Roteiro para Aula 1 de laboratório. 1) Mostrar estrutura básica de um código em Fortran. algoritmo. program nome_da_codificacao.

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1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro Instituto de Física Armando Dias Tavares Departamento de Física Aplicada e Termodinâmica Laboratório de Física Computacional/IF Roteiro para Aula 1 de laboratório 1) Mostrar estrutura básica de um código em Fortran. program nome_da_codificacao 2) Apresentar o indicador de comentário. {} no e! no Fortran {comentário} program nome_da_codificacao! comentario 3) Apresentar o cabeçalho. Se usa cabeçalho no Fortran; no, as informações do cabeçalho estão na documentação externa. {declarações de variáveis e constantes} {bloco de instruções} program nome_da_codificacao! autor:! data:! arquivo fonte:!! proposito:! declarações de variáveis! e constantes! bloco de instruções 4) Apresentar a instrução. O Fortran, na sua criação, usava um artifício que simplificava a declaração de variáveis inteiras; quando uma variável começava com i, j, k, l, m e n, elas eram interpretadas automaticamente como variáveis inteiras, dispensando a declaração das mesmas; para anular este dispositivo, é necessário incluir sempre este comando forçando que todas as variáveis e constantes sejam declaradas explicitamente no código-fonte. 1

2 {declarações de variáveis e constantes} {bloco de instruções} program <nome>! autor:! data:! arquivo fonte:!! proposito: implic none! declarações de variáveis! e constantes! bloco de instruções 5) Apresentar a declaração de variáveis e constantes. No, usamos três tipos de variáveis e constantes: numéricos, literais e lógicos. No Fortran, o tipo numérico é dividido em duas categorias: inteiro (integer) e real (real). O tipo literal permanece literal (character) e o lógico permanece lógico (logical). Para se declarar variáveis e constantes no usa-se o comando declarar: declarar nome_da_variável tipo (valor_de_inicialização) declarar nome_da_constante tipo constante (valor_de_inicialização) declarar var1, var2, var3,... tipo (var1 valor1, var2 valor2, var3 valor3,...) declarar const1,const2,const3,... tipo constantes (const1 valor1,const2 valor2,const3 valor3,...) Declarações de variáveis declarar var numérico {se inteiro} declarar var numérico {se real} declarar var lógico declarar var literal {se caracter} declarar var[núm] literal {se string} integer::var! se inteiro real::var! se real logical::var character::var! se caracter character(len=núm)::var! se string Com inicializações das variáveis declarar var numérico (valor) {inteiro} declarar var numérico (valor) {real} declarar var lógico (valor) declarar var literal ('carácter') declarar var[núm] literal ( string ) integer::var = valor real::var = valor logical::var = valor character::var = 'carácter' character(len=núm)::var = string 2

3 Declarações de constantes com suas inicializações: declarar const numérico constante (valor) {inteiro} declarar const numérico constante (valor) {real} declarar const lógico constante (valor) declarar const literal constante ('carácter') declarar const[] literal constante ( string ) integer,parameter::var = valor real,parameter::var = valor logical,parameter::var = valor character,parameter::var = 'carácter' character(len=*),parameter::var = string 6) Apresentar os comando de entrada e saída. Os comando de entrada e saída são: read e print. ler <lista de variáveis> escrever <informação a ser impressa> read *, <lista de variaveis> print *, <informação a ser impressa> O comando read só aceita identificadores de variáveis, pois a informação que estará sendo lida deverá ficar armazenada em algum lugar, ou seja, numa variável, que é o elemento de informação próprio para isso. Não faz sentido usar o comando de leitura com uma constante, pois as constantes já são declaradas com seus valores correspondentes. O comando read pode trabalhar com uma ou mais variáveis (lista de variáveis). Se este for o caso (mais de uma), cada variável deverá estar separada por uma vírgula. O comando print é o comando de saída de informação. Pode-se imprimir na tela do computador: valores constantes numéricos, literais e lógicos, variáveis e constantes. Em uma única instrução de print, o programador pode combinar qualquer uma destas informações entre si. declarar a, b, c numéricos {inteiros} ler a, b, c escrever a=,a, b:,b, e c é,c integer:: a, b, c read *, a, b, c print *, a=,a, b:,b, e c eh,c Exemplo de um com declaração de variáveis, constantes, entradas e saídas. declarar a numérico {inteiro} declarar b numérico constante (b 0,34) {real} ler a escrever a=,a, b=,b program exentradasaida integer:: a real, parameter:: b = 0.34 read *, a print *, a=,a, b=,b 3

4 7) Apresentar expressões aritméticas, lógicas e relacionais. As expressões seguem sempre um formato básico que é: resultado operando1 operador operando2 Existem operações que podem aceitar somente um operando. Esta operações são chamadas de unárias em contraposição às operações que aceitam dois operandos, isto é, são binárias. No caso das operações unárias, o formato é: resultado operador operando a) Os operadores aritméticos sâo: soma (+), subtração ( ), multiplicação (*), divisão (/) e potenciação (**). Soma resultado operando1 + operando2 Subtração resultado operando1 operando2 Multiplicação resultado operando1 * operando2 Divisão resultado operando1 / operando2 Potenciação resultado operando1 ** operando2 resultado = operando1 + operando2 resultado = operando1 operando2 resultado = operando1 * operando2 resultado = operando1 / operando2 resultado = operando1 ** operando2 Observações importantes Numa operação aritmética binária, basta que um dos dois operando seja real para que o resultado da operação seja um valor real. Uma operação aritmética só gera um resultado inteiro se os operandos forem inteiros. Isso vale para qualquer operador aritmético. Continuando no Fortran: program exmultiplicacao integer:: a, b, x real:: d, y a = 2 b = 3 d = 3.0 x = a*b! resultado eh 6, inteiro, porque tudo eh inteiro y = a*d! resultado eh 6.0, real por causa da variavel d x = a*d! resultado eh 6, inteiro, por causa da variavel x y = a*b! resultado eh 6.0, real, por causa da variavel y Quando um valor real é atribuído a uma variável inteira, o resultado desta operação é inteiro por causa do efeito de truncamento. A parte decimal do valor constante armazenado na variável real é CORTADA, TRUNCADA, NÃO É ARREDONDADA. 4

5 O Fortran é em inglês. Logo, o sistema de representação decimal é com ponto (.) e não vírgula (,). Numa expressão matemática, utiliza-se parênteses, colchetes e chaves. No Fortran utiliza-se somente parênteses. E os parênteses alteram a ordem de precedência das operações aritméticas tal qual na matemática. O que estiver dentro de parênteses é operado primeiro. b) Os operadores lógicos são: e (conjunção), ou (disjunção) e não (negação). Este operadores devem ser sublinhados no. O resultado de uma operação lógica é um valor lógico, isto é, FALSO ou VERDADEIRO. No Fortan, estes operadores são:.and. (e),.or. (ou) e.not. (não). Os valores constantes lógicos FALSO e VERDADEIRO são, no Fortran:.false. (falso) e.true. (verdadeiro). Conjunção (e) resultado operando1 e operando2 Disjunção (ou) resultado operando1 ou operando2 Negação (não) resultado não operando resultado = operando1.and. operando2 resultado = operando1.or. operando2 resultado =.not. operando {tabela_verdade_e} declarar a, b, c lógicos escrever a b a e b program tabela_verdade_e logical::a, b, c print*, a b a e b 5

6 {tabela_verdade_ou} declarar a, b, c lógicos escrever a b a ou b program tabela_verdade_ou logical::a, b, c print*, a b a ou b {tabela_verdade_não} declarar a, b lógicos escrever a não a c não a escrever a,,b b não a escrever a,,b program tabela_verdade_e logical::a, b, c print*, a não a b =.not. a print*, a,,b b =.not.a print*, a,,b c) Os operadores relacionais: os operadores relacionais comparam valores de mesma natureza (tipo). São operadores binários. As relações entre valores podem ser de: equivalência (igualdade), desigualdade, maior, maior ou igual, menor e menor ou igual. Em, para cada uma das relações, temos os operadores: igualdade (=), desigualdade (/= ou ), maior (>), maior ou igual (>= ou ), menor (<) e menor ou igual (<= ou ). Em Fortram, o símbolo '=' não pode ser usado para comparação, pois significa atribuição (como pode ser visto nos exemplos anteriores). Então, para se avaliar a equivalência entre dois operandos, usar-se-á '==' ou o operador.eq.. 6