基于Fortran语言的地球外辐射带电子三维数据同化建模

开发地球电子辐射带的数据同化模型,对于理解辐射带电子的动态演化过程和辐射带空间天气预报具有重要意义.结合范阿伦卫星的辐射带电子观测数据和外辐射带三维扩散模型,采用卡尔曼滤波算法,本文开发了基于Fortran语言的外辐射带电子三维数据同化模型(Three-dimensional Data Assimilative Model of Outer Radiation belt Electrons,简称TDAMORE),实现对L^(*)=3~7、能量范围为0.1~5 MeV、投掷角范围为5°~90°的外辐射带电子时空变化过程的三维重构.通过对2018年8月期间外辐射带电子通量演化过程的重构,证实TDAMORE模型可以较好地重现不同能量和不同投掷角电子通量在磁暴前后的演化特征.通过分析电子通量的观测和同化结果之间的相关系数、平均误差、平均绝对误差和均方误差,发现对于能量低于4 MeV的电子,观测与同化结果之间的相关系数基本大于0.8且误差相对较低.而对于更高能量的电子,观测与同化结果之间的误差相对较高,这可能是同化模型忽略了电磁离子回旋波对电子的散射损失导致的.

Fortran内存泄漏静态检测方法研究

内存泄漏在没有垃圾回收机制的语言中是常见的问题,虽然Fortran95引入ALLOCATABLE数组解决了部分泄漏问题,但是通过指针申请内存资源仍然会造成泄漏,现有研究对Fortran内存泄漏的检测流程适配度不高且面向Fortran内存状态分析的效率和精确度上仍存在优化空间.针对这一问题,本文提出了一种面向Fortran指针引发的内存泄漏静态检测方法.首先引入指针引用控制流图(PR-CFG,Pointer Reference-Control Flow Graph)来精简程序模型,并符号化程序节点的内存状态信息,依据数据流生成路径敏感的符号化函数摘要作用于过程间分析,最终通过PR-CFG节点上由抽象内存状态计算得到的内存状态集进行故障模式状态机的状态转化来实现内存泄漏的检测.实验表明,本方法提高了Fortran指针引发内存泄漏的检测精度和效率,降低了检测的误报率.

高校大气科学专业Fortran语言程序设计课程教学改革探讨

计算机程序设计作为高校大气科学专业的重要基础课程,旨在培养学生应用计算机语言编程并解决大气科学领域实际问题的能力。在信息技术高速发展的今天,如何开展合理的课堂教学和有效的实践训练,以满足新时期国家和社会对大气人才培养的要求,是高校课程改革的主要目的。该文基于作者十几年教学实践的经验与思考,从编程语言和教材的选择、课堂教学方式、实践训练环节等方面,对目前大气科学专业程序设计课程教学中存在的问题进行探讨和总结,并提出具体的教学改革思路和方法,以期为完善课程体系建设、提高教学质量提供借鉴。

基于Fortran语言的大学物理教学——以简谐振动的合成为例

借助Fortran语言编程,结合Origin画图软件,对大学物理中的重要知识点——简谐振动的合成进行模拟研究,重点分析讨论了两个同方向同频率、同方向不同频率、相互垂直方向同频率及相互垂直方向不同频率的简谐振动的合成情况。通过与理论相比较,可以帮助学生加深理解不同条件下的简谐振动合成原理及规律。此外,还可将Fortran语言用于大学物理其他知识点的教学中,如受迫振动、光的干涉、光的衍射等,将抽象的知识直观化,以提高大学物理课程教学效果。

Fortran Powerstatio 4.0静态链接库建立与使用

静态链接库可以封装已经成熟的程序代码,优化程序结构。Fortran静态链接库的建立和使用并不复杂,大型程序经简单改写便可使用静态库进行封装,这无疑会带来很大的方便。本文介绍了一种在Fortran Powerstatio 4.0环境下建立静态链接库,并通过主程序调用链接库的简单实用的方法。静态链接库在工程计算领域具有很大的实用性,值得积极推广使用。

基于大气科学的Fortran语言程序设计教学探讨

Fortran语言程序设计作为一门简洁高效的计算机高级编程语言,在大气科学专业中被广泛使用。文章在充分厘清了Fortran语言程序设计传统教学中存在的短板弱项后,从教学设计、教学方式及专业融合三个方面提出了针对性的建议,旨在激发学生对该课程的学习兴趣,加强学生的上机实践,加速相关专业课的有效融合,以期为大气科学专业学生以后顺利开展业务科研工作打下坚实基础,同时也为高等院校涉及计算机程序设计的其他专业进行类似的教学改革提供借鉴和参考。

FORTRAN 77实践教学系统的研究与实现

针对FORTRAN 77开发了一个集成开发环境。解决了现有较高版本的FORTRAN开发系统系统设置困难、使用困难、容易死机等问题,在教学中取得了良好的效果。介绍了集成开发环境的主要功能,FORTRAN 77编译器的组织,集成开发环境的实现方法及其相关技术。

Fortran程序CUDA并行化总结

虽然Fortran常用来进行科学计算,但是面对计算量大的程序仍然很耗时。通常人们用MPI进行粗粒度的并行来提高程序的运行效率,近年来随着GPU计算能力的提高,将程序进行细粒度GPU并行化成为一种趋势。文章基于NVIDIA公司的CUDA框架,就Fortran程序向CUDA移植过程中的一些问题进行总结,并给出了相应的解决方案。

MPP Fortran程序中串行循环的优化

在大规模并行处理系统中，通讯开销是影响程序性能的一个重要因素。本文提出了一种ＭＰＰＦｏｒｔｒａｎ程序中串行循环的优化技术：在串行循环中加入同步控制、将串行循环转换成共享循环。该技术能减少通讯开销、提高程序的性能。

用Fortran PowerStation实现工程应用软件菜单

一般应用软件以 Fortran语言编写的较多 ,工程科研、开发、应用人员对科学计算语言 Fortran很熟悉 ,而对可视 C语言和可视 BASIC并不熟悉 ,但随着各种高级语言编译系统软件的不断升级 ,它们的功能也在不断地接近。在 Fortran Power-Station编译系统中 ,完全可以实现应用软件的菜单 。

VC与Fortran混合编程及其在大地电磁测深中的应用

Fortran语言是目前流行较广的适用于科学计算的高级语言 ,VC( Visual C)更擅长图形系统的开发。因此 ,在开发交互式解释系统软件时 ,常常将 VC与 Fortran进行混合语言编程。目前 ,大地电磁测深的资料处理与正、反演软件都是用 Fortran语言编写的 ,为了避免资源的浪费 ,提高大地电磁测深的资料处理与解释系统的开发效率 ,在开发大地电磁测深一维交互式解释系统时 ,对大地电磁测深中的计算部分仍用现有的 Fortran程序 ,对有关的界面与图形系统的开发部分用

《FORTRAN语言》复习提要

九三级计算机应用专业FORTRAN语言课程选用谭浩强、田淑清编著的《FORTRAN语言程序设计》作为教材.电视课由谭浩强主讲,共36学时.为了帮助同学们做好期末复习,现将各章的重点和复习要求叙述如下:

混合编程与Fortran计算程序可视化

本文探索了用ＶＣ＋＋，Ｆｏｒｔｒａｎ，ＯｐｅｎＧＬ进行混合编程的方法。该方法充分发挥了三种语言各自的优点，既能设计出画面丰富多彩，方便人机对话的界面，又能最大限度利用已有的用Ｆｏｒｔｒａｎ语言编写的程序资源，并实现计算结果的可视化。用作者已有的用Ｆｏｒｔｒａｎ语言编写的源程序进行了尝试，结果良好。

Fortran DLL组件集成到.NET平台(一)

针对新出现的.NET平台不支持Fortran语言,不能将Fortran开发的数学模型直接融入.NET平台的实际情况,提出在VisualFortran环境中将数学模型重构为动态链接库DLL,VisualStudio.NET通过平台调用来使用DLL中计算例程的方法,来集成Fortran数学模型.开发实例对典型的数学模型进行了模拟,结果表明这种方法是可行的,从而为Fortran数学模型集成到.NET平台提供了一种有效的途径.

Fortran COM组件集成到.NET平台(二)

针对新出现的.NET平台不支持Fortran语言,不能将Fortran开发的数学模型直接融入.NET平台的实际情况,提出在Visual Fortran环境中将数学模型直接重构为基于组件对象模型COM的组件,Visual Studio.NET通过平台调用使用COM计算组件的方法,来集成Fortran数学模型.开发实例对典型的数学模型进行了模拟,结果表明这种方法是可行的,从而为Fortran数学模型集成到.NET平台提供了一种新的途径.

Matlab与Fortran混合编程之DLL实现方法

简要介绍Matlab和Fortran各自的优缺点,详细阐述Matlab调用Fortran生成的动态链接库实现混合编程的两种方法。以高斯约当列主元素法求逆为例,从计算时间、精度等方面详细比较了同一算法在多种实现方式下的执行情况。计算结果表明:基于动态链接库的混合编程方法能充分利用现有软件包,结合Fortran计算效率高、Matlab矩阵计算及图形处理功能强的优点,符合当前科学工程计算程序设计的发展方向。

VC、VB与FORTRAN的混合编程技术及其实现

在探讨高级编程语言之间混合编程技术的基础上,通过实例在VisualC++6 0、VisualBasic6 0和FortranPowerStation4 0开发平台上演示了VC、VB和FORTRAN之间动态连接库(DLL)模式混合编程的实际应用,为使用不同开发平台的程序员和涉及知识产权保护的单位之间协作开发高质量的软件提供了技术途径。

Fortran 90模拟C++主要面向对象特性

针对科学与工程计算广为使用的Fortran 90不支持面向对象编程,新推出的Fortran 2003虽支持但相应的编译器还没有开发出来的现实情况,提出利用Fortran 90的现代语言特征,来模拟C++主要面向对象特性:封装、继承和多态性,以间接实现面向对象编程.与C++的对照开发实例表明,这种模拟是成功的,从而为提高大型For-tran计算程序的重用性和可维护性提供了一种有效方法,并为应对Fortran 2003面向对象编程积累了经验.

VisualC++与Fortran的混编

针对Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋作为Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下最主要的应用开发系统，对于如何利用已积累的Ｆｏｒｔｒａｎ代码和利用Ｆｏｒｔｒａｎ语言的长处，并将其集成到Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋环境下，提出了两种混编方法，并论述了两种方法的原理、步骤和优缺点，以期在软件开发和计算领域更好地发挥两种开发环境的优势．

Fortran与Delphi混合编程

论述了Fortran和Delphi两种语言混合编程的基础 ,并就两种语言之间调用约定的协调 ,包括标识符命名、参数传递方式等 ,以及动态链接库的导出和导入 。