Fortran is one of the most common programming languages in the field of science and Fortran compilers are available for almost all computers and are being increasingly used by personal computers. The initial standard version of Fortran IV has been extended enormously due to the large range of computers available and the numerous requirements demanded of them. As a result of this there are at present a vast number of Fortran "language dialects" which impairs the exchange of programs. Fortran 77 is a new language standard which includes many of the previous extensions. Furthermore, Fortran 77 subset has been developed which takes into consideration the limited possibilities of small computers. This book is intended, by means of examples, to introduce the reader to the programming language Fortran 77, whereby the liminations of Fortran 77 subset will be taken into consideration. The examples and exercises have been chosen so that the solutions can be arrived at with a minimum of specialized knowledge. The reader will thus, with the ex ception of a few statements, be able to become acquainted with all possibilities of Fortran 77. I would like to take this opportunity to thank G. Parker for his translation of this book from German into English, Dr. S. Bartnitzke for critical reading of the manuscript and Mrs. U. Kleinschmidt for typing the text."

Das Buch wendet sich an "Horer aller Fakultaten" und will ihnen den Zugang zur Datenverarbeitung an Hand einfacher Aufgabenstellungen erleichtern. Einen breiten Raum nehmen die Losungen ein, dam it der Leser seinen Losungsansatz iiberpriifen kann. Zusatzlich kann man nachvollziehen, wie die einzelnen Sprachelemente einge- setzt werden, urn so schneller eigene Programme zu entwickeln. Die Programmiersprache Simula wurde Mitte der 60er Jahre am Norwegian Computing Center von O. J. DahL B. Myhrhaug und K. Nygaard als Eweiterung von Algol 60 ent- wickelt. 1m Jahre 1987 wurde Simula von der Schwedischen Standardisierungsgruppe 1 festgelegt. Obwohl der Name "Simula" auf die Losung von Simulationsaufgaben hindeutet, ist die Sprache Simula nicht nur fiir diesen Problemkreis gut geeignet, sondern auch fiir allgemeine Aufgaben der Datenverarbeitung. Wegen der klaren und machtigen Sprach- elemente ist Simula den anderen Programmiersprachen (z. B. Fortran oder Pascal) iiberlegen. In zunehmendem MaBe ist Simula nicht nur auf GroBrechnern, sondern auch auf Arbeitsplatzrechnern verfiigbar. So wurden aile Beispiele und Aufgaben dieses Buches auf dem Arbeitsplatzrechner Siemens MX2 unter Sinix ausgefiihrt. Bremen, im Februar 1988 G. Lamprecht Der Standard kann unter der Nummer SS 63 61 14 von dem Deutschen Institut flir Normierung, Postfach 1107, 1000 Berlin 30, bezogen werden. 1 Ein einfaches Beispiel Es soll mit Hilfe der Rechenanlage die Funktion 2 y = 0,3 . x + 0,25 . x - 1 an der Stelle x = 0,5 berechnet werden. Wie man leicht nachrechnen kann, muB das Ergebnis -0,8 lauten. Das Simula-Programm soli angegeben und anschlieBend erlautert werden.

FORTRAN ist die im wissenschaftlichen Bereich am weitesten verbreitete Programmier sprache. Fur fast alle Rechenanlagen und Mikroprozessoren ("personal computer") stehen FORTRAN Compiler zur Verfugung. Bedingt durch das grosse Spektrum von Rechenanlagen mit den vielfaltigen Bedurfnissen der verschiedensten Anwendungsgebiete wurden viele Erweiterungen des fruheren Sprach standards FORTRAN IV vorgenommen. Damit gab es im Laufe der Zeit eine unuberseh bare Zahl von FO RTRAN-"Sprachdialekten," die den Programmaustausch erschwerten. Mit FORTRAN 77 wurde ein neuer Sprachstandard festgelegt, der viele der fruheren Er weiterungen einschliesst. Gleichzeitig wurde eine Untermenge (FORTRAN 77 Subset) definiert, die die eingeschrankten Moglichkeiten der Kleinrechner berucksichtigt. Das vorliegende Buch fuhrt in die Programmiersprache FORTRAN 77 an Hand von Bei spielen ein, wobei gleichzeitig auf Einschrankungen der Teilmenge FORTRAN 77 Subset eingegangen wird. Die Beispiele und Aufgaben sind so gewahlt, dass sie ohne allzu grosse Vorkenntnisse gelost werden konnen. Dabei lernt der Leser mit Ausnahme weniger An weisungen den gesamten Sprachumfang von FORTRAN 77 kennen. Bremen, im Januar 1987 Gunther Lamprecht v Inhaltsverzeichnis Einleitung ................................................ . Ein einfaches Beispiel ...................................... 4 2 Bildung arithmetischer Ausdrucke ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 Schleifensteuerung, logische Grossen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 16 . . . . 4 Polynomberechnung; Vektoren, Matrizen ......... . . . . . . . . . . . .. . . 27 . 5 Ausgabe auf dem Drucker oder dem Bildschirm ....... . . . . . . . . . .. . . . 38 6 Eingabe von Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 52 . . . . . . . 7 Interne Darstellung von Zeichen, Initialisierung von Variablen. . . . . . . . .. . . 60 8 Unterprogrammtechnik: Funktionsunterprogramme . . . . . . . . . . . . .. . . . 71 . 9 Unterprogrammtechnik: Subroutinen, Vektoren und Matrizen als Parameter . .. 79 10 Parameterubergabe durch den eOMMON-Bereich ..... . . . . . . . . . . .. . . . 89 11 Der Datentyp eOMPLEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 95 . . . . . . 12 Zugriff auf Dateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 97 . . . . . . . Losungen zu den Beispielen und Aufgaben ........................... 107 Anhang A: Interne ZahlendarsteIlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 134 . . . . ."

In der Programmiersprache C fmdet man eine groBe Zahl von Elementen, wie sie zu einer problemorientierten Programmiersprache gehoren. Daneben gibt es eine Reihe von Ele- menten, wie man sie aus maschinennahen Programrniersprachen kennt. Diese "Zwitter- stellung" macht die Programmiersprache C zu einem leistungsHihigen Instrument, mit dem man durch komprimierte Anweisungsfolgen effektive Programme schreiben kann. Dies gilt sowohl fUr die Ubersetzung als auch die anschlieBende AusfUhrung der Programme. Die komprimierte Darstellungsweise wird in der Programmiersprache C erreicht durch eine vergleichsweise groBe Zahl von verschiedenen Zeichen flir Operatoren, die an Stelle der sonst tiblichen Schltisselworter oder gar Anweisungen verwendet werden. In der Programmiersprache C sind viele Operationen formal zulassig, die zu inhaltlich falschen Ergebnissen flihren. Dartiber hinaus gibt es eine Reihe von Sprachelementen, die auf verschiedenen Rechnem unterschiedlich interpretiert werden. Auch dies stellt eine Fehlermoglichkeit dar. Dabei liegt es in der Verantwortung des Programmierers, die Fehlerquellen zu meiden. Eine Untersttitzung durch den Compiler ist nur in den selten- sten Fiillen zu erwarten. Wir haben uns darum bemtiht, die Programrniersprache C an einfachen Beispielen zu ver- deutllchen. In der Regel haben wir im Losungsteil zusatzliche Programmvarianten ange- geben und dabei weitere Sprachelemente von C benutzt und erlautert. Der Leser sollte deshalb die zum Text gehorenden Beispiele und Programmvarianten im Losungsteil nach- vollziehen.

Diese Einfuhrung in die Programmiersprache SIMULA ist aus Lehrveranstaltungen entstanden, die seit mehreren Jahren am Rechenzentrum der Universitat Bremen abgehalten wurden. Das Buch wendet sich an ., Horer aller Fakultaten" und will ihnen den Zugang zur Datenverarbeitung an Hand einfacher Aufgabenstellungen erleichtern. Die Programmiersprache SIMULA, die am Norwegian Computing Center von 0. J. Dahl, B. Myhrhaug und K. Nygaard entwickelt wurde, ist eine Erweiterung der Programmiersprache ALGOL 60. Die Sprache bietet eine Fulle von Anweisungen, so dass man den Losungsweg auch bei komplexer Aufgabenstellung ubersichtlich beschreiben kann. Das Ziel dieser Einfuhrung in die Programmiersprache SIMULA ist es, den Leser nach und nach mit den Sprachelementen vertraut zu machen. Dabei kommt es weniger darauf an, die Sprache vollstandig zu beschreiben, als vielmehr, beispielhaft zu zeigen, wie man die einzelnen Anweisungen anwenden kann. Die Programmierbeispiele und Aufgaben wurden auf der Rechenanlage Siemens 7.880 der Universitat Bremen gerechnet und die Ergebnisse im Losungsteil angegeben und erlautert. Damit hat der Leser die Moglichkeit, seine eigenen Programme und Ergebnisse zu kontrollieren. Herrn Dr. Lohmann mochte ich fur die Durchsicht des Manuskripts und Frau U. Kleinschmidt fur ihre Sorgfalt beim Schreiben der Druckvorlagen danken. Bremen, im April 1982 G. Lamprecht -I- 1 Ein einfaches Programmierbeispiel Es soll mit Hilfe der Rechenanlage die Funktion 2 y = 0,3 x + 0,25 x - I an der Stelle x = 0,5 berechnet werden. Wie man leicht nachrechnen kann, muss das Ergebnis -0,8 lauten. Das SIMULA-Programm soll angegeben und anschliessend erlautert werden."

FORTRAN IV ist die im wissenschaftlichen Bereich am weitesten verbreitete Programmiersprache. Fur fast alle Rechenanlagen und in zunehmendem Masse auch in Tischrechnern (intelligenten Terminals) stehen FORTRAN- Compiler zur Verfugung. Bedingt durch das grosse Spektrum von Rechenanlagen mit den vielfaltigen Bedurfnissen der verschiedensten Anwendungsgebiete wurden viele Sprach- erweiterungen von FORTRAN IV vorgenommen, so dass heute eine fast unubersehbare Zahl von IISprachdialekten vorliegt. Obwohl FORTRAN IV eine sogenannte hoehere Programmiersprache ist und damit die Programme eigentlich unabhangig von der benutzten Rechenanlage sein sollten, haben die verschiedenen FORTRAN-Dialekte zu Umstellungsschwierigkeiten ge- fuhrt. Deshalb war es notwendig und konsequent, einen neuen FORTRAN- Standard zu schaffen. Dies ist mit FORTRAN 77 geschehen, das im wesent- lichen eine Erweiterung von FORTRAN IV darstellt und so die fruheren Abweichungen soweit wie moeglich in den Standard aufnimmt. Das vorliegende Buch fuhrt in die Programmiersprache FORTRAN 77 an Hand von Beispielen ein, wobei gleichzeitig auf abweichende Sprachelemente von FORTRAN IV eingegangen wird. Die Beispiele und Aufgaben sind so gewahlt, dass sie ohne allzu grosse Vorkenntnisse mit den dargestellten FORTRAN-Anweisungen geloest werden koennen. Dabei lernt der Leser mit Ausnahme weniger Anweisungen den gesamten Sprachumfang von FORTRAN 77 kennen. Frau U. Kleinschmidt moechte ich an dieser Stelle fur ihre Sorgfalt beim Schreiben der Druckvorlage danken.

Diese Einfuhrung in die Programmiersprache SIMULA ist aus einer Lehrveranstaltung entstanden, die im WS 1974/75 und im SS 75 am Rechenzentrum der Universitat Bremen abgehalten wurde. Das Buch wendet sich an Hoerer aller Fakultaten und will ihnen den Zugang zur Datenverarbeitung an Hand einfacher Aufgabenstellungen erleichtern. Die Programmiersprache SIMULA, die am Norwegian Computing Center, Oslos, von 0. J. Dahl, B. Myhrhaug und K. Nygaard entwickelt wurde, ist eine Erweiterung der Programmiersprache ALGOL 60. Die Sprache bietet eine Fulle von Anweisungen, so dass man den Loesungsweg auch bei komplexer Aufgabenstellung ubersichtlich be- schreiben kann. Das Ziel dieser Einfuhrung in die Programmiersprache SIMULA ist es, den Leser nach und nach mit den Sprachelementen vertraut zu machen. Dabei kommt es weniger darauf auf, die Sprache vollstandig zu beschreiben, als vielmehr, beispielhaft zu zeigen, wie man die einzelnen Anweisungen anwenden kann. Alle Programmierbeispiele und Aufgaben wurden auf der Rechenarralge IRIS 80 der Universitat Bremen gerechnet und die Ergebnisse im Loesungsteil angegeben und er- lautert. Damit hat der Leser die Moeglichkeit, seine Programme und Ergebnisse zu kontrollieren. Allen Mitarbeitern des Rechenzentrums bin ich fur ihre Anregungen und Verbes- serungsvorschlage zu Dank verpflichtet. Frau U. Pochciol moechte ich an dieser Stelle ausdrucklich fur ihre Sorgfalt beim Schreiben der Druckvorlage danken.

Diese Einfiihrung in die Programmiersprache Fortran N ist entstanden aus mehreren Kursen, die am Rechenzentrum der Universitat Miinster fUr Horer aIler Fakultiiten ab- gehalten worden sind. Das Ziel dieser Kurse war es, dem Teilnehmer ein Hilfsmittel in die Hand zu geben, das er unter Umstanden spater fUr seine wissenschaftlichen Aufgaben einsetzen kann. Urn den Kursteilnehmer moglichst gut mit dem neuen, Handwerkzeug" vertraut zu machen, wurde die Programmiersprache so dargestellt, d ein unmittelbares Ausprobieren des gerade erlemten Stoffes auf der Rechenanlage moglich war. Die Sprache Fortran N sollte als "problemorientierte" Programmiersprache eigentlich unabhiingig von der benutzten Rechenanlage (ffiM 360/50) sein. Bedingt durch den unter- schiedlichen Aufbau der Rechenanlagen lassen sich jedoch gewisse Abweichungen in der Programmiersprache bei den einzelnen Herstellerfmnen nicht ganz vermeiden. So kann es sein, d einzelne Programme auf einer anderen Rechenanlage eine Fehlermeldung hervorrufen. Anhand der Fehlermeldung l t sich das Programm dann leicht abiindern. In den Paragraphen 1 und 9 wird die interne Verschliisselung von Zahlen und Zeichen beschrieben. 1m Prinzip gilt die Darstellung fUr aIle Rechenanlagen, ohne Xnderung je- doch zur Zeit nur fUr Anlagen der Firmen CII, IBM und Siemens. Ganz bew t wurde in dieser Einfiihrung darauf verzichtet, aIle Moglichkeiten der Pro- grammiersprache Fortran zu beschreiben. Einmal verwirrt die Vielfalt einen Anflinger, zum anderen werden die hier beschriebenen Moglichkeiten ausreichen, urn die am Anfang anfaIlenden Programmieraufgaben zu losen. Spater wird der Leser sicher in der Lage sein, ein Handbuch tiber Fortran IV zu verstehen.

FORTRAN IV ist die im wissenschaftlichen Bereich am weitesten verbreitete Programmiersprache. Fur fast alle Rechenanlagen und in zunehmendem Masse auch in Tischrechnern ("intelligenten Terminals") stehen FORTRAN Compiler zur Verfugung. Bedingt durch das grosse Spektrum von Rechenanlagen mit den vielfaltigen Bedurfnissen der verschiedensten Anwendungsgebiete wurden viele Sprach erweiterungen von FORTRAN IV vorgenommen, so dass heute eine fast unubersehbare Zahl von IISprachdialekten" vorliegt. Obwohl FORTRAN IV eine sogenannte hohere Programmiersprache ist und damit die Programme eigentlich unabhangig von der benutzten Rechenanlage sein sollten, haben die verschiedenen FORTRAN-Dialekte zu Umstellungsschwierigkeiten ge fuhrt. Deshalb war es notwendig und konsequent, einen neuen FORTRAN Standard zu schaffen. Dies ist mit FORTRAN 77 geschehen, das im wesent lichen eine Erweiterung von FORTRAN IV darstellt und so die fruheren Abweichungen soweit wie moglich in den Standard aufnimmt. Das vorliegende Buch fuhrt in die Programmiersprache FORTRAN 77 an Hand von Beispielen ein, wobei gleichzeitig auf abweichende Sprachelemente von FORTRAN IV eingegangen wird. Die Beispiele und Aufgaben sind so gewahlt, dass sie ohne allzu grosse Vorkenntnisse mit den dargestellten FORTRAN-Anweisungen gelost werden konnen. Dabei lernt der Leser mit Ausnahme weniger Anweisungen den gesamten Sprachumfang von FORTRAN 77 kennen. Frau U. Kleinschmidt mochte ich an dieser Stelle fur ihre Sorgfalt beim Schreiben der Druckvorlage danken."