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Le langage de programmation FORTRAN Elaboré par Mr B. LAFIFI 1 REPUBLIQUE ALGER

Le langage de programmation FORTRAN Elaboré par Mr B. LAFIFI 1 REPUBLIQUE ALGERIEE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISRERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE DE GUELMA DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL ANNEE : 3EME ANNEE LMD SPECIALITE : GENIE CIVIL ELABORE PAR: Mr LAFIFI BRAHIM ANNEE UNIVERSITAIRE : 2007/2008 Le langage de programmation FORTRAN Elaboré par Mr B. LAFIFI 2 PROGRAMME Chapitre I : Introduction au langage FORTRAN Chapitre II : Les constantes et les variables Chapitre III : Les opérateurs et expressions Chapitre IV : Les instructions de branchement GO TO et IF Chapitre V : Les boucles de programme : l’instruction de contrôle DO Chapitre VI : Les instructions d’entrées sorties Chapitre VII : Les sous programmes Le langage de programmation FORTRAN Elaboré par Mr B. LAFIFI 3 Chapitre I Introduction au langage de Programmation FORTRAN I.1. Historique Le FORTRAN ou FORmula TRANslator est un langage de programmation particulièrement destiné au traitement des applications scientifiques telles que les statistiques, le calcul numérique, la simulation, etc…. En 1954, la Compagnie « International Business Machines » (IBM) publie la description préliminaire d’un système de FORmulation mathématique TRANsposée, c’est la première tentative pour définir un langage de programmation évolué. Ce FORTRAN est encore rudimentaire, ainsi par exemple, les noms de variables ont au plus 2 caractères. A cette époque, des travaux d’élaboration d’un compilateur (traducteur) pour IBM commencent, cependant que continue la réflexion autour de l’amélioration du langage lui même. En 1956, parait le premier manuel de référence IBM qui définit la première version du langage : FORTAN I. Cette version reçoit à la version initiale : - Noms de variables à 6 caractères ; - Instructions : CONTINUE, GO TO, FORMAT ; En 1957, parution de la deuxième version FORTRAN II. Ce FORTRAN reçoit les sous- programmes, les fonctions et les COMMON. En 1958, mise au point de la troisième version FORTRAN III. En 1962, FORTRAN IV voit le jour avec en plus : - Les déclarations explicites ; - L’instruction DATA ; - L’instruction BLOCK DATA ; En 1977, une version très développée de FORTRAN est parue sous le nom de FORTRAN 77 ou FORTRAN V. Ce dernier adopte un schéma d’alternative structuré (IF-THEN-ELSE-ENDIF) éliminant une bonne part des GO TO et il dispose des données de type CHARACTER. I.2. Elaboration d'un programme Un programme Fortran nécessite trois types de fichiers pour son élaboration : • Les fichiers source (extension .FOR, .F90 sous MS-D OS ou WINDOWS) • Les fichiers objet (extension .OBJ sous MS-DOS) • Le fichier exécutable (extension .EXE sous MS-DOS ou WINDOWS). Le programmeur écrit le fichier source à l'aide d'un éditeur de texte de son choix. Il s'agit d'un texte clair, contenant toutes les instructions du programme. Le fichier source doit ensuite être compilé, c'est à dire traduit en langage machine. C'est le rôle du compilateur. Chaque langage Le langage de programmation FORTRAN Elaboré par Mr B. LAFIFI 4 possède d'ailleurs un compilateur propre. Le fichier obtenu après compilation est un fichier objet, pas encore exécutable. L'éditeur de liens se chargeant de les lier et de les rendre exécutables. Toute modification, correction d'un programme passe tout d'abord par la modification du fichier source. Ce fichier doit être ensuite recompilé, ce qui permet d'obtenir un fichier objet mis à jour. Dans un cas simple, sur un compatible PC, on écrit le programme que nous appellerons par exemple PROG.FOR à l'aide d'un éditeur de texte au choix. On sauvegarde le fichier source sur le disque dur en lui donnant un nom respectant les conditions du système d'exploitation utilisé. L'extension utilisée est généralement .FOR sous MS-DOS. Le compilateur traduit les instructions qui ont été tapées par le programmeur et produit, si aucune erreur n'a été faite, en langage machine. La traduction est placée dans un fichier objet dont le nom est identique à celui du fichier source, mais dont l'extension est cette fois .OBJ sous DOS. I.3. Structure d'un programme Un programme comporte généralement plusieurs modules (sous-programmes). Ces modules peuvent figurer dans un même fichier ou dans des fichiers différents. Lorsque les modules figurent dans des fichiers individuels, il est possible, et c'est même fortement conseillé, de les réutiliser dans d'autres programmes. Un ensemble de modules doit, pour pouvoir être exécuté, comporter un programme principal. Le programme principal peut faire appel à des procédures et à des fonctions qui peuvent faire de même. Un module comporte différentes parties : • L'entête ou le nom du module. En FORTRAN on peut trouver: • PROGRAM nom du programme pour le programme principal • SUBROUTINE (Liste de paramètres) pour un sous-programme • FUNCTION (Liste de paramètres) pour une fonction • Les déclarations des paramètres, s'il y a lieu • Les déclarations des variables • Les initialisations et déclarations particulières. Cette section est un peu particulière et sera traitée en fin de manuel. • Les instructions exécutables. C'est la traduction en langage (FORTRAN) de l'algorithme. • l'instruction FIN de module. En FORTRAN, il s'agit de END. Attention, dans un fichier comportant plusieurs modules, il y aura autant d'instructions FIN que de modules. I.4. Eléments de base du langage Lorsque l'on écrit un programme, on utilise les lettres de l'alphabet, les chiffres et quelques signes. Les caractères reconnus par le compilateur sont : • Les 36 caractères alphanumériques: les 10 chiffres décimaux et les 26 lettres de l'alphabet • Les caractères spéciaux: Le langage de programmation FORTRAN Elaboré par Mr B. LAFIFI 5 = signe égal , + plus , - moins , * étoile, / barre de fraction , ( parenthèses) , , virgule , . point , ' apostrophe, : double point I.5. Les mots-clé du langage Leur nombre est limité. Ils constituent le vocabulaire reconnu par le compilateur. Toute autre chaîne de caractères est considérée comme nom de procédure, de constante, de variable ou bien comme commentaire. Exemple de mots-clé: DATA, READ, WRITE, CONTINUE, GO TO, IF, THEN, COMMON. I.6. Structure d'une ligne FORTRAN Un texte FORTRAN s’écrit en revenant à la ligne après chaque instruction. Une ligne d’un programme FORTRAN est formée de 72 caractères (ou 72 colonnes). - Les colonnes 1……5 sont réservées aux étiquettes ou à une ligne commentaire avec le caractère C à la première colonne. - La colonne 6 est réservée seulement aux lignes de continuation. Dans ce cas, on met un caractère quelconque dans cette colonne et le compilateur comprendra que cette ligne est la suite de la ligne précédente, le nombre de lignes de continuation ne peut en aucun cas excéder 19. - Les colonnes 7…….72 sont réservées aux instructions FORTRAN. - Les colonnes 73……… 80 sont ignorées par le compilateur. Exemple : Colonnes 1 6 7 72 73 C 10 & LECTURE DES DONNEES WRITE(*,10) FORMAT(1X, ‘ENTRER LA VALEUR DU NOMBRE DE POINTS :’,\) READ(*,*) M ……… ……… STOP END I.7. Les Commentaires Lorsque le caractère C ou * figure dans la première colonne, la ligne entière est supposée être un commentaire, et le compilateur l'ignore. Une ligne vide est également considérée comme commentaire par le compilateur. Il est conseillé de faire usage autant que possible des ommentaires, afin de rendre le programme plus lisible. La notice d'utilisation du module figurera sous forme de commentaire en en-tête, et de ce fait ne quittera pas le programme. Le langage de programmation FORTRAN Elaboré par Mr B. LAFIFI 6 I.8. Les identificateurs Un identificateur est un nom que le programmeur attribue à une variable, un sous- programme ou une fonction. En principe, il ne peut comporter plus de 6 caractères, mais certains compilateurs en admettent d'avantage. Si l'on utilise un identificateur faisant plus de 6 caractères, les derniers sont au pire ignorés par le compilateur, et il peut confondre deux variables distinctes. Il ne faut pas choisir pour nom de variable un mot réservé. Les mots réservés sont les instructions de structuration et des noms de fonctions standard. Les majuscules et minuscules sont confondus par le langage. On peut donc styliser les noms de variables par un usage combiné de majuscules et de minuscules. Exemples : TOTAL RACINE I1 Les noms suivants ne sont pas valables : SOUSTOTAL (Admissible, mais comporte plus de 6 car.) 3I9 (Commence par un chiffre) A.B (Comporte un point) PAUSE (Mot réservé du langage) Le langage de programmation FORTRAN Elaboré par Mr B. LAFIFI 7 Chapitre II Les constantes et les variables II.1 Les Constantes II.1.1 Définition Une constante est une valeur qui ne peut être modifiée lors de l’exécution d’un programme. Cette valeur peut être numérique, chaîne de caractères ou logique. II.1.2 Constantes entières C'est une suite de chiffres précédée ou non d'un signe, ne pouvant comporter aucun autre caractère. Exemples : 123 -18 +4 II.1.3 Constantes réelles On peut les trouver sous la forme simple précision ou double précision. On peut les présenter de deux manières : • Constante réelle à virgule fixe : C’est une chaîne de chiffres comportant obligatoirement un seul point décimal, pouvant être précédée d'un signe. Exemples : 3.14 -6.28 .7 0. • Constante réelle à virgule flottante. La présentation reste identique uploads/Litterature/ raw-pdf.pdf