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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."
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