FORTRAN程序设计实验指导Word.docx
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FORTRAN程序设计实验指导Word
FORTRAN90程序设计实验指导
第一节FORTRANPowerStation4.0快速入门
1.1安装FORTRANPowerStation4.0
1.1.1系统要求
安装MicrosoftFORTRANPowerStation4.0需要具备以下软硬件条件：
●80486或以上处理器，运行Windows95/WindowsNT3.51或以上操作系统。
●如果安装标准版，需要3.5英寸软盘驱动器或光盘驱动器，如安装专业版，则必须具有光盘驱动器。
●16MB或以上内存。
●足够的硬盘空间。
安装程序根据安装选项提示所需的硬盘空间。
标准版和专业版的典型安装分别需要约45MB和70MB硬盘空间。
●VGA显示器（推荐使用SVGA显示器）。
●鼠标。
1.1.2安装步骤
下面以Windows95操作系统为例，对于WindowsNT操作系统，安装过程与此类似。
图1.1Setup程序的安装选项对话框
首先，将含FORTRANPowerStation4.0的光盘插入光盘驱动器，在资源管理器中运行Setup程序，屏幕显示MicrosoftFORTRANPowerStationSetup窗口；安装程序自动搜索已有组件，单击【Continue】（继续）按钮，并按提示输入CD-Key后，安装程序会显示安装选项对话框（图1.1）；如果要改变安装FORTRANPowerStation4.0的文件夹,单击【ChangeFolder...】（改变文件夹）按钮，选择或输入所需的文件夹名；如果输入的文件夹不存在，安装程序会自动生成该文件夹，并生成几个下级文件夹以存放相应的各类文件。
图1.1还显示了各安装选项的简短说明和安装时所需的硬盘空间。
选择下列四个安装选项之一继续安装：
Typical（典型）
Custom/Complete（定制/完全）
Compact（紧凑）
RunfromCD-ROM（从光盘运行）
Typical（典型）安装选项将安装最常用的部分，约需70MB硬盘空间。
Custom/Complete（定制/完全）安装选项将允许用户选择安装自己需要的组件或完全安装FORTRANPowerStation4.0（约需115MB空间）。
Compact（紧凑）安装选项将FORTRANPowerStation4.0所必须的组件安装到硬盘，约需要25MB硬盘空间。
RunfromCD-ROM（从光盘运行）安装选项只复制DeveloperStudio的共享组件到硬盘，因此在使用FORTRANPowerStation4.0时，必须在光盘驱动器插入FORTRANPowerStation4.0光盘，从光盘访问所需的文件。
选择所要安装的组件时，要注意硬盘是否有足够的空间（安装程序会自动检测）。
安装后如果要增加、删除某些组件或卸载FORTRANPowerStation4.0时，可以再运行Setup，按提示进行操作即可，当然也可以在控制面板选择添加/删除程序进行卸载。
1.2MicrosoftDeveloperStudio用户界面简介
在“开始”菜单的程序组中，选择【FORTRANPowerStation4.0】程序组的【MicrosoftDeveloperStudio】，如果已经在桌面建立了它的快捷方式，可双击快捷方式的图标来运行FORTRANPowerStation4.0集成开发环境。
图1.2在MicrosoftDeveloperStudio中打开一个工程
MicrosoftDeveloperStudio用户界面包含较复杂的菜单、工具条和多种窗口。
如图1.2所示，上部是命令菜单，提供Microsoft的全部功能，这些功能包括管理工程、生成和编辑源程序文件以及设计程序资源（如菜单、对话框和图标）；跟踪和调试程序；查看BooksOnline（联机帮助手册）等。
菜单的下面是标准的工具条，提供常用的文件管理、编辑命令等按钮。
标准的工具条下面是工程工具条，提供了常用的编译、链接、运行和调试程序的按钮，另外还包括编辑资源（菜单、对话框、工具条和位图等）的按钮。
图1.2的中部并列着两个窗口，左边的窗口是工程项目窗口，工程项目窗口的下面有两个标签，从左至右分别为【FileView】（查看文件）、【InfoView】（查看信息），鼠标在这些标签上停留片刻，即可显示标签的名称。
如果工程中还包括资源文件，则同时显示【ResourceView】（查看资源）标签。
工程项目窗口的各窗格均以树形结构显示各自包含的内容。
【ResourceView】（查看资源）显示工程中包含的资源（如菜单、对话框等）。
【FileView】（查看文件）显示工程中包含的文件。
【InfoView】（查看信息）显示联机帮助信息。
工程项目窗口的右边是【Source】（源文件）窗口。
它与左边的窗口的窗口对应，显示源文件的内容，如程序源代码或对话框、菜单等资源。
图1.2的下部是信息【Output】（输出）窗口。
它的下面有Build、Debug、FindinFiles和Profile标签，分别显示编译链接、调试、查找和概貌信息。
工程项目窗口和信息【Output】（输出）窗口是可停靠（Dockable）的窗口，可按需要停靠到主窗体的合适位置，也可移动到主窗体外面使它成为浮动窗口。
【Source】（源文件）窗口属于文档窗口。
在调试程序时，还提供了很多显示调试信息的窗口，第四章讲述有关程序调试的详细内容。
1.3建立一个工程
1.3.1创建工程
为了使用DeveloperStudio开发FORTRAN程序，需要先建立所要编写程序的工程（Project）。
FORTRANPowerStation4.0的工程中存放了建立特定程序所要的全部信息。
这些信息包括程序源文件名称及相互关系、所需库文件清单、编辑器、链接器和建立该程序所用的其它信息的清单。
下面编写名为Hello的FORTRAN程序。
为此要先创建工程，其步骤如下：
图1.3【New】（新建）对话框
1）从DeveloperStudio的【File】（文件）菜单选择【New】（新建）命令，出现【New】（新建）对话框（图1.3）。
2）在【New】（新建）对话框中的清单中选择【ProjectWorkspace】（工程项目），其它的几个选项分别为：
TextFile（文本文件）
ResourceScript（空的资源文件脚本）
ResourceTemp——late（资源模板）
BinaryFile（二进制文件）
BitmapFile（位图文件）
IconFile（图标文件）
CursorFile（光标文件）
单击【New】（新建）对话框的【Help】（帮助）按钮可以得到其它各类文件的相关帮助信息。
3）单击【New】（新建）对话框中的【OK】（确定）按钮，出现【NewProjectWorkspace】（新建工程项目）对话框（图1.4）
图1.4【NewProjectWorkspace】（新建工程项目）对话框
4）在对话框的【Name】（名称）编辑框中，输入工程名Hello。
DeveloperStudio给新工程赋名Hello。
DeveloperStudio在Hello.mak和Hello.mdp中存放所有Hello工程的相关信息。
Hello.mak称为工程的构成文件（makefile），存放建立Hello工程所需的实质性信息。
Hello.mdp称为工程的配置文件（configurationfile），存放当前DeveloperStudio设置的信息，这些信息包括打开文件数、窗口位置和大小等，以便下次处理该工程时恢复这些设置。
5）在【Location】（位置）编辑框中，输入存放这个工程的文件夹，当然也可以单击【Browe...】（浏览）按钮选择所需的文件夹。
如果输入的文件夹不存在，DeveloperStudio会自动生成它，而且还会生成子目录来存放输出文件。
6）在【Type】（类型）列表框中选择【ConsoleApplication】（控制台应用程序）。
控制台应用程序是32位字符方式程序。
它可以全屏也可以在Windows桌面的简单窗口内运行。
其它的几种工程类型为：
Application：
使用WindowsNTWin32API函数开发的完全图形化界面的应用程序。
文件扩展名为.exe
Dynamic-LinkLibraries：
动态链接库，扩展名为.dll。
StaticLibraries：
静态库，扩展名为.lib。
QuickWinApplication：
在一个或多个窗体允许图形输出或其它屏幕功能的应用程序。
文件扩展名为.exe。
StandardGraphicsApplication：
在单个窗体允许图形输出和其它屏幕功能的应用程序。
文件扩展名为.exe。
7）检查【Platforms】（平台）下的【Win32】核选框是否已经核选。
选择【Win32】平台表示程序被Win32支持，可以调用Win32函数，能够作为32位程序在Windows95和WindowsNT上运行。
8）单击【NewProjectWorkspace】（新建工程项目）对话框中的【Creat】（创建）按钮。
DeveloperStudio生成并打开名为Hello的工程。
这个工程的信息显示在工程项目窗口中。
如果没有出现工程项目窗口，选择【View】（视图）菜单下的【ProjectWorkspace】（工程项目）或按快捷键Alt+0显示它。
工程项目窗口的底部有【FileView】（查看文件）和【InfoView】（查看信息）两个标签，单击底部的标签可以在工程项目窗口的不同窗格（Pane）间切换。
要保存工程，选择【File】（文件）下的【SaveAll】（全部保存）。
1.3.2生成和编辑源代码文件
现在，需要编写源程序代码。
选择【File】（文件）下的【New】（新建），出现【New】（新建）对话框（参看图1.3），在【New】（新建）对话框中选择【TextFile】（文本文件）并单击【OK】（确定）按钮创建新文本文件。
当然也可以直接单击工具条上的【NewSourceFile】（新建源文件）按钮（图1.5中最左端的按钮）来创建新文本文件。
图1.5所示的按钮从左至右实现的功能分别为：
建立新文件、打开文件、保存文件（正在编辑的文件）及保存所有文件。
图1.5工具条上的按钮
新【Source】（源文件）窗口（在工程项目窗口右边）为空白窗口。
这个窗口实际上是一个文本编辑器（有关文本编辑器的详细功能在第三章介绍），利用文本编辑器输入下面的FORTRAN程序源代码：
PROGRAMMAIN
IMPLICITNONE
PRINT*,'Hello,World!
'
ENDPROGRAMMAIN
输入程序源代码后，选择【File】（文件）菜单的【Save】（保存）或【Saveas...】（另存为）命令，或单击工具条上的按钮（图1.5所示的第三个按钮）将源程序存盘；当然也可以使用快捷键Ctrl+S或功能键F12存盘。
注意只有当【Source】（源文件）窗口处于激活状态时，这些存盘命令是可用的。
另外为便于管理，最好将源文件保存在存放工程的文件夹中。
源文件的缺省扩展名为.f90。
1.3.3将文件加入工程
图1.6【InsertFilesintoProject】（插入文件到工程）对话框
创建和保存了源程序Hello.f90后，要将它加入到工程中。
在DeveloperStudio的【Insert】（插入）菜单中选择【FilesintoProject】（插入文件到工程），出现【InsertFilesintoProject】（插入文件到工程）对话框（图1.6），选择要加入到工程的文件Hello.f90，这时对话框上“文件名（N）”右边的编辑框中显示Hello.f90，单击【Add】（添加）按钮，也可以在对话框中双击Hello.f90，把源程序Hello.f90加入到工程Hello中。
要快速加入文件到工程中，在文本编辑器窗口中右击，然后在弹出的快捷菜单中选择【InsertFilesintoProject】（插入文件到工程），再选择Hello，可以快速的将文件加入到工程中。
图1.7【FileView】（查看文件）窗口显示工程所包含的文件
加入文件到工程中后，单击工程项目窗口底部的【FileView】（查看文件）标签，则窗口中显示工程名Hello。
单击【Hellofiles】左边的加号“+”，或双击【Hellofiles】，或在选中【Hellofiles】时按右方向键，这时显示该工程所包含源文件名称和Hello.f90（图1.7）。
对于有几个源文件的工程，【FileView】（查看文件）窗口显示工程所包含的所有源文件及其附属文件（如头文件等其它源文件所依赖的文件），而且可以双击图中文件名打开源文件（显示在【Source】（源文件）窗口中）。
如果要从工程中移走文件，在【FileView】（查看文件）窗口选择要从工程中移走的文件名，按【Delete】（删除）键即可。
单击【InfoView】（查看信息）标签，则工程项目窗口显示FORTRANPowerStation4.0联机手册的内容。
联机帮助手册的使用方法见2.4节。
1.4编译和执行程序
1.4.1生成可执行文件
现在可以生成可执行文件了。
在编译、链接之前可以设置编译和链接选项，这里先使用缺省设置。
后面讲述如何设置编译和链接选项。
图1.8工程工具条
下面生成Hello程序的调试（Debug）版的可执行文件。
注意FORTRANPowerStation4.0可以生成程序的调试版和发布（Release）版。
调试版中包含一些调试信息，因而比发布版的可执行文件要大一些。
如果选择生成调试版，则DeveloperStudio将输出文件保存在存放工程文件夹的Debug目录中。
如果选择生成发布版，则存放在Release目录中。
为确保选择生成调试版的可执行文件，在工程工具条（图1.8）的【SelectDefaultProjectConfiguration】（选择缺省的工程配置）组合框中选择【Hello-Win32Debug】选项。
图1.8左边的三个按钮的功能分别为编译、生成可执行文件和停止生成。
也可以从【Build】（生成）菜单选择【SelectDefaultProjectConfiguration】（选择缺省的工程配置），打开【DefaultProjectConfiguration】（缺省工程配置）对话框（图1.9），在【ProjectConfiguration】（工程配置）列表框中选择【Hello-Win32Debug】并单击【OK】（确定）按钮确定。
为了生成可执行文件，选择【Build】（生成）菜单下的【BuildHello.exe】（生成Hello.exe）命令，或按快捷键Shift+F8，或单击工程工具条（参看图1.8）上的第二个按钮。
在生成可执行文件的同时，DeveloperStudio的【Output】（输出）窗口显示编译链接过程的结果信息。
如果【Output】（输出）窗口不可见，从【View】（视图）菜单选择【Output】（输出）或按快捷键Alt+2显示【Output】（输出）窗口，单击【Output】（输出）窗口的【Build】（生成）标签，可以查看编译链接过程的结果信息，如果程序中有错，【Output】（输出）窗口会显示错误或警告信息和这些信息的总数。
如果【Output】（输出）窗口显示错误或警告信息，则可以双击【Output】（输出）窗口中包含该信息的行找到产生错误的源程序行。
也可以按F4查阅编译链接时出现的下一条错误，或按Shift+F4查阅上一条错误。
在Hello.f90中引入一些错误并重新编译链接即可测试此功能。
DeveloperStudio将输出文件（Hello.exe、Hello.ilk、Hello.obj、Hello.pdb）保存在存放工程文件夹的Debug文件中。
可以按需要改变文件存放的位置。
图1.9【DefaultProjectConfiguration】（缺省工程配置）对话框
如果要放弃生成可执行文件，可以在完成之前，从【Build】（生成）菜单选择【StopBuild】（停止生成）命令，或按快捷键Ctrl+Break，或单击工程工具条的第三个按钮来停止。
注：
如果程序中包含多个源文件，DeveloperStudio通常只处理上次编译链接后改变的文件。
但如果改变了工程设置，则显示消息框提示工程设置已经改变；如果在消息框中单击【Yes】（是），则重新编译所有的文件。
也可以从【Build】（生成）菜单选择【BuildAll】（生成所有文件）命令或按快捷键Alt+F8来强迫DeveloperStudio重新编译、链接工程中包含的所有文件。
1.4.2执行一个程序
图1.10Hello程序运行完毕时的窗口
生成可执行文件后，可以从【Build】（生成）菜单选择【ExecuteHello.exe】（执行Hello.exe）或按快捷键Ctrl+F5直接在DeveloperStudio中运行它。
也可以使用任何标准Windows操作方法运行可执行文件Hello.exe。
图1.10是Hello.exe运行完毕时的窗口。
注意，如果在MS-DOS提示符下运行Hello.exe，则运行结果出现在MS-DOS的提示窗口，它并不生成另一个控制台窗口。
1.5快速建立单个源文件的控制台应用程序
至此，已经学习了如何利用DeveloperStudio建立工程、生成和编辑源程序文件、将源文件加入工程、生成可执行文件和运行程序。
但是如果要建立只包含一个源文件的控制台应用程序，可以使用以下的简便方法：
1）如果DeveloperStudio中已经打开了一个工程，从【File】（文件）菜单选择【CloseWorkspace】（关闭工程项目）命令将它关闭。
2）单击标准工具条的【NewSourceFile】（新建源文件）按钮（图1.5中最左边的按钮），生成新的FORTRAN源文件并输入程序源代码。
3）按快捷键Ctrl+S或单击标准工具条的【Save】（保存）按钮（图1.5中第三个按钮）保存文件，也可以先不保存，直接进行下一步。
4）单击工程工具条的【Build】（生成）按钮（图1.8中第二个按钮）或按快捷键Shift+F8。
DeveloperStudio提示是否创建工程，单击【Yes】（是）按钮。
如果没有保存源文件，则会提示保存它。
5）按快捷键Ctrl+F5执行程序。
注：
这时DeveloperStudio并不生成分开的输出文件夹，而是把所有文件都存放在工程文件夹中（包括hello.f90、hello.exe、hello.mak、hello.mdp、hello.obj、hello.ilk、hello.pdb）。
另外，可以在第1）、2）步后直接按F5或单击工程工具条的【Go】（运行）按钮，这时DeveloperStudio提示是否创建工程，单击【Yes】（是）按钮确认，DeveloperStudio提示保存源文件。
然后编译链接生成可执行文件并执行它，不过在程序执行完毕后会自动返回到DeveloperStudio；而按Ctrl+F5执行程序时，控制台窗口等待关闭后才返回到DeveloperStudio。
第二节定制和使用DeveloperStudio
2.1DeveloperStudio的窗口
MicrosoftDeveloperStudio包含多种窗口。
这些窗口有工程项目窗口，【Source】（源文件）窗口、信息【Output】（输出）窗口和多种【Debug】（调试）窗口。
工程项目窗口显示工程中包含的源文件、资源（如菜单、对话框等）以及帮助信息的主题。
【Source】（源文件）窗口显示源文件的内容如程序源代码或对话框、菜单等资源。
信息【Output】（输出）窗口显示编译链接、调试和查找结果等信息。
【Debug】（调试）窗口显示有关程序调试的信息。
这些窗口可以分为两类：
文档窗口和可停靠（Dockable）窗口。
【Source】（源文件）窗口属于文档窗口。
文档窗口可以调整大小、最大化或最小化，但它只能局限在DeveloperStudio的主窗体内。
工程项目窗口和信息【Output】（输出）窗口是可停靠窗口。
可停靠窗口可按需要停靠到主窗体的合适位置，也可移动到主窗体外面使之成为浮动窗口。
2.1.1文档窗口
文档窗口包括文本和资源编辑窗口以及浏览窗口。
文档窗口是和工程联系在一起的，关闭工程时，DeveloperStudio记录了它们的位置、大小等信息。
可以在文档窗口中右击，弹出菜单，菜单中包含了与窗口当前状态相关的命令。
可以按Windows95中窗口操作的方法调整各个文档窗口的大小和位置。
也可以从【Windows】（窗口）菜单下选择【Cascade】（层叠）、【TileHorizontally】（水平排列）和【TileVertically】（垂直排列）命令来排列窗口，或选择【Split】（分割）命令来分割窗口。
要在打开工程时调入工程包含的文档，步骤如下：
1）从【Tools】（工具）菜单，选择【Option】（选项）命令，出现【Option】（选项）对话框。
2）选择【Workspace】（项目）标签，图2.1是对话框的【Workspace】（项目）选项卡。
3）核选【Reloaddocumentswhenopeningproject】（打开工程时调入工程包含的文档）。
4）单击【OK】（确定）按钮。
图2.1【Option】（选项）对话框的【Workspace】（项目）选项卡
DeveloperStudio允许在使用文本或资源编辑窗口时采用全屏模式。
这在某些时候是很有用的。
要使用全屏模式，从【View】（视图）菜单选择【FullScreen】（全屏）命令。
要取消全屏模式，可采用下列方法之一：
●按Esc键。
●单击工具条上的【FullScreen】（全屏）按钮。
●按Alt+V打开【View】（视图）菜单，选择【FullScreen】（全屏）命令。
2.1.2可停靠窗口
可停靠窗口可以停靠在DeveloperStudio主窗体的四周，也可以转换为浮动窗口。
可停靠窗口包括：
【ProjectWorkspace】（工程项目）窗口
【Watch】（查看）窗口
【Variables】（变量）窗口
【Registers】（寄存器）窗口
【Memory】（内存）窗口
【CallStack】（堆栈调用）窗口
【Disassembly】（反汇编）窗口
【InfoViewerTopic】（信息查看主题）窗口
其中有些工具窗口只在调试程序时才能出现，与文档窗口类似，在可停靠窗口或浮动窗口中可以右击，快捷菜单中包含了与窗口当前状态相关的命令。
可停靠窗口也可被设置为非可停靠窗口（以类似文档窗口的形式显示）。
也就是说，可停靠窗口能以停靠窗口、浮动窗口或文档窗口的形式出现。
要设置可停靠窗口为非可停靠的，步骤如下：
1）从【Tools】（工具）菜单，选择【Options】（选项）命令，出现【Options】（选项）对话框。
2）选择【Workspace】（项目）标签，显示对话框的【Workspace】（项目）选项卡。
3）在【DockingViews】（可停靠的视图）下
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