fortran语言解n元线性方程组
fortran教程
fortran教程Fortran是一种编程语言，用于科学和工程计算。
它具有高性能和可靠性，适用于大规模的数值计算和数据处理。
Fortran的基本语法是由一系列语句组成的程序。
每个语句都以一个数字标签开头，可用于控制程序的执行顺序。
以下是Fortran的一些基本语法和常用功能。
1. 变量和数据类型Fortran支持多种数据类型，包括整数（Integer）、实数（Real）和字符（Character）。
变量声明可以在程序的开头部分完成，例如：```fortranINTEGER :: iREAL :: xCHARACTER(len=10) :: name```注意，每个变量声明必须以两个冒号（::）开头。
2. 数学运算Fortran提供了一系列的数学运算符，用于执行基本的算术和逻辑运算，例如加法（+）、减法（-）、乘法（*）、除法（/）和求余（MOD）。
运算符的使用与其他编程语言相似。
3. 控制结构Fortran支持常用的控制结构，例如条件语句（IF-ELSE）和循环语句（DO LOOP）。
条件语句可以根据条件来执行不同的代码块，例如：```fortranIF (i > 0) THENPRINT*, 'i is positive'ELSEPRINT*, 'i is non-positive'END IF```循环语句可以根据条件重复执行一部分代码，例如：```fortranDO i = 1, 10PRINT*, iEND DO```上述代码将打印出1到10的数字。
4. 数组和矩阵运算Fortran支持多维数组和矩阵运算。
声明数组时可以指定维度和元素类型，例如：```fortranREAL, DIMENSION(3,3) :: matrix```然后，可以使用多个索引访问数组元素，例如：```fortranmatrix(1,2) = 3.14```这将给数组中的第1行第2列的元素赋值为3.14。
fortran指令大全
附录C SCILAB 部分函数指令表(c)LIAMA. All rights reserved.(注解:本指令表只收集了部分常用指令, 有关全部指令请参照文档文件)+ 加- 减* 矩阵乘数组乘*.1. 通用指令^ 矩阵乘方数组乘方^.\ 反斜杠或左除help 在线帮助/ 斜杠或右除apropos 文档中关键词搜寻或.\ 数组除/.ans 缺省变量名以及最新表达式的运算结果== 等号~= 不等号clear 从内存中清除变量和函数< 小于exit 关闭SCILAB> 大于quit 退出SCILAB<= 小于或等于save 把内存变量存入磁盘>= 大于或等于exec 运行脚本文件&,and 逻辑与mode 文件运行中的显示格式|,or 逻辑或getversion 显示SCILAB 版本~,not 逻辑非ieee 浮点运算溢出显示模式选择: 冒号who 列出工作内存中的变量名( ) 园括号edit 文件编辑器[ ] 方括号type 变量类型{ } 花括号what 列出SCILAB 基本命令小数点.format 设置数据输出格式, 逗号chdir 改变当前工作目录; 分号getenv 给出环境值// 注释号mkdir 创建目录= 赋值符号pwd 显示当前工作目录' 引号evstr 执行表达式' 复数转置号转置号'.ans 最新表达式的运算结果2.运算符和特殊算符%eps 浮点误差容限, =2-52≈2.22×10-16%i 虚数单位= √(-1)%inf 正无穷大%pi 圆周率,π=3.1415926535897....3. 编程语言结构abort 中止计算或循环break 终止最内循环case 同select 一起使用continue 将控制转交给外层的for或while循环else 同if一起使用elseif 同if一起使用end 结束for，while，if 语句for 按规定次数重复执行语句if 条件执行语句otherwise 可同switch 一起使用pause 暂停模式return 返回select 多个条件分支then 同if一起使用while 不确定次数重复执行语句eval 特定值计算feval 函数特定值计算或多变量计算function 函数文件头global 定义全局变量isglobal 检测变量是否为全局变量error 显示错误信息lasterror 显示最近的错误信息sprintf 按格式把数字转换为串warning 显示警告信息4.基本数学函数acos 反余弦acosh 反双曲余弦acot 反余切acoth 反双曲余切acsc 反余割acsch 反双曲余割asin 反正弦asinh 反双曲正弦atan 反正切atanh 反双曲正切cos 余弦cosh 双曲余弦cotg 余切coth 双曲余切sin 正弦sinh 双曲正弦tan 正切tanh 双曲正切exp 指数log 自然对数log10 常用对数log2 以2为底的对数sqrt 平方根abs 绝对值conj 复数共轭imag 复数虚部real 复数实部ceil 向上(正无穷大方向)取整fix 向零方向取整floor 向下(负无穷大方向)取整round 四舍五入取整sign 符号函数gsort 降次排序erf 误差函数erfc 补误差函数gamma gamma 函数interp 插值函数interpln 线性插值函数intsplin 样条插值函数smooth 样条平滑函数spline 样条函数quarewave 方波函数sign 符号函数double 将整数转换为双精度浮点数5.基本矩阵函数和操作eye 单位阵zeros 全零矩阵ones 全1 矩阵rand 均匀分布随机阵genmarkov 生成随机Markov 矩阵linspace 线性等分向量logspace 对数等分向量logm 矩阵对数运算cumprod 矩阵元素累计乘cumsum 矩阵元素累计和toeplitz Toeplitz 矩阵disp 显示矩阵和文字内容length 确定向量的长度size 确定矩阵的维数diag 创建对角阵或抽取对角向量find 找出非零元素1的下标matrix 矩阵变维rot90 矩阵逆时针旋转90度sub2ind 据全下标换算出单下标tril 抽取下三角阵triu 抽取上三角阵conj 共轭矩阵companion 伴随矩阵det 行列式的值norm 矩阵或向量范数nnz 矩阵中非零元素个数null 清空向量或矩阵中的某个元素orth 正交基rank 矩阵秩trace 矩阵迹cond 矩阵条件数rcond 逆矩阵条件数inv 矩阵的逆lu LU分解或高斯消元法pinv 伪逆qr QR分解givens Givens 变换linsolve 求解线性方程lyap Lyapunov 方程hess Hessenberg 矩阵poly 特征多项式schur Schur 分解expm 矩阵指数expm1 矩阵指数的Pade逼近expm2 用泰勒级数求矩阵指数expm3 通过特征值和特征向量求矩阵指数funm 计算一般矩阵函数logm 矩阵对数sqrtm 矩阵平方根6. 特性值与奇异值spec 矩阵特征值gspec 矩阵束特征值bdiag 块矩阵, 广义特征向量eigenmarkov 正则化Markov 特征向量pbig 特征空间投影svd 奇异值分解sva 奇异值分解近似7. 矩阵元素运算cumprod 元素累计积cumsum 元素累计和hist 统计频数直方图max 最大值mean 平均值median 中值min 最小值prod 元素积sort 由大到小排序std 标准差sum 元素和trapz 梯形数值积分corr 求相关系数或方差8. 稀疏矩阵运算sparse 稀疏矩阵(只存储非零元素)adj2sp 邻接矩阵转换为稀疏矩阵full 稀疏矩阵转换为全矩阵mtlb_sparse 将SCILAB 稀疏矩阵转换为MA TLAB稀疏矩阵格式sp2adj 稀疏矩阵转换为邻接矩阵speye 稀疏矩阵方式单位阵sprand 稀疏矩阵方式随机矩阵spzeros 稀疏矩阵方式全零阵lufact 稀疏矩阵LU分解lusolve 稀疏矩阵方程求解spchol 稀疏矩阵Cholesky分解9. 输入输出函数diary 生成屏幕文本记录disp 变量显示file 文件管理input 用户键盘输入load 读已存的变量mclose 关闭文件mget 读二进制文件mgetl 按行读ASCII码文件mgetstr 读字符串中单个字mopen 打开文件mput 写二进制文件mfscanf 读ASCII 码文件print 将变量记录为文件read 读矩阵变量save 存变量为二进制文件strartup 启动文件write 按格式存文件xgetfile 对话方式获取文件路径x_dialog 建立Xwindow参数输入对话框Tk_Getvar 得到Tk文件变量Tk_EvalFile 执行Tk 文件10. 函数与函数库操作deff 在线定义函数edit 函数编辑器function 打开函数定义functions SCILAB 函数或对象genlib 在给定目录下建立所有文件的函数库get_function_path 读函数库的文件存储目录路径getd 读函数库中的全部文件getf 在文件中定义一个函数lib 函数库定义macro SCILAB函数或对象macrovar 输入变量个数newfun 输出变量个数11. 字符串操作code2str 将SCILAB数码转换为字符串convstr 字母大小转换emptystr 清空字符串grep 搜寻相同字符串part 字符提取str2code 将字符串转换为SCILAB数码string 字符串转换strings SCILAB 对象, 字符串strcat 连接字符strindex 字符串的字符位置搜寻strsubst 字符串中的字符替换12. 日期与时间date 日期getdate 读日期与时间timer CPU时间计时13. 二维图形函数plot2d 直角坐标下线性刻度曲线champ 2 维向量场champ1 由颜色箭头表示的2维向量场contour2d 等高线图errbar 曲线上增加误差范围框线条grayplot 应用颜色表示的表面xgrid 画坐标网格线histplot 统计频数直方图Matplot 散点图阵列14. 三维图形函数plot3d 三维表面plot3d1 用颜色或灰度表示的三维表面param3d 三维中单曲线param3d1 三维中多曲线contour 三维表面上的等高线图hist3d 三维表示的统计频数直方图geom3d 三维向二维上的投影15. 线条类图形xpoly 单线条或单多边形xpolys 多线条或多各多边形xrpoly 正多边形xsegs 非连接线段xfpoly 单个多边形内填充xfpolys 多个多边形内填充xrect 矩形xfrect 单个矩形内填充xrects 多个矩形内填充xarc 单个弧线段或弧园xarcs 多个弧线段或弧园xfarc 单个弧线段或弧园填充xfarcs 多个弧线段或弧园填充xarrows 多箭头16. 图形注释, 变换xstring 图形中字符xstringb 框内字符xtitle 图形标题xaxis 轴名标注plotframe 图形加框并画坐标网格线isoview 等尺寸比例显示(原图形窗口不改变)square 等尺寸比例显示(原图形窗口改变)xsetech 设置小窗口xchange 转换实数为图形象素坐标值subplot 设置多个子窗口17. 图形颜色及图形文字colormap 应用颜色图getcolor 交互式选择颜色图addcolor 增加新色于颜色图graycolormap 线性灰度图hotcolormap 热色(红到黄色)颜色图xset 图形显示方式设定xget 读当前图形显示方式设定getsymbol 交互式选择符号和尺寸18. 图形文件及图形文字xsave 将图形存储为文件xload 从磁盘中读出图形文件xbasimp 将图形按PS文件打印或存储为文件xs2fig 将图形生成Xfig 格式文件xbasc 取消图形窗及其相关内容xclear 清空图形窗driver 选择图形驱动器xinit 图形驱动器初始化xend 关闭图形xbasr 图形刷新replot 更改显示范围后的图形刷新xdel 关闭图形xname 改变当前图形窗名称19. 控制分析用图形bode 伯德图坐标gainplot 幅值图坐标(伯德图中的幅值图) nyquist 奈奎斯特图m_circle M－圆图chart 尼库拉斯图black Black－图evans 根轨迹图sgrid s 平面图plzr 零-极点图zgrid z 平面图20. 图形应用中的其它指令graphics 图形库指令表xclick 等待鼠标在图形上的点击输入locate 由鼠标点击读入图形中的多点位置坐标xgetmouse 由鼠标点击读入图形中的当前点位置坐标21. 系统与控制abcd 状态空间矩阵cont_mat 可控矩阵csim 线性系统时域响应dsimul 状态空间的离散时域响应feedback 反馈操作符flts 时域响应（离散、采样系统〕frep2tf 基于传递函数的频域响应freq 频域响应g_margin 幅值裕量imrep2ss 基于状态空间的脉冲响应lin 线性化操作lqe Kalman 滤波器lqg LQG补偿器lqr LQ补偿器ltitr 基于状态空间的离散时域响应obscont 基于观测器的控制器observer 观测器obsv_mat 观测矩阵p_margin 相位裕量phasemag 相位与幅值计算ppol 极点配置repfreq 频域响应ricc Riccati 方程rtitr 基于传递函数的离散时域响应sm2ss 系统矩阵到状态空间变换ss2ss 反馈连接的状态空间到状态空间变换ss2tf 状态空间到传递函数变换stabil 稳定性计算tf2ss 传递函数到状态空间变换time_id SISO系统最小方差辨识22. 鲁棒控制augment 被控对象增广操作bstap Hankel 矩阵近似ccontrg H∞控制器dhnorm 离散H∞范数h2norm H2 范数h_cl 闭环矩阵h_inf H∞控制器h_norm H∞范数hankelsv Hankel 矩阵奇异值leqr H∞控制器的LQ增益linf 无穷范数riccati Riccati 矩阵sensi 敏感函数23. 动态系统arma ARMA模型arma2p 基于AR模型中获得多项式矩阵armac ARMAX 辨识arsimul ARMAX系统仿真noisegen 噪声信号发生器odedi 常微分方程仿真检测prbs_a 伪随机二进制序列发生器reglin 线性拟合24. 系统与控制实例artest Arnold 动态系统bifish 鱼群人口发展的离散时域模型boucle 具有观测器的动态系统相位图chaintest 生物链模型gpech 渔业模型fusee 登陆火箭问题lotest Lorennz 吸引子mine 采矿问题obscontl可控可观系统portr3d 三维相位图portrait 二维相位图recur 双线性回归方程systems 动态系统tangent 动态系统的线性化tadinit 动态系统的交互初始化25. 非线性工具（优化与仿真〕bvode 边界值问题的常微分方程dasrt 隐式微分方程过零解dassl 代数微分方程datafit 基于测量数据的参数辨识derivative 导数计算fsolve 非线性函数过零解impl 线性微分方程int2d 二维定积分int3d 三维定积分intg 不定积分leastsq 非线性最小二乘法linpro 线性规划lmisolver 线性不等矩阵ode 常微分方程ode_discrete 离散常微分方程ode_root 常微分方程根解odedc 连续/离散常微分方程optim 非线性优化quapro 线性二次型规划semidef 半正定规划26. 多项式计算coeff 多项式系数coffg 多项式矩阵逆degree 多项式阶数denom 分母项derivat 有理矩阵求导determ 矩阵行列式值factors 因式分解hermit Hermit 型horner 多项式计算invr 有理矩阵逆lcm 最小公倍数ldiv 多项式矩阵长除numer 分子项pdiv 多项式矩阵除pol2des 多项式矩阵到表达式变换pol2str 多项式到字符串变换polfact 最小因式residu 余量roots 多项式根simp 多项式化简systmat 系统矩阵27. 信号处理%asn 椭圆积分%k Jacobi完全椭圆积分%sn Jacobi 椭圆函数analpf 模拟量低通滤波器buttmag Butterworth 滤波器响应cepstrum 倒谱计算cheb1mag Chebyshev 一型响应cheb2mag Chebyshev 二型响应chepol Chebyshev 多项式convol 卷积corr 相关, 协方差cspect 谱估计(应用相关法)dft 离散富立叶变换fft 快速富立叶变换filter 滤波器建模fsfirlin FIR滤波器设计hank 协方差矩阵到Hankel矩阵变换hilb Hilbert 变换iir IIR数字滤波器intdec 信号采样率更改kalm Kalman 滤波器更新mese 最大熵谱估计mfft 多维快速富立叶变换mrfit 频率响应拟合phc Markov 过程srkf Kalman 滤波器平方根sskf 稳态Kalman 滤波器system 观测更新wfir 线性相位FIR滤波器weiener Weiener(维纳)滤波器window 对称窗函数yulewalk 最小二乘滤波器zpbutt Buthererworth 模拟滤波器zpch1 Chebyshev 模拟滤波器28. 音频信号analyze 音频信号频域图auread 读*.au 音频文件auwrite 写*.au 音频文件lin2mu 将线性信号转换为µ率码信号loadwave 取*.wav 音频文件mapsound 音频信号图示mu2lin 将µ率码信号转换为线性信号playsnd 音频信号播放savewave 存*.wav 音频文件wavread 读*.wav 音频文件wavwrite 写*.wav 音频文件29. 语言与数据转换工具ascii 字符串的ASCII码excel2sci 读ASCII 格式的Excel 文件fun2string 将SCILAB 函数生成ASCII 码mfile2sci 将MA TLAB 的M 格式文件转换为SCI格式文件mtlb_load 取MA TLAB第4版本文件中变量matlb_save 按MA TLAB 第 4 版本文件格式存变量pol2tex 将多项式转换为TeX格式sci2for 将SCILAB 函数转换为FORTRAN格式文件texprint 按TeX 格式输出SCILAB 对象translatepaths 将子目录下的所有MA TLAB 文件转换为SCI文件格式一个公式写成Fortran语言代码program baiduinteger::I,J,Nreal*8::Cr,Treal*8,dimension(:),allocatable ::P,XN=3!变量X的个数Cr=5.0d0!常量Cr，自己设定T=4.0d0!常量T，自己设定allocate(P(N),X(N))! =======读入变量X的值do I=1,Nwrite(*,*)"请输入第",I," 个变量的值："read(*,*)X(I)enddo! =======读入变量X的值do I=1,NP(I)=(-4.2d0/Cr**2*X(I)+2.9/Cr)*Twrite(*,*)“第”,I," 个变量X对应结果：",P(I)enddoend。
fortran求解方程组
fortran求解方程组在Fortran中，可以使用数值方法来求解方程组。
一种常用的数值方法是迭代法，其中最常见的方法是牛顿-拉夫逊方法（Newton-Raphson method）。
以下是一个使用Fortran实现牛顿-拉夫逊方法求解方程组的示例：```fortranprogram newton_raphsonimplicit noneinteger, parameter :: n = 2 ! 方程组中的未知数个数integer, parameter :: max_iter = 100 ! 最大迭代次数real, parameter :: tolerance = 1e-6 ! 精度要求real :: x(n) ! 未知数向量real :: f(n) ! 方程组函数值向量real :: J(n,n) ! 方程组雅可比矩阵real :: dx(n) ! 迭代步长向量integer :: iter ! 迭代次数! 初始化未知数向量x = [1.0, 1.0]iter = 0 ! 初始化迭代次数do while (iter < max_iter)iter = iter + 1! 计算方程组函数值向量和雅可比矩阵call calculate_f(x, f)call calculate_J(x, J)! 解线性方程组 J * dx = -f，计算迭代步长 call solve_linear_equation(J, f, dx)! 更新未知数向量x = x + dx! 判断迭代是否收敛if (maxval(abs(f)) < tolerance) thenexitend ifend doif (iter >= max_iter) thenprint *, "迭代失败：达到最大迭代次数" elseprint *, "迭代成功：达到收敛精度"end ifprint *, "迭代次数：", iterprint *, "解向量：", xcontains! 计算方程组函数值向量subroutine calculate_f(x, f)real, intent(in) :: x(n)real, intent(out) :: f(n)! 实现方程组函数值的计算，将结果存储到 f 中end subroutine calculate_f! 计算方程组雅可比矩阵subroutine calculate_J(x, J)real, intent(in) :: x(n)real, intent(out) :: J(n,n)! 实现方程组雅可比矩阵的计算，将结果存储到 J 中end subroutine calculate_J! 解线性方程组subroutine solve_linear_equation(A, b, x)real, intent(in) :: A(n,n)real, intent(in) :: b(n)real, intent(out) :: x(n)! 实现线性方程组的求解，将结果存储到 x 中end subroutine solve_linear_equationend program newton_raphson```在上面的示例中，你需要根据具体的方程组函数和雅可比矩阵的计算方法，实现相应的子程序`calculate_f`、`calculate_J` 和`solve_linear_equation`。
Fortran语言-有限元程序分析-平面钢架
程序框图：程序特点：问题类型：可用于计算结构力学的平面刚架问题单元类型：直接利用杆单元载荷类型：节点载荷及非节点载荷，其中非节点载荷包括均布荷载和垂直于杆件的集中荷载材料性质：所有杆单元几何性质相同，且由相同的均匀材料组成方程求解：结构刚度矩阵采用满阵存放，Gauss消元过程采用《数值分析》中的列主元素消去法输入文件：按先处理法的要求，由手工生成输入数据文件1.主要变量：ne: 单元个数nj: 结点个数n: 自由度e: 弹性模量（单位：KN/m2）a: 杆截面积zi: 惯性矩np: 结点荷载个数nf: 非结点荷载个数x(nj): 存放结点的x轴坐标y(nj): 存放结点的y轴坐标ij(ne,2): 存放单元结点编号，其中ij(nj,1)存放起始结点编号，ij(nj,2)存放终止结点编号jn(nj,3): 存放结点位移编号，以组成单元定位数组pj(np,3): 存放结点荷载信息，其中pj(np,1)存放结点荷载作用结点号，pj(np,2)存放荷载方向代码(1—x方向；2—y方向；3—转角)，pj(np,3)存放荷载大小pf(ne,4): 存放非结点荷载信息，其中pf(ne,1)存放荷载作用单元号，pf(ne,2)存放荷载代码(1—均布荷载，2—垂直集中荷载)，pf(ne,3)存放荷载大小，pf(ne,4)荷载作用距离（均布荷载，集中荷载均以单元起始结点为计算起始位置）。
2.子例行子程序哑元信息：第一部分：基本部分I. subroutine lsc(Length & Sin & Cos):输入哑元：m(单元号),nj,ne,x,y,ij输出哑元：bl(杆件长度),si(正弦值),co(余弦值)II. subroutine elv(Element Location Vector):输入哑元：m,ne,nj,ij,jn输出哑元：lv(单元定位数组)III. subroutine esm(Element Stiffness Matrix):输入哑元：e,a,zi,bl,si,co输出哑元：ek(整体坐标系下的单刚矩阵)IV. subroutine eff(Element Fixed-end Forces)输入哑元：i,pf,nf,bl输出哑元：fo(局部坐标系下单元固端力)第二部分：主程序直接调用部分I. subroutine tsm(Total Stiffness Matrix 计算总刚矩阵)输入哑元：ne,nj,n,e,x,y,ij,a,zi,jn输出哑元：tkII. subroutine jlp(Joint Load Vector 计算结点荷载)输入哑元：ne,nj,n,np,nf,x,y,ij,jn,pj,pf输出哑元：p(结点荷载列矩阵)III. subroutine gauss(带列主元素消去的高斯法)输入(输出)哑元：tk,p,n ;(注意，算出位移后，直接存储到结点荷载列矩阵)IV. subroutine mvn(Member-end forces of elements 计算各单元的杆端力)输入哑元：ne,nj,n,nf,e,x,y,ij,a,zi,jn,pf,p3.文件管理：源程序文件：pff.for程序需读入的数据文件：input.txt程序输出的数据文件：output4.数据文件格式：【输出文件格式】： 1. 第1部分： 每行数据依次为：结点号，结点x 方向位移，结点y 方向位移，结点转角位移 2. 第2部分：每行数据依次为：单元号，xi F ，yi F ，i M ，xj F ，yj F ，j M源程序：program PFF implicit nonereal tk(100,100),x(50),y(50),p(100),pj(50,3),pf(50,4) integer ij(50,2),jn(50,3) integer ne,nj,n,np,nf real e,a,ziopen(1,file="input.txt",status="old") open(2,file="output.txt",status="old")read(1,*) ne,nj,n,e,a,zi,np,nfcall input(ne,nj,x,y,ij,jn,np,nf,pj,pf)call tsm(ne,nj,n,e,x,y,ij,a,zi,jn,tk)call jlp(ne,nj,n,np,nf,x,y,ij,jn,pj,pf,p)call gauss(tk,p,n)call mvn(ne,nj,n,nf,e,x,y,ij,a,zi,jn,pf,p)endsubroutine input(ne,nj,x,y,ij,jn,np,nf,pj,pf)dimension x(nj),y(nj),ij(ne,2),jn(nj,3),pj(np,3),pf(nf,4) read(1,*)(x(i),y(i),i=1,nj)read(1,*)(ij(i,1),ij(i,2),i=1,ne)read(1,*)((jn(i,j),j=1,3),i=1,nj)if (np>0) read(1,*)((pj(i,j),j=1,3),i=1,np)if (nf>0) read(1,*)((pf(i,j),j=1,4),i=1,nf)endsubroutine tsm(ne,nj,n,e,x,y,ij,a,zi,jn,tk)dimension x(nj),y(nj),ij(ne,2),jn(nj,3),tk(n,n),ek(6,6),lv(6) do i=1,ndo j=1,ntk(i,j)=0enddoenddodo m=1,necall lsc(m,ne,nj,x,y,ij,bl,si,co)call esm(e,a,zi,bl,si,co,ek)call elv(m,ne,nj,ij,jn,lv)do l=1,6i=lv(l)if (i/=0) thendo k=1,6j=lv(k)if (j/=0) tk(i,j)=tk(i,j)+ek(l,k)enddoendifenddoenddoendsubroutine lsc(m,ne,nj,x,y,ij,bl,si,co) dimension x(nj),y(nj),ij(ne,2)i=ij(m,1)j=ij(m,2)dx=x(j)-x(i)dy=y(j)-y(i)bl=sqrt(dx*dx+dy*dy)si=dy/blco=dx/blendsubroutine esm(e,a,zi,bl,si,co,ek) dimension ek(6,6)c1=e*a/blc2=2.0*e*zi/blc3=3.0*c2/blc4=2.0*c3/bls1=c1*co*co+c4*si*sis2=(c1-c4)*si*cos3=c3*sis4=c1*si*si+c4*co*cos5=c3*cos6=c2ek(1,1)=s1ek(1,2)=s2ek(1,3)=-s3ek(1,4)=-s1ek(1,5)=-s2ek(1,6)=-s3ek(2,2)=s4ek(2,3)=s5ek(2,4)=-s2ek(2,5)=-s4ek(2,6)=s5ek(3,3)=2*s6ek(3,4)=s3ek(3,5)=-s5ek(3,6)=s6ek(4,4)=s1ek(4,5)=s2ek(4,6)=s3ek(5,5)=s4ek(5,6)=-s5ek(6,6)=2.0*s6do i=1,5do j=i+1,6ek(j,i)=ek(i,j)enddoenddoendsubroutine elv(m,ne,nj,ij,jn,lv)dimension ij(ne,2),jn(nj,3),lv(6)i=ij(m,1)j=ij(m,2)do k=1,3lv(k)=jn(i,k)lv(k+3)=jn(j,k)enddoendsubroutine jlp(ne,nj,n,np,nf,x,y,ij,jn,pj,pf,p)dimension x(nj),y(nj),ij(ne,2),jn(nj,3),pj(np,3),pf(nf,4),p(n),fo(6),pe(6),lv(6) do i=1,np(i)=0.0enddoif (np>0) thendo i=1,npj=int(pj(i,1))k=int(pj(i,2))l=jn(j,k)if (l/=0) p(l)=pj(i,3)enddoendifif(nf>0) thendo i=1,nfm=int(pf(i,1))call lsc(m,ne,nj,x,y,ij,bl,si,co)call eff(i,pf,nf,bl,fo)call elv(m,ne,nj,ij,jn,lv)pe(1)=-fo(1)*co+fo(2)*sipe(2)=-fo(1)*si-fo(2)*cope(3)=-fo(3)pe(4)=-fo(4)*co+fo(5)*sipe(5)=-fo(4)*si-fo(5)*cope(6)=-fo(6)do j=1,6l=lv(j)if (l/=0) p(l)=p(l)+pe(j) enddoenddoendifendsubroutine eff(i,pf,nf,bl,fo) dimension pf(nf,4),fo(6)no=int(pf(i,2))q=pf(i,3)c=pf(i,4)b=bl-cc1=c/blc2=c1*c1c3=c1*c2do j=1,6fo(j)=0.0enddogoto(10,20),no10 fo(2)=-q*c*(1.0-c2+c3/2.0)fo(3)=-q*c*c*(0.5-2.0*c1/3.0+0.25*c2) fo(5)=-q*c*c2*(1.0-0.5*c1)fo(6)=q*c*c*c1*(1.0/3.0-0.25*c1) return20 fo(2)=-q*b*b*(1.0+2.0*c1)/bl/blfo(3)=-q*c*b*b/bl/blfo(5)=-q*c2*(1.0+2.0*b/bl)fo(6)=q*c2*breturnendsubroutine gauss(e,d,n)dimension e(n,n),d(n),a(n,n+1)do i=1,ndo j=1,na(i,j)=e(i,j)enddoenddodo i=1,na(i,n+1)=d(i)enddodo k=1,n-1do i=k+1,nif (abs(a(i,k))>abs(a(k,k))) thendo j=1,n+1c=a(k,j)a(k,j)=a(i,j)a(i,j)=cenddoelseendifenddodo i=k+1,na(i,k)=a(i,k)/a(k,k)do j=k+1,n+1a(i,j)=a(i,j)-a(i,k)*a(k,j)enddoenddoenddoa(n,n+1)=a(n,n+1)/a(n,n)do i=n-1,1,-1do j=i+1,np=p+a(i,j)*a(j,n+1)enddoa(i,n+1)=(a(i,n+1)-p)/a(i,i)p=0enddodo i=1,nd(i)=a(i,n+1)enddoendsubroutine mvn(ne,nj,n,nf,e,x,y,ij,a,zi,jn,pf,p)dimension x(nj),y(nj),ij(ne,2),jn(nj,3),pf(nf,4),lv(6),fo(6),d(6),fd(6),f(6),ek(6,6),p(n) write(2,10)10 format(//2x,"结点位移"/5x,"结点号",9x,"u向位移",9x,"v向位移",9x,"角位移") do j=1,njdo i=1,3d(i)=0.0l=jn(j,i)if (l/=0) d(i)=p(l)enddowrite(2,20)j,d(1),d(2),d(3)20 format(2x,i6,4x,3e15.6)enddowrite(2,30)30 format(/2x,"单元杆端力及弯矩"/4x,"单元号",13x,"Fx",17x,"Fy",17x,"弯矩") do m=1,necall lsc(m,ne,nj,x,y,ij,bl,si,co)call esm(e,a,zi,bl,si,co,ek)call elv(m,ne,nj,ij,jn,lv)do i=1,6l=lv(i)d(i)=0.0if(l/=0) d(i)=p(l)enddodo i=1,6fd(i)=0.0do j=1,6fd(i)=fd(i)+ek(i,j)*d(j)enddoenddof(1)=fd(1)*co+fd(2)*sif(2)=-fd(1)*si+fd(2)*cof(3)=fd(3)f(4)=fd(4)*co+fd(5)*sif(5)=-fd(4)*si+fd(5)*cof(6)=fd(6)if (nf>0) thendo i=1,nfl=int(pf(i,1))if (m==l) thencall eff(i,pf,nf,bl,fo)do j=1,6f(j)=f(j)+fo(j)enddoendifenddoendifwrite(2,40)m,f40format(2x,i8,4x,"Ix=",f12.4,3x,"Iy=",f12.4,3x,"Mi=",f12.4/14x,"Jx=",f12.4,3x,"J y=",f12.4,3x,"Mj=",f12.4)enddoend【算例】：课题二：平面刚架有限元程序分析题目一：分析如图所示结构，其中5AB BC CD m ===， 3.5ED EF FG m ===，40GPa E =，20.02m A =，44410m I -=⨯。
计算机程序设计基础—FORTRAN实验设计报告线性方程组求解问题
中南大学本科生课程设计(实践)任务书、设计报告（计算机程序设计基础—FORTRAN）题目线性方程组求解问题学生姓名陈晨指导教师刘胤宏学院土木工程学院专业班级土建类工程试验班学生学号18计算机基础教学实验中心2012年 6 月29日Fortran 课程设计实验报告之 线性方程组求解问题题目重现：一物理系统可用下列线性方程组来表示：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡θ-θ-θθθ--θg m g m N N a a m m m m 2121212111001cos 00sin 00cos 0sin 0sin cos 从文件中读入m1、m2和θ的值，求a1、a2、N1 和N2的值。
其中g 取，输入θ时以角度为单位。
要求如下：（1）分别用两种方法（例如高斯消去法、矩阵求逆法、三角分解法、追赶法等），定义求解线性方程组Ax=b 的子程序，要求该子程序能求解任意线性方程组。
（2）在主程序中分别调用上面定义的两个子程序，并对求解结果进行对比分析。
（3）绘制以上两个方法所求得的方程解的数据分布图。
题目分析：初看题目，MY GOD ！这辈子没见过这么复杂奇葩的方程组。
而脑袋里那些应付考试还可以的少的可怜的Fortran 基础知识，更是直接缴械投降，无地自容了。
不愧是大学，不愧是让无数土木人工科男竞折腰的Fortran 课程设计。
好吧，虽然极度怀疑自己的智商，但不战而屈己之兵又不是我土木人的性格。
打开电脑，摩拳擦掌，Fortran ，老子来了！我们的目的地是，线性方程组的解，通往目的地的道路有好几条，Gauss 大道，矩阵求逆之道，还有两条小路：三角分解与追赶之径。
目前的情况是，小道路黑路不熟，大道倒是有星点的光。
果断走大道嘛。
开发思想嘛，对于解这样一个复杂的线性方程组，聪明的人类是不会傻乎乎自己去做的。
于是，我们把这个繁琐的工作交给任劳任怨的计算机吧，省下我们大好年华去干更多有意义的事情。
数值计算方法FORTRAN程序—函数插值和方程组求解
3.552713678800501E-015 7.105427357601002E-015 0.000000000000000E+000
1.421085471520200E-014 1.065814103640150E-014 0.000000000000000E+000
FLAG TO CONTROL WHETHER TO PRINT DIFF-CHART:
1
输出数据文件：output2.dat
Nn(x)= 38.500000000000000
Forward difference diagram:
1.000000000
16.00000000 15.00000000
81.00000000 65.00000000 50.00000000
二.
编制解Ax=b的通用子程序。
1)列主元消去法；
流程图（图4、5）
程序（程序四、五）
计算实例
输入数据文件input.dat：
COEFFICIENTS MATRIX IS:
0. 0. 37. 4. 0.
46. 400. 0. 110. 0. 38.
0. 0. 200. 0. 40. 55.
B)程序（程序四、六）
C)计算实例
输入数据文件input.dat：（与上面列主元消去法时相同）
输出数据文件output.dat：
Answer to the simutaneous linear equations is:
-4.312691791318356E-001 -6.207237146208434E-002 1.150000000000000E-001
fortran数值计算基础
数值计算基础目录实验一直接法解线性方程组的 (2)实验二插值方法 (11)实验三数值积分 (5)实验四常微分方程的数值解 (7)实验五迭代法解线性方程组与非线性方程 (9)实验一 直接法解线性方程组一、实验目的掌握全选主元消去法与高斯-塞德尔法解线性方程组。
二、实验内容分别写出Guass 列选主元消去法与追赶法的算法，编写程序上机调试出结果，要求所编程序适用于任何一解线性方程组问题，即能解决这一类问题，而不是某一个问题。
实验中以下列数据验证程序的正确性。
1、用Guass 列选主元消去法求解方程组⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--5.58.37.33.47.11.85.16.93.51.53.25.2321x x x2、用追赶法求解方程组⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----000010210000210000210000210000254321x x x x x 三、实验仪器设备与材料主流微型计算机四、实验原理1、Guass 列选主元消去法 对于AX =B1）、消元过程：将（A|B ）进行变换为)~|~(B A ，其中A ~是上三角矩阵。
即：⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n nn nnn nnn n nn b a b a b a a b a a a b a a a b a a a0010122111221222221111211 k 从1到n-1a 、 列选主元选取第k 列中绝对值最大元素ik ni k a ≤≤max 作为主元。
b 、 换行ik ij kj b b n k j a a ⇔+=⇔,,1,c 、 归一化kkk k kj kk kj b a b n k j a a a ⇒+=⇒/,,1,/d 、 消元nk i b b a b n k j n k i a a a a i k ik i ij kj ik ij ,,1,,,1;,,1, +=⇒-+=+=⇒-2）、回代过程：由)~|~(B A 解出11,,,x x x n n -。
哈尔滨工程大学数值分析大作业2014-附fortran程序
B班大作业要求：1。
使用统一封皮；2。
上交大作业内容包含：一摘要二数学原理三程序设计(必须对输入变量、输出变量进行说明;编程无语言要求,但程序要求通过）四结果分析和讨论五完成题目的体会与收获3. 提交大作业的时间:本学期最后一次课,或考前答疑；过期不计入成绩；4。
提交方式:打印版一份；或手写大作业，但必须使用A4纸.5。
撰写的程序需打印出来作为附录。
课程设计课程名称：设计题目：学号:姓名：完成时间:题目一：非线性方程求根 一 摘要非线性方程的解析解通常很难给出,因此非线性方程的数值解就尤为重要。
本实验通过使用常用的求解方法二分法和Newton 法及改进的Newton 法处理几个题目，分析并总结不同方法处理问题的优缺点.观察迭代次数，收敛速度及初值选取对迭代的影响。
用Newton 法计算下列方程（1) 310x x --= , 初值分别为01x =，00.45x =，00.65x =；（2） 32943892940x x x +-+= 其三个根分别为1,3,98-。
当选择初值02x =时给出结果并分析现象,当6510ε-=⨯，迭代停止。
二 数学原理对于方程f(x ）=0，如果f(x ）是线性函数，则它的求根是很容易的。
牛顿迭代法实质上是一种线性化方法,其基本思想是将非线性方程f(x ）=0逐步归结为某种线性方程来求解。
设已知方程f （x ）=0有近似根x k （假定k f'(x )0≠) ，将函数f （x)在点x k 进行泰勒展开，有k k k f(x)f(x )+f'(x )(x-x )+≈⋅⋅⋅于是方程f(x ）=0可近似的表示为k k k f(x )+f'(x )(x-x )=0这是个线性方程，记其根为x k+1，则x k+1的计算公式为k+1k ()x =x -'()k k f x f x ，k=0，1，2,…这就是牛顿迭代法或简称牛顿法.三 程序设计（本程序由Fortran 语言编制）（1）对于310x x --=，按照上述数学原理，编制的程序如下program newton implicit nonereal ：： x （0:50）,fx （0：50)，f1x(0:50）！分别为自变量x ,函数f(x)和一阶导数f1(x) integer :： kwrite(＊,＊） ”x(0）=”read （*,＊) x （0） ！输入变量：初始值x （0）open （10,file='1。