Fortran - Maîtriser la programmation scientifique

Objectifs d'apprentissage

• Maîtriser les bases du langage Fortran, y compris sa syntaxe et sa structure.
• Comprendre les concepts fondamentaux tels que les déclarations de variables, les opérateurs et les expressions.
• Apprendre à utiliser les structures de contrôle pour créer des programmes logiques et efficaces.
• Manipuler les tableaux et les entrées-sorties pour gérer des données complexes.
• Développer des procédures et des modules réutilisables pour une programmation modulaire.
• Explorer les fonctionnalités avancées comme COMMON et INCLUDE pour une gestion optimisée du code.

Public cible

Ce cours s'adresse aux étudiants en informatique, aux ingénieurs, aux scientifiques et aux développeurs souhaitant acquérir des compétences en programmation Fortran. Il est particulièrement adapté aux professionnels travaillant dans des domaines techniques tels que le calcul scientifique, la modélisation numérique ou l'analyse de données. Aucune connaissance préalable en Fortran n'est requise, mais une familiarité avec les concepts de base de la programmation est recommandée.

Introduction

Fortran (Formula Translation) est l'un des plus anciens langages de programmation, conçu pour les applications scientifiques et techniques. Malgré son âge, il reste largement utilisé en raison de sa performance et de sa robustesse dans le calcul numérique. Ce cours vous initiera aux fondamentaux du langage et vous préparera à développer des applications efficaces.

Généralités

Le langage Fortran se distingue par sa simplicité et sa puissance pour les calculs mathématiques. Il existe plusieurs versions, dont Fortran 77, 90/95, et les versions modernes comme Fortran 2003 et 2008. Ce cours se concentrera sur les concepts communs à toutes les versions, avec des exemples pratiques pour illustrer son utilisation.

Déclarations

En Fortran, les variables doivent être déclarées avec un type spécifique (entier, réel, caractère, etc.). La déclaration explicite des variables est essentielle pour éviter les erreurs et optimiser les performances. Nous aborderons également les conventions de nommage et les règles de portée.

Opérateurs et expressions

Fortran supporte une gamme d'opérateurs arithmétiques, relationnels et logiques. Les expressions combinent ces opérateurs pour effectuer des calculs complexes. Nous verrons comment les utiliser efficacement et éviter les pièges courants.

Structures de contrôle

Les structures de contrôle, comme les boucles (DO, DO WHILE) et les conditions (IF, SELECT CASE), permettent de contrôler le flux d'exécution du programme. Ces structures sont cruciales pour écrire des algorithmes performants et lisibles.

Tableaux

Les tableaux sont des structures de données fondamentales en Fortran, particulièrement adaptées aux calculs matriciels. Nous explorerons leur déclaration, leur manipulation et leur utilisation dans des contextes scientifiques.

Entrées-Sorties

La gestion des entrées-sorties (E/S) est essentielle pour interagir avec l'utilisateur et les fichiers. Fortran offre des fonctionnalités puissantes pour lire et écrire des données, y compris des formats personnalisés pour un contrôle précis.

Procédures

Les procédures (fonctions et sous-programmes) permettent de modulariser le code et de le réutiliser. Nous étudierons leur syntaxe, leur invocation et les bonnes pratiques pour une programmation propre et efficace.

Common

Le bloc COMMON est une fonctionnalité historique de Fortran pour partager des données entre différentes parties d'un programme. Bien que moins utilisé dans les versions modernes, il reste important pour comprendre et maintenir du code legacy.

Include

La directive INCLUDE permet d'insérer du code externe dans un programme, facilitant la modularité et la réutilisation. Nous verrons comment l'utiliser pour organiser efficacement des projets complexes.