Programa o de computadores FORTRAN

1. Programa��o de computadoresFORTRAN Prof. Gustavo Lu�s Furtado Vicente

2. Aula 1

3. Origem do FORTRAN Cria��o dos computadores program�veis Necessidade dos cientistas Precisavam do computador N�o entendiam nada de computador Programa��o em c�digos bin�rios Cria��o das linguagens Assembly Convertidas pelos Assemblers

4. Origem do FORTRAN Cria��o das linguagens de �alto-n�vel� FORTRAN (uma das primeiras) C Pascal etc... Convertidas pelo Compilador

5. FORTRAN FORTRAN = FORmula TRANslation FORTRAN66 FORTRAN77 FORTRAN90 FORTRAN95 FORTRAN2003 FORTRAN2008 Utilizaremos o FORTRAN95 Ferramentas gratuitas: FTN95 Express (Visual FORTRAN) FTN95 Personal Edition FORCE

6. FORMATOS Programa-fonte At� o FORTRAN77, formato fixo Linhas de no m�ximo 72 caracteres Colunas 1 a 5: LABEL Coluna 6: continua��o de linha Colunas 7 a 72: instru��es da linguagem

7. FORMATO Espa�os em branco ignorados: A=0 e A = 0 s�o a mesma coisa Mais de uma instru��o por linha, separadas por ponto-e-v�rgula: A = 0; B = 0; C = 0 � interpretado como tr�s comandos

8. Caracter �&� (ampersand) usado como marca de continua��o de linha: X = (-Y + RAIZ)/(2.0*A) e X = & (-Y + RAIZ) & /(2.0*A) s�o a mesma coisa FORMATO

9. Caracter �!� (ponto de exclama��o) usado como marca de coment�rio de linha: X = Y/A � B ! Solu��o da equa��o FORMATO

10. Forma mais simples de um programa FORTRAN: PROGRAM <nome_do_programa> <declara��o_de_vari�veis> <comandos_execut�veis> END PROGRAM <nome_do_programa> FORMATO

11. Programa �Al� Mam�e� PROGRAM primeiro implicit none print *,�Al� mam�e� END PROGRAM primeiro Primeiro Programa

12. Primeiro Programa

13. Primeiro Programa

14. Primeiro Programa

15. Primeiro Programa

16. Nomes em FORTRAN Para nomear vari�veis, m�dulos, programas, etc Caracteres v�lidos: Letras (a - z ; A - Z) N�meros (0 � 9) Caracter underscore �_� Primeiro caracter do nome deve ser uma letra N�o existem diferen�as entre letras min�sculas e letras mai�sculas

17. Nomes em FORTRAN Exemplos v�lidos: A A_coisa X1 Tempo_de_voo Velocidade VAR1 VAR2 Exemplos N�O v�lidos 1� A coisa #SINAL

18. E/S padr�o em FORTRAN Entrada padr�o: TECLADO Comando simples de entrada de dados: read *, <lista_de_vari�veis> onde <lista_de_vari�veis> cont�m as vari�veis que receber�o os valores digitador o usu�rio dever� digitar os valores separando-os por v�rgula Exemplo: read *, a, b

19. E/S padr�o em FORTRAN Sa�da padr�o: V�DEO Comando simples de sa�da de dados: print *, <mensagem>, <lista_de_vari�veis> Exemplo: print *, �M�dia de A e B:�, med

20. PROGRAM segundo implicit none real :: A print *,�Digite o valor de A:� read *, A print *, �Valor Digitado:�, A END PROGRAM segundo Exemplo de E/S: Segundo Programa

21. Tipos intr�nsecos (b�sicos) em FORTRAN: Num�ricos INTEGER REAL COMPLEX N�o-num�ricos CHARACTER LOGICAL Declara��o simples de vari�veis <tipo> :: <lista_de_vari�veis> TIPOS DE VARI�VEIS

22. Vari�vel INTEGER cont�m valores inteiros N�o podem receber valores com ponto decimal Podemos inicializar uma vari�vel na declara��o Exemplos: integer :: a, b, c integer :: x, y=35 INTEGER

23. Vari�vel REAL cont�m valores fracionados Partes de um valor REAL parte inteira (com ou sem sinal) ponto decimal parte fracion�ria expoente (com ou sem sinal) Exemplos: -10.6e-11 (representando o valor -10.6 x 10-11) 1. -0.1 1e-1 3.1415926 real:: a, b=-4e12, c=7.5e-3 REAL

24. Vari�vel COMPLEX cont�m valores complexos Z = X + Yi , onde i � a raiz de -1 Partes de um valor COMPLEX parte REAL Parte IMAGIN�RIA Representa��o: (<parte real>, <parte imagin�ria>) Exemplos: (1.2, 4) (-1.5, 2e-6) complex :: a, b=(-4e12,5e-3) COMPLEX

25. Vari�vel CHARACTER cont�m caracteres Devem estar entre aspas (simples ou duplas) Representa��o: character (len=<tamanho>) :: <lista_de_vari�veis> Exemplos: �bom dia� �Bomdia� character (len=10) :: nome, sigla CHARACTER

26. Regras para cadeiras de caracteres longas: A linha a continuar deve terminar com �&�, sem coment�rios A(s) linha(s) de continua��o devem iniciar com �&� Exemplo: end = �Rua dos Cachorros, & & N.171 � Volta Grande & & Cidade de Deus� CHARACTER

27. Vari�vel LOGICAL cont�m valores l�gicos .FALSE. (falso) ou .TRUE. (verdadeiro) Exemplo: logical :: flag E/S FORMATADAS

28. PROGRAM prog_integer implicit none integer :: A print *,�Digite o valor de A:� read *, A print *, �Valor Digitado:�, A END PROGRAM prog_integer Exemplo de Programa com Integer

29. PROGRAM prog_real implicit none real:: A print *,�Digite o valor de A:� read *, A print *, �Valor Digitado:�, A END PROGRAM prog_real Exemplo de Programa com Real

30. PROGRAM prog_complex implicit none complex:: A print *,�Digite o valor de A:� read *, A print *, �Valor Digitado:�, A END PROGRAM prog_complex Exemplo de Programa com Complex

31. PROGRAM prog_character implicit none Character (len=30):: A print *,�Digite seu nome completo:� read �(a)�, A print *, �Nome Digitado:�, A END PROGRAM prog_character Obs.: �(a)� iintstrui a instru��o read a aceitar espa�os em branco na entrada do texto. Exemplo de Programa com Character

32. PROGRAM prog_logical implicit none logical:: A = .true. if (a) then print *, �Vari�vel verdadeira� end if END PROGRAM prog_logical Obs.: O deslocamento da linha do print denomina-se �identa��o�. N�o � obrigat�rio, mas facilita muito o entendimento do fluxo do programa. Exemplo de Programa com Logical

33. Programa que pede dois n�meros inteiros e mostra no v�deo a soma e o produto entre eles. Programa que pede dois valores reais e calcula e mostra no v�deo a m�dia. Programa que pede dois valores reais e calcula a m�dia ponderada, sendo os pesos de pondera��o 1.5 e 3.0, respectivamente. Programa que pede seu nome e mostra-o no v�deo. Programa que pede 2 valores reais e dois inteiros e mostra-os na ordem inversa � sua digita��o (o primeiro a ser digitado ser� o �ltimo a ser mostrado). EXERC�CIOS

34. Aula 2 Express�es e Operadores Formata��o b�sica de n�meros Estrutura de decis�o b�sica

35. Forma de executar opera��es Formadas por operandos e operadores Regras B�sicas: Operandos podem ser constantes, vari�veis, fun��es, ou mesmo outra express�o Operador un�rio ? operador operando Exemplo: -X Operador bin�rio ? operando operador operando Exemplo: X+Y Em geral, operadores conssecutivos devem ser separados por um �nico operador ? operando operador operando operador operando EXPRESS�ES

36. Regras B�sicas (cont.): Operandos e express�es definidas Ex.: divis�o por zero n�o pode Express�es sem par�nteses executam opera��es de mesma preced�ncia da esquerda para a direita Exce��o: o operador ** (potencia��o) Para realizar alguma �subexpress�o� primeiro, utilizam-se par�nteses Exemplo: operando operador (operando operador operando) EXPRESS�ES

37. Express�es com Integer, Real ou Complex Operadores: EXPRESS�ES NUM�RICAS

38. Operadores + e � podem ser usados em opera��es un�rias Exemplo: -velocidade Adi��o ou subtra��o n�o pode seguir imediatamente um outro operador Exemplo: x-y deve ser digitado como x**(-y) Par�nteses n�o indica implicitamente uma multiplica��o Exemplos: 5(x+2) est� errado 5*(x+2) est� correto Exce��o � regra de execu��o da esquerda para a direita: Operador de potencia��o **: A**B**C � executada como A**(B**C) O resultado de opera��es com Inteiros � truncado Atribui��o de valor: <nome_vari�vel> = <express�o> EXPRESS�ES NUM�RICAS

39. Utilizados na composi��o de express�es que comparam valores, vari�veis ou outras express�es Resultam sempre em um valor l�gico (.TRUE. Ou .FALSE.) Utilizados nas estruturas que alteram o fluxo de execu��o do programa (decis�es ou repeti��es) Exemplos: A < B A+B > I-J CHAR1 == �Z� Obs.: n�o t�m preced�ncia �s express�es num�ricas OPERADORES RELACIONAIS

40. OPERADORES RELACIONAIS

41. Utilizados na composi��o de express�es l�gicas Resultam sempre em um valor l�gico (.TRUE. Ou .FALSE.) OPERADORES L�GICOS

42. Tabela Verdade da opera��o l�gica .NOT. OPERADORES L�GICOS

43. Tabela Verdade da opera��o l�gica .AND. OPERADORES L�GICOS

44. Tabela Verdade da opera��o l�gica .OR. OPERADORES L�GICOS

45. Tabela Verdade da opera��o l�gica .EQV. OPERADORES L�GICOS

46. Tabela Verdade da opera��o l�gica .NEQV. (Opera��o OU-Exclusivo) OPERADORES L�GICOS

47. O �nico operador intr�nseco para caracteres � o de concatena��o // Exemplo: �AB�//�CD� concatena as strings �AB� e �CD�, resultando na string �ABCD� texto1 = �Al�� // � Mam�e.� texto2 = texto1 // � T� aqui� texto3 = texto2 // � na UFF!� EXPRESS�ES COM CARACTERES

48. Pode-se referir-se a uma parte de uma string (uma substring), definindo-se as posi��es inicial e final: <vari�vel>(<inicio>:<final>) Exemplos: texto = �Amanh� vou � praia.� texto(1:6) ? �Amanh� texto(14:18) ? �praia� EXPRESS�ES COM CARACTERES

49. Pode-se concatenar com substrings Exemplos: texto = �abcdefg� vogais = texto(1:1)//texto(5:5) cons = texto(2:4)//texto(6:7) Pode-se ainda substituir com substring: texto = �Meu cabelo � j�ia!� texto(14:17) = �feio� Compara��es entre caracteres: Tabela ASCII EXPRESS�ES COM CARACTERES

50. Formato geral: IF (<condi��o>) THEN <bloco_de_instru��es_TRUE> ELSE <bloco_de_instru��es_FALSE> END IF Aninhamento: pode-se ter Ifs dentro de IFs IF (<condi��o>) THEN IF (<condi��o>) THEN <bloco_de_instru��es_TRUE> ELSE <bloco_de_instru��es_FALSE> END IF <bloco_de_instru��es_TRUE> ELSE <bloco_de_instru��es_FALSE> END IF ESTRUTURA DE DECIS�O SIMPLES

51. Especificador FMT na instru��o write Exemplo: program meu_programa implicit none real :: x, y print *, "Informe o valor de X e Y:" read *, x,y print *, "Valores digitados:" write (*,FMT='(f5.3,3x,f6.3)') x,y end program meu_programa FORMATA��O SIMPLES

52. 1) Programa que pede dois valores reais A e B, e indica qual � o maior. 2) Programa que pede 3 valores inteiros A, B e C, e informa qual � o menor. 3) Programa que pede uma string e informa se ela inicia com uma vogal. 4) Programa que pede um valor inteiro e informa se ele � par ou impar. 5) Programa que pede duas strings e mostra a concatena��o das mesmas. EXERC�CIOS

53. Aula 3

54. �O computador s� faz o que a gente manda...� Devemos ter o controle da execu��o do programa Estrutura de comandos b�sica: sequ�ncia CONTROLE DE FLUXO

55. A �intelig�ncia� do computador est� na sua habilidade em �tomar decis�es� Estrutura que altera o fluxo de execu��o de um programa: Estrutura de Decis�o CONTROLE DE FLUXO

56. A �intelig�ncia� do computador est� na sua habilidade em �tomar decis�es� Estrutura que altera o fluxo de execu��o de um programa: Estrutura de Decis�o CONTROLE DE FLUXO

57. Estrutura de Decis�o de v�rios n�veis: CONTROLE DE FLUXO

58. CONTROLE DE FLUXO

59. Estrutura para repeti��o de comandos: Estrutura DO CONTROLE DE FLUXO

60. Estrutura DO: CONTROLE DE FLUXO

61. Estrutura DO: <valor_inicial>, <valor_final> e <express�o_atualiza��o> podem ser vari�veis ou express�es num�ricas CONTROLE DE FLUXO

62. Estrutura DO: se <express�o_atualiza��o> n�o � especificada, a vari�vel de controle do loop � incrementada (somada de 1) CONTROLE DE FLUXO

63. Estrutura DO: DO ilimitado: quando n�o � especificada nenhuma informa��o no in�cio da estrutura CONTROLE DE FLUXO

64. Estrutura DO: DO ilimitado: quando n�o � especificada nenhuma informa��o no in�cio da estrutura Comando EXIT: transfere o controle do programa para a pr�xima instru��o depois do final da estrutura DO onde ela est� CONTROLE DE FLUXO

65. Estrutura DO: DO ilimitado: quando n�o � especificada nenhuma informa��o no in�cio da estrutura Comando CYCLE: transfere o controle do programa para o final da estrutura DO onde ela est�, indo para uma nova itera��o se for o caso CONTROLE DE FLUXO

66. CONTROLE DE FLUXO

67. Programa que pede tr�s n�meros inteiros e informa se o primeiro est� entre os dois �ltimos. Programa que pede as duas notas de prova e informa se o aluno passou direto, baseado no c�lculo da m�dia das provas, que deve ser maior ou igual a 6.0. Um comerciante quer vender um produto com 45% de lucro se o valor de compra for menor que R$20,00. Caso contr�rio, o lucro ser� de 30%. Fa�a um programa que pe�a o valor do produto e informe o valor de venda. Programa que mostra todos os n�meros inteiros de 1 a 100. Programa que mostra todos os n�meros inteiros �mpares de 100 a 1. Programa que mostra todos os n�meros m�ltiplos de 5 entre 1 e 500. Programa que mostra todos os n�meros de 1 a 50 e a soma deles. EXERC�CIOS

68. Aula 4

69. Procedimentos frequentemente utilizados em programas Desenvolvidos e �embutidos� no compilador N�o � necess�rio codificar as fun��es, basta cham�-las Podem ser usadas em express�es Retornam valores que ser�o utilizados na express�o onde est� contida Formato: Fun��es Intr�nsecas

70. Exemplos: Fun��es Intr�nsecas

71. Exemplos: Fun��es Intr�nsecas

72. Exemplos: Fun��es Intr�nsecas

73. Algumas Fun��es Intr�nsecas

74. EXERC�CIOS Programa que pede um n�mero inteiro e informa se ele � m�ltiplo de 3. Programa que pede um n�mero inteiro e mostra todos os seus divisores. Programa que pede um n�mero inteiro e informa se ele � primo. (Obs.: N�mero primo s� � divis�vel por 1 e por ele mesmo.) Programa que mostra a lista dos primeiros 20 n�meros primos. Entrar com a idade de v�rias pessoas e informar quantas tem menos de 21 anos e quantas tem mais de 50 anos. A digita��o termina quando for digitada a idade 0 (zero). Chico tem 1.50m e cresce 2cm por ano. Juca tem 1.10m e cresce 3cm por ano. Construir um programa que calcule e mostre quantos anos ser�o necess�rios para que Juca seja maior que Chico.

75. Aula 5

76. EXERC�CIOS Voc� quer calcular quanto ter� em uma aplica��o. Fa�a um programa que pe�a o valor a aplicar, a taxa m�dia de rendimento mensal e quantos anos quer deixar rendendo, e informa o valor a resgatar no final do per�odo. Pode-se calcular a raiz quadrada de um n�mero subtraindo-se os n�meros �mpares consecutivos a partir de 1 at� que o resultado seja menor ou igual a 0 (zero). A quantidade de subtra��es � a raiz quadrada do n�mero. 16 � 1 = 15 � 3 = 12 � 5 = 7 � 7 = 0 A raiz de 16 � 4. Fa�a um programa que pede um valor inteiro maior que 0 e calcula a sua raiz quadrada conforme acima. 3) Programa que pede um ano e informa se ele � bisexto (ano bisexto � divis�vel por 4, n�o � por 100 mas � por 400). 4) Programa que pede uma data e informa quantos dias voc� viveu at� ela (lembre-se dos anos bisextos...).

77. Aula 6

78. EXERC�CIOS Dois ve�culos est�o em rodovias perpendiculares, em dire��o ao seu cruzamento. O ve�culo A est� a 48km do cruzamento e anda a uma velocidade de 20m/s. O ve�culo B est� a 60km do cruzamento e anda uma velocidade de 25m/s. Fa�a um programa que analise iterativamente o problema e informe se os dois ve�culos se colidir�o ao passar pelo cruzamento. Um casal com filhos quer passar as f�rias em um hotel na praia. Ligaram para o hotel e lhes informaram que a di�ria por pessoa (adulto) era de R$230,00 e que crian�as at� 10 anos pagam 50% da di�ria. Fa�a um programa que pe�a quantos filhos com 10 anos ou mais mais e com menos de 10 anos o casal tem, o valor dispon�vel para gastar e informe quantos dias a fam�lia poder� passar neste hotel. Fa�a um programa que pede v�rios nomes de pessoa e informa quantas t�m nome com a letra �A� como terceira letra. O programa deve terminar a entrada de dados quando o usu�rio entrar um ponto (�.�) como nome.

79. Aula 7

80. EXERC�CIOS Uma t�cnica simples de verificar se uma pessoa est� no peso ideal � medir a sua altura e o seu peso. A pessoa estar� com o peso ideal aproximado se ele (o peso) for igual aos cent�simos de sua altura. Fa�a um programa que pede o peso e a altura de uma pessoa e informa se ela est� no peso ideal. Em um campeonato de pescaria o vencedor � aquele que conseguir o maior peso m�dio entre os peixes que ele pescar em uma hora. Fa�a um programa que pe�a o peso dos peixes e informe no final da entrada de dados o peso m�dio dos peixes pescados. Obs.: A entrada de dados se encerra quando for digitado o valor 0 (zero) para o peso. Fa�a um programa que pe�a duas palavras e informe se a primeira cont�m a segunda. Por exemplo: a palavra �onomatop�ia� cont�m a palavra �mato�.

81. EXERC�CIOS Voc� prometeu ao seu irm�o ca�ula que iria dar os centavos do troco de todas as compras que voc� fizesse nesta semana. Fa�a um programa que pe�a o valor do troco de suas compras e informe quanto o seu ir�o faturou. OBS.: A entrada de dados se encerra com a entrada do valor 0 (zero) para o troco. Voc� quer saber qual a �rea m�dia dos c�modos de uma resid�ncia. Fa�a um programa que pede a quantidade de c�modos e a �rea de cada um, e informe qual a �rea m�dia dos c�modos. Fa�a um programa que pe�a uma palavra e informe se ela � um pal�ndromo. (Pal�ndromo � o texto que � escrito da mesma forma de tr�s pra frente. Exemplo: �arara�.

82. EXERC�CIOS Um professor aplica tr�s provas e d� notas com cent�simos. Para ajudar, ele computa a m�dia final somando a parte inteira das 3 notas e mais o dobro dos cent�simos de cada nota. Fa�a um programa que implemente este tipo de c�lculo da m�dia. Voc� vai � pizzaria com a fam�lia e quer saber quantas pizzas tamanho Grande (6 fatias) precisar� pedir. Fa�a um programa que pe�a o n�mero de fatias que cada um ir� comer e informe o n�mero de pizzas a pedir. Obs.: Como podem aparecer agregados (p.ex. o namorado da irm�), a digita��o s� termina com a entrada de 0 (zero) peda�os. O casal est� prestes a ganhar o primeiro filho e ainda n�o escolheu o nome do beb�. Fa�a um programa que pede 3 nomes e gera o nome do beb� extraindo as duas primeiras letras de cada nome digitado.

83. Aula 8

84. Estrutura de decis�o �multivalorada� A <express�o> � comparada com m�ltiplos valores O <bloco_de_instru��es> associado ao <valor> igual � <express�o> ser� executado Formato geral: SELECT CASE (<express�o>) CASE (<valor_1> <bloco_instr_1> CASE (<valor_2> <bloco_instr_2> ... CASE (<valor_n>) <bloco_instr_n> CASE DEFAULT <bloco_instr_default> END SELECT Estrutura CASE

85. <express�o> pode ser integer, logical ou character <valor> pode conter faixas e listas de valores Exemplos: case (1:5) case (3, 5, 8, 23:41, 67, 95) Exemplo: Estrutura CASE

86. Exemplo: Estrutura CASE

87. Exerc�cio: Fa�a um programa que pe�a o sal�rio e informe o Imposto de Renda a descontar, conforme a tabela abaixo. Utilizar a estrutura SELECT CASE mas, lembre-se: ela n�o aceita valores reais como <express�o> a ser comparada. Estrutura CASE

88. conjunto retangular de elementos, todos do mesmo tipo o conjunto � referenciado por um �nico nome, acrescido de �ndices num�ricos, para identificar univocamente cada elemento da matriz MATRIZES

89. Forma geral reduzida de declara��o de uma matriz: onde: <tipo> define o tipo de valor a ser armazenado por cada elemento da matriz <lista_de_extens�es> define quantas dimens�es ter� a matriz, e a quantidade de elementos de cada uma <lista_de_nomes> indica o nome da(s) matriz(es) MATRIZES

90. Obs.:: A declara��o pode definir os �ndices inicial e final da matriz O �ndice final � obrigat�rio, e o �ndice inicial � opcional (sendo igual a 1, se n�o especificado) real, dimension(-4:7) :: rval integer, dimension(6:15) :: imat1, imat2 MATRIZES

91. MATRIZES

92. MATRIZES

93. MATRIZES

94. MATRIZES

95. MATRIZES

96. Aula 9

97. MATRIZES

98. MATRIZES

99. MATRIZES

100. MATRIZES

101. MATRIZES

102. SUB-PROGRAMAS

103. SUB-PROGRAMAS

104. FUN��ES INTERNAS

105. FUN��ES INTERNAS

106. FUN��ES INTERNAS

107. Aula 10

108. FUN��ES INTERNAS

109. FUN��ES INTERNAS

110. FUN��ES INTERNAS

111. Aula 11

112. ACESSO A ARQUIVO

113. ACESSO A ARQUIVO

114. ACESSO A ARQUIVO

115. ACESSO A ARQUIVO

116. ACESSO A ARQUIVO

117. ACESSO A ARQUIVO

118. ACESSO A ARQUIVO

119. ACESSO A ARQUIVO