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第1章 计算思维与程序设计1

1.1 什么是计算1

1.1.1 计算机的硬件1

1.1.2 计算2

1.1.3 计算机的软件3

1.1.4 计算科学3

1.2 什么是计算思维4

1.2.1 计算思维的基本原则4

1.2.2 计算思维的基本应用5

1.2.3 计算思维在日常生活中的体现6

1.3 计算机语言7

1.3.1 机器语言7

1.3.2 汇编语言8

1.3.3 高级语言8

1.4 算法10

1.4.1 算法的特征10

1.4.2 算法评价指标11

1.4.3 算法的表示11

1.5 程序设计15

1.5.1 程序设计步骤15

1.5.2 程序设计方法16

习题117

第2章 FORTRAN95概述18

2.1 FORTRAN语言发展概况18

2.2 FORTRAN95语言的特点19

2.3 简单的FORTRAN95程序分析20

2.4 FORTRAN95编译环境与上机步骤23

2.4.1 Compaq Visual Fortran 6.5的安装与启动23

2.4.2 上机步骤24

习题234

第3章 FORTRAN95程序设计初步35

3.1 FORTRAN95的字符集、标识符和关键字35

3.1.1 字符集35

3.1.2 标识符35

3.1.3 关键字36

3.2 FORTRAN95程序的书写格式36

3.2.1 固定格式36

3.2.2 自由格式37

3.3 FORTRAN95的数据类型37

3.3.1 数值型数据的表示及存储37

3.3.2 非数值型数据的表示及存储38

3.4 常量和变量39

3.4.1 常量39

3.4.2 变量44

3.5 FORTRAN95的算术运算符与算术表达式48

3.5.1 算术运算符48

3.5.2 算术表达式49

3.6 FORTRAN95标准函数51

习题353

第4章 顺序结构程序设计55

4.1 赋值语句56

4.1.1 赋值语句的性质和作用56

4.1.2 执行算术赋值语句时的类型转换问题57

4.1.3 字符赋值语句和字符运算符58

4.2 简单的输出语句59

4.2.1 输出语句的作用和分类59

4.2.2 表控输出语句59

4.3 简单的输入语句60

4.3.1 输入语句的作用和分类60

4.3.2 表控输入语句61

4.4 END语句、STOP语句和PAUSE语句63

4.4.1 END语句63

4.4.2 STOP语句63

4.4.3 PAUSE语句63

4.5 程序举例64

习题466

第5章 选择结构程序设计68

5.1 选择结构中的条件准备68

5.1.1 关系运算符和关系表达式68

5.1.2 逻辑运算符和逻辑表达式70

5.2 逻辑IF语句72

5.3 块IF结构73

5.3.1 单分支块IF结构73

5.3.2 双分支选择块IF结构74

5.3.3 多分支块IF结构75

5.4 块IF结构的嵌套77

5.5 块CASE结构78

5.6 程序举例80

习题585

第6章 循环结构程序设计88

6.1 用DO语句实现循环结构88

6.1.1 循环语句（DO语句）和循环次数的计算89

6.1.2 DO循环的执行过程92

6.1.3 DO循环的一些说明96

6.1.4 DO循环结构的嵌套98

6.1.5 隐含DO循环结构103

6.2 DO WHILE循环结构106

6.2.1 DO WHILE循环的组成106

6.2.2 DO WHILE循环的执行过程107

6.3 循环的流程控制109

6.3.1 EXIT语句109

6.3.2 CYCLE语句110

6.4 几种循环形式的关系和比较110

6.5 程序举例112

习题6115

第7章 格式输入和输出117

7.1 格式输出117

7.1.1 I编辑符117

7.1.2 F编辑符119

7.1.3 E编辑符120

7.1.4 D编辑符122

7.1.5 L编辑符122

7.1.6 A编辑符123

7.1.7 撇号编辑符123

7.1.8 X编辑符124

7.1.9 斜杠编辑符125

7.1.10 重复系数125

7.1.11 WRITE（PRINT）语句与FORMAT语句的相互作用125

7.2 格式输入128

7.2.1 格式输入的一般形式128

7.2.2 整数的输入128

7.2.3 实数、复数和双精度数的输入129

7.2.4 逻辑型数据的输入130

7.2.5 字符型数据的输入131

7.2.6 对格式输入的说明132

7.3 在输入输出语句中包含格式说明133

习题7134

第8章 数组136

8.1 数组的概念138

8.2 数组的说明139

8.2.1 用DIMENSION语句定义数组139

8.2.2 用类型说明语句定义数组140

8.2.3 同时使用类型说明符和DIMENSION语句定义数组140

8.3 给数组赋初值140

8.3.1 使用数组赋值符赋初值140

8.3.2 用DATA语句给数组赋初值141

8.4 对数组的操作142

8.4.1 对数组元素的操作142

8.4.2 数组的整体操作143

8.4.3 数组局部引用143

8.4.4 WHERE命令144

8.4.5 FORALL命令145

8.5 数组的存储规则146

8.5.1 一维数组的存储规则146

8.5.2 二维数组的存储规则147

8.5.3 三维数组的存储规则147

8.6 数组的输入和输出148

8.6.1 用DO循环结构输入输出数组148

8.6.2 用数组名作为输入输出项150

8.6.3 用隐含DO循环输入输出数组151

8.7 动态数组153

8.8 数组应用举例154

8.8.1 一维数组程序举例155

8.8.2 二维数组程序举例163

习题8167

第9章 函数与子程序169

9.1 概述169

9.1.1 子程序产生的原因169

9.1.2 FORTRAN子程序176

9.2 语句函数178

9.2.1 语句函数的定义180

9.2.2 语句函数的调用182

9.2.3 语句函数应用举例183

9.3 函数子程序185

9.3.1 函数子程序的定义186

9.3.2 函数子程序的调用187

9.4 子例行子程序189

9.4.1 子例行子程序的定义190

9.4.2 子例行子程序的调用190

9.5 程序单元之间的数据传递：虚实结合192

9.5.1 简单变量作为虚参时的虚实结合193

9.5.2 数组作为虚参时的虚实结合195

9.5.3 子程序名作为虚参时的虚实结合199

9.5.4 星号（＊）作为虚参200

9.5.5 子程序中变量的生存周期200

9.6 特殊的子程序类型201

9.6.1 递归子程序201

9.6.2 内部子程序207

9.7 数据共用存储单元与数据块子程序208

9.7.1 等价语句208

9.7.2 公用语句211

9.7.3 数据块子程序215

习题9217

第10章 文件220

10.1 文件的基本概念220

10.1.1 记录220

10.1.2 文件的概念221

10.1.3 文件的特性221

10.1.4 文件的定位222

10.2 文件的操作语句223

10.2.1 文件的打开与关闭223

10.2.2 文件的输入（read）语句和输出（wirte）语句226

10.2.3 查询文件的状态（inquire）语句227

10.2.4 rewind语句228

10.2.5 backspace语句228

10.2.6 endfile语句229

10.3 有格式文件的存取229

10.3.1 有格式顺序文件存取229

10.3.2 有格式直接文件存取230

10.4 无格式文件的存取232

10.4.1 无格式顺序文件存取232

10.4.2 无格式直接文件存取233

10.5 二进制文件的存取234

10.5.1 二进制顺序文件存取234

10.5.2 二进制直接文件存取235

习题10236

第11章 派生数据类型与结构体238

11.1 概述238

11.2 派生类型定义240

11.3 结构体的定义与引用241

11.3.1 结构体定义241

11.3.2 结构体成员引用242

11.4 结构体初始化242

11.4.1 用赋值语句给结构体成员赋值242

11.4.2 定义的同时给结构体成员赋值243

11.5 结构体数组244

11.5.1 结构体数组定义244

11.5.2 结构体数组初始化245

11.6 程序举例245

习题11254

第12章 指针256

12.1 指针的概念256

12.2 指针的定义与使用257

12.3 指针的使用258

12.3.1 指向一般变量的应用258

12.3.2 指向动态存储空间260

12.4 指针与数组262

12.4.1 指针指向其他数组262

12.4.2 指针指向动态配置的内存空间264

12.5 指针与链表266

12.5.1 结点的定义266

12.5.2 链表的基本操作267

12.5.3 综合实例273

习题12277

第13章 模块、接口与重载279

13.1 模块的定义280

13.2 USE语句281

13.3 接口界面块285

13.4 重载287

13.4.1 函数和子例行程序的重载287

13.4.2 赋值号重载291

13.4.3 操作符重载292

13.5 应用举例293

习题13299

第14章 常用数值算法300

14.1 求解一元方程300

14.1.1 二分法300

14.1.2 弦截法302

14.1.3 迭代法303

14.1.4 牛顿迭代法305

14.2 数值积分307

14.2.1 矩形法307

14.2.2 梯形法308

14.2.3 辛普生法311

14.3 线性代数314

14.3.1 矩阵的加、减、乘法运算314

14.3.2 三角矩阵316

14.3.3 Gauss-Jordan法求联立方程组318

14.4 求解常微分方程320

习题14322

附录A ASCII码字符编码表324

附录B FORTRAN库函数328

参考文献336