BÖLÜM 2 FORTRAN PROGRAMLAMA DİLİNE GİRİŞ Fortran Programlama dili soruna yönelik bir sembolik programlama dilidir. Genellikle bilimsel hesaplamalarda kullanılmaktadır. 2.1. Fortran Karakterleri: Fortran programlama dilinde deyimleri yazabilmek için kullanılan karakterler: 0’dan 9 ‘a kadar 10 RAKAM A’dan Z’ye İngiliz alfabesindeki 26 HARF %, #, $, [, (, ) gibi özel işaretler ve işlem işaretleri + toplamayı , - çıkarmayı, / bölmeyi * çarpmayı simgeler

2.2. Bilgi Türleri : Fortran Programlama dilinde kullanılan bilgi türleri üç grupta toplanabilir. i. Sayısal bilgiler ii. Alfa sayısal Bilgiler iii. Mantıksal bilgiler Ayrıca bu bilgi türlerinin her birisi i. Değişmezler ii. Değişkenler olmak üzere ikiye ayrılır. 2.2.1 Sayısal Değişmezler Fortran programlama dilinde yazılan programlarda genellikle sayısal bilgiler kullanılır.

Sayısal değişmezler dört gruba ayrılırlar: a. Tamsayılar b. Kesirli sayılar c. Çift duyarlıklı sayılar d. Karmaşık sayılar Tamsayı değişmezler: Bu bilgiler 0 dan 9 a kadar olan rakamlarla + ve – işaretlerden oluşur. + veya – işareti taşımayan bilgiler pozitif olarak kabul edilir. Geçerli örnekler: Geçersiz örnekler: 15 -125 +3 3252 3.52 114-2

b. Kesirli sayı değişmezler : b. Kesirli sayı değişmezler : Bu bilgiler 0 dan 9 a kadar rakamlar ile +, - ve ondalıklı nokta işaretlerinden oluşur. Tamsayı değişmezlerinde olduğu gibi – işareti zorunlu olup + işareti zorunlu değildir. İşaretsiz bilgiler pozitif kabul edilir. Kesirli sayılar fortran dilinde iki şekilde gösterilebilir: 1. Sabit noktalı kesirli sayı değişmeler: Bilgilerde ondalıklı nokta kullanılan sayılardır. 12.1254681 0.123 -1.1 2. Kayan noktalı kesirli sayı değişmezler: İki kısımdan oluşur Mantis adı verilen sayısal bölüm Üs adı verilen 10’un kuvvetleri Üs kısmı E harfi ile gösterilir. 3.578*10^6 3.578E6 1.212*10^(-1) 1.212E-6 Üs kısmı bilgisayardan bilgisayara değişmektedir.

c. Çift duyarlılıklı değişmezler: Kesirli sayıların mantis kısmının bilgisayar belleğinde saklanması birtakım zorluklar içerir. Mantis için ayrılan uzunluk yeterli olmayabilir. Mantis 4 uzunluğunda bir yere yerleşiyorsa; 2/3 sayısı bilgisayar belleğinde 0.6666 olarak saklanır. Hesaplamalar sonunda bulunan sayılar ilk dört rakamla saklanır. FORTRAN programlama dilinde daha duyarlı olarak kullanılan sayılara çift duyarlıklı sayılar denir. Bu sayıların mantisi kesirli sayılara oranla bilgisayar belleğine iki kat daha uzun yere yerleşir. Üs kısmı D harfi ile gösterilir. Örnekler: 123.0155556 -12.24D2.5 (Üs tamsayı olmalı) -0.123589 21.4E-3 (kesirli sayıdır) 0.166*10^-10 0.15 D

d. Karmaşık Değişmezler: Karmaşık sayılar gercel ve sanal olmak üzere iki kısımdan oluşur. (2.5, -12) Gerçek Kısım Tamsayı Kesirli sayı Çift duyarlılıklı sayı Sanal Kısım Tamsayı Kesirli sayı Çift duyarlılıklı sayı Geçersiz örnekler: (14 22) virgül eksik (2.23E4,1.1D3) aynı duyarlılıklı değil (33.123) iki değişmez kullanılmalı

ii. Alfasayısal Değişmezler: Eğer bir bilgi geçerli bütün Fortran karakterlerini kullanabiliyorsa (A, k, +, %, &,....) onlara alfa sayısal denir. Alfa sayısal değişmezler iki türlü yazılır (Derleyiciden derleyiciye değişir). 1. Yazılacak bilgi tırnak içine alınır “bilgi” “Ders Listesi” 2. WH bilgi formu W: Bilgide bulunan karakter sayısı H: Bilginin alfa sayısal olduğunu gösterir. bilgi: Bilginin kendisi Örnek : Adım 7. A=B yaz “A=B” veya 3HA=B

iii. Mantıksal Değişmezler : Mantıksal değişmezler karar verme işlemleri sırasında kullanılır. İki tanedir: 1. .TURE. Belleğe 1 2. .FALSE. Belleğe 0 yerleşir. 2.2.2. Değişkenler: FORTRAN programının uygulanması sırasında farklı değerler alabilen büyüklüklere değişkenler denir. Değişkenler sembolik isimlerdir. i. Sayısal Değişkenler: a. Tamsayı değişkenler b. Kesirli değişkenler c. Çift duyarlılıklı değişkenler d. Karmaşık değişkenler

ii. Alfa sayısal değişkenler iii. Mantıksal değişkenler Değişkenlerin her birisi basit ve dizinli değişken olmak üzere ikiye ayrılır. Değişkenin sembolik adı belirlenirken dikkat edilecek kurallar: Değişken adının ilk karakteri harf olmalıdır. sayı (geçerli) 1sayı (geçersiz) 2. Değişken adı en çok 6 karakter içermelidir. sayı sayısal (geçersiz) Not: Derleyiciden derleyiciye değişir. 3. Değişken adı alfabetik ve sayısal karakterlerden oluşmalıdır. I31 I+I2

4. Tersi söylenmedikçe I, J, K, L, M, N harflerinden birisi ile başlayan değişkenler tamsayı değişkenleridir. ISAYI 5. Tersi söylenmedikçe I, J, K, L, M, N harfleri dışındaki 20 harften biri ile başlayan değişkenler kesirli sayı değişkenleridir. SAYI 6. Tamsayı ve kesirli sayı değişkenler yukarıdaki kurala uymadıkları zaman, alfa sayısal ve mantıksal değişkenler ise her zaman programda tanımlanmalıdır. 7. Değişkenlerin bilgisayar belleğindeki görünümü, aynı türden değişmezler gibidir.

3.2.3 Değişken türlerinin programda Tanımlanması: Değişkenlerin türleri, FORTRAN programının başında uygulanabilir deyimlerden önce tip deyimleri kullanılarak yeniden tanımlanabilir. Örnek. INTEGER SAYI, ORT (Tam sayı değişken ismi tanımlar) REAL ISIM, N (Kesir sayı değişken ismi tanımlar) COMLEX A,B,C (Karmaşık sayı değişken ismi tanımlar) LOGICAL P,R,S (Mantıksal değişken ismi tanımlar) CHARACTER *18 ILADI (Alfasayısal değişken ismi tanımlar) Alfa sayısal tipteki değişkenleri tanımlamak için CHARACTER deyimi kullanılır. CHARACTER * uzunluk D1 D1: Birbirinden virgül ile ayrılmış değişken listesi uzunluk : değişkenlerin alabilecekleri en fazla karakter sayısıdır.

Değişkenler basit yada dizinli olabilir: ÖRNEK: CHARACTER * 5, A, B, C(2) A, B, C değişkenlerinin alabileceği değerler en çok 5 karakter uzunluğunda olabilir. A=“AYSE” B=“DURU” C(1)=“1.60m” C(2)=“47 kg” boşluk 1 karakter yerine geçer. Burada C bir dizinli değişkendir. (2) onun boyutudur. Eğer dizinli bir değişkenin boyutu CHARACTER deyiminde belirtilmemişse mutlaka DIMENSION deyimi ile tanımlanmalıdır. CHARACTER * 5 DAT, FAT*10, SECIM Burada DAT 5 karakter, FAT 10 karakter, SECIM 1 karakter uzunlukludur.(SECIM için uzunluk tanımlanması yoktur)

Aritmetik işlem Simgeler Öncelik Sırası 2.3.Aritmetik İşlemler ve FORTRAN Aritmetik Deyimleri 2.3.1 Aritmetik İşlemler Beş aritmetik işlem vardır. Simgeleri ve öncelik sıraları aşağıdaki gibidir. Aritmetik işlem Simgeler Öncelik Sırası Toplama + 3 Çıkarma - Çarpma * 2 Bölme / Üs alma ** 1 İşlemler soldan sağa doğru hangi işlem önce gelir ise bilgisayar tarafından yapılır.

Bir aritmetik işlemde parantez öncelik sırasını değiştirir. ÖRNEK: A=2-4/2*3 A=2-2*3 A=2-6 A=-4 A=(2-4)/2*3 A=-2/2*3 A=-1*3 A=-3 A=(2-4)/(2*3) A=-2/6 A=-0.333 Bir aritmetik işlemde parantez öncelik sırasını değiştirir.

2.3.2. FORTRAN Aritmetik deyimleri: Birbirinde aritmetik işlem simgeleri ve parantezlerle ile ayrılmış ve bazı kurallara uygun olarak yazılmış sayısal değişken ve değişmezler dizisine FORTRAN aritmetik deyimi denir. FORTRAN Aritmetik deyimlerinin yazımında uyulması gerekli kurallar: Fortranda parantezler çarpma işlemi yerine kullnılmaz. İşlem gruplarını ayırır. A=(X**2)(2+Y) A=(X**2)*(2+Y) İki aritmetik İşlem simgesi yan yana kullanılmaz. A=X*-B A=X/-B A=X*(-B) A=X/(-B) Birbirini takip eden üs alma işlemlerinde, işlem sırası parantezlerle ifade edilmelidir. A(BC) A**B**C yada A**(B**C)

4. Fortran aritmetik deyimlerinde iç içe parantezler kullanıldığında öncelik sırası en içteki parantezden dışa doğrudur. 5. Değişmez / değişmez sonucunda elde edilen sayı değişmezlerle aynı türdendir. A**(1/2)=A**0=1 dir Doğrusu A**(1./2.) olmalıdır. 2.3.3. Mantıksal İşlemler Fortran programlama dili mantıksal bilgiler üzerinde işlem yapma olanağı sağlar. Mantıksal işlemlerde mantıksal deyimler, mantıksal elamanlar ve mantıksal bağlantı elamanları kullanılır. Mantısal deyimler: Mantıksal deyimler mantıksal değerleri bulmak için kullanılır. Sonuçta bulunan değer doğru veya yanlış olabilir.

Mantıksal deyim bazı kurallara uygun olarak yazılmış sayısal/mantıksal değişken /değişmezler dizisidir. Örnek: P,R mantıksal , A,B,C de sayısal değişkenler olsun P.OR.R (A+B*C).EQ.(A*B) ii. Mantıksal Elemanlar: Mantıksal değişmez/değişken/deyimler arasında kullanılan mantıksal elamanlar üç tanedir. Olumsuzluk elamanı (.NOT.) mantıksal değerin tersini verir. P doğru ise .NOT.P yanlış P yanlış ise .NOT.P doğru

P ve R mantıksal değişmez olmak üzere: b. VE elamanı (.AND.) P.AND.R P ve R mantıksal değişmez olmak üzere: P R P.AND.R yanlış doğru c. VEYA elamanı(.OR.) P R P.OR.R yanlış doğru

Mantıksal elamanların kullanımına ait kurallar: Mantıksal elamanları değişken adlarından ayırabilmek için baş ve sonlarına birer nokta konulur. Mantıksal elamanlarda öncelik sırası şöyledir. Mantıksal elaman Öncelik sırası .NOT. 1 .AND. 2 .OR. 3 3. Aritmetik işlemlerde olduğu gibi mantıksal deyimlerde birden fazla aynı öncelik sırasında mantıksal elaman kullanılmışsa mantıksal elamanlarda öncelik sırası soldan sağa doğru olur. 4. İşlem sırası parantezler kullanılarak değiştirilebilir.

P,R,T,Y mantıksal değerler olmak üzere: Geçerli Deyimler: .NOT.P T.AND.P R.OR.Y P.AND.Y.OR.R Geçersiz mantıksal deyimler: P.AND.OR.T P.OR.NOT.P P.OR.(.NOT.P)

İşareti Anlamı FORTRAN < Küçük .LT.  Küçük eşit .LE. = Eşit .EQ.  iii. Mantıksal Bağlantı Elamanları Mantıksal bağlantı elamanları iki sayısal değer arasına yazılır. Mantıksal bağlantı elamanları ile karşılaştırılan aynı türden iki sayısal değerin sonucu doğru veya yanlıştır. İşareti Anlamı FORTRAN < Küçük .LT.  Küçük eşit .LE. = Eşit .EQ.  Eşit değil .NE. > Büyük .GT.  Büyük eşit .GE:

ÖRNEK: A.GE.(B+1.) Eğer A  (B+1.) ise sonuç doğru Eğer A < (B+1.) ise sonuç yanlış iv. Mantıksal İşlemlerde Öncelik Sırası Bir mantıksal deyiminin hesaplanmasındaki işlemlerin öncelik sırası şöyledir. Aritmetik deyimler Mantıksal Bağlantı elamanları Mantıksal elamanlar A,B,C ve D sayısal değişkenler ve P ve Q mantıksal değişkenler (A-2*B).LT.C.AND.P.OR.Q : (A-2*B).LT.C.AND.P.OR.Q

2.4.AKTARMA DEYİMLERİ: 2.4.1. Aritmetik Aktarma Deyimi: Bir aritmetik deyimin değerini hesaplayıp bir sayısal değişkene aktarır. Genel Yazılışı: D: Değişken AD: Aritmetik deyim olmak üzere D = AD Aritmetik aktarma deyiminde uyulması zorunlu kurallar: Eşitliğin sol tarafında sayısal değişken adından başka bir şey bulunamaz. Değişken adından önce + veya – işareti bulunamaz. Y=X-Z -Y=Z-X X=A6+C-Y X+Y=A6+C 2. Eşitliğin sağ tarafında geçerli bir deyim olmalıdır.

3. “=“ işaretinin anlamı cebirdeki gibi değildir. I=I+1 cebirsel olarak yanlıştır, fortran’da doğrudur. I’ya 1ekle I’ya aktar anlamındadır. 4. Aritmetik deyim ile sayısal değişken aynı türden olmak zorunda değildir. A=1.1, J=2, K=4 olmak üzere X=A+J*2+A*K=1.1+4+4.4=9.5 L=A+J*2+A*K=9 2.4.2 Mantıksal Aktarma Deyimi: Bir mantıksal deyimin değerini hesaplayıp bir mantıksal değişkene aktaran deyime denir. Mantıksal değişken = Mantıksal deyim Mantıksal değişkenlere aktarılan değerler ya doğru”.TRUE.” yada yanlış “FALSE” olur.

Mantıksal aktarma deyiminin özellikleri: Eşitliğin sol tarafında basit veya dizinli bir mantıksal değişken bulunabilir. Eşitliğin sol tarafında herhangi bir mantıksal deyim bulunabilir. “=“ işaretin sağındaki mantıksal deyimin değerini hesaplayıp soldaki değişkene aktarma işlevini yerine getirir. FORTRAN ‘da P=P.AND.R tipindeki deyimler doğrudur. LOGICAL P,R,Y P=.TRUE. R=.FALSE. Y=P.OR.R

Fonksiyon Matematiksel FORTRAN X’in karekökü X SQRT(X) 2.5. Önceden Tanımlanmış Fonksiyonlar: Fonksiyon Matematiksel FORTRAN X’in karekökü X SQRT(X) X’in mutlak değeri X  ABS(X) X’in eksponansiyeli ex EXP(X) X’in sinüsü sinx SIN(X) X’in cosinüsü cosx COS(X) X’in doğal log. lnx LOG(X) X’in Logaritması Log x LOG10(X)