas entre paréntesis, luego las funciones, la potenciación, el
producto o el cociente y la suma o diferencia.

Para operaciones como producto o cociente y suma o diferencia de igual prioridad se ejecutan
ordenadas de izquierda a derecha.

Así por ejemplo

2.*X+Y**5

representa la magnitud 2x+y5

mientras que la expresión 2(x+y)5 debe ponerse como



2.*(X+Y)**5.

4.-ESCRITURA Y FINAL DEL PROGRAMA

Los programas en FORTRAN deben ser escritos a partir de la columna 7 dejando las cinco primeras
para colocar los números de sentencia cuyo cometido se verá más adelante y la columna 6 para poder
partir una línea en caso de que sea muy larga.

Para comenzar la escritura del programa puede utilizarse (no es obligatorio) la sentencia

PROGRAM

Que indica inicio del programa y a su vez su nombre



PROGRAM el nombre

y para terminar debe hacerse con las sentencias STOP, que indica el final de la ejecución y END el
final físico del programa.

STOP
END



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Un ejemplo

Supongamos un programa simple en el que queremos que el ordenador lea dos números, los sume y
nos indique la suma, podemos poner:



PROGRAM SUMA
READ(*,*) A,B
C=A+B
WRITE(*,*)C
STOP
END

Nótese que cada una de las sentencias están escritas a partir de la columna 7. (no es estrictamente
necesario comenzar en la 7 puede utilizarse cualquier otra columna posterior, como por ejemplo la que
se obtenga con el tabulador del teclado. )

La comunicación interactiva y la lectura del listado del programa puede facilitarse si en la sentencia
WRITE colocamos un texto entre comillas simples, este aparecerá en la pantalla, así podríamos poner:

PROGRAM SUMA
WRITE(*,*)'ESCRIBE DOS NUMEROS'
READ(*,*) A,B
C=A+B
WRITE(*,*)'LA SUMA DE ',A,' Y ',C, ' ES ',C
STOP
END



Al ejecutar el programa aparecerá en pantalla:



ESCRIBE DOS NUMEROS

45 33 (Escribimos los números)

LA SUMA DE 45 Y 33 ES 78

5.-COMENTARIOS

En el listado del programa pueden incluirse textos aclaratorios sobre la forma de confección del
programa o por cualquier otra circunstancia para lo cual basta colocar una C en la primera columna
añadiendo el texto a continuación. Así en el ejemplo anterior

C----ESTE ES UN PROGRAMA DE SUMA DE DOS NUMEROS

PROGRAM SUMA

WRITE(*,*) 'ESCRIBE DOS NUMEROS'
READ(*,*) A,B
C=A+B

C----PIDE QUE SE DEN DOS NUMEROS



C----AHORA ESCRIBE LOS NUMEROS Y SU SUMA



WRITE(*,*)'LA SUMA DE ', A,' Y ',