《FORTRAN程序设计实验》教学大纲


一、课程基本情况

课程名称

中文 FORTRAN程序设计

英文 FORTRAN Programming

课程编号

AT224071

学分

3

课程类别

□核心 ■必修 □任选 □限选

执行学期

1

课程学时

及其分配

总学时

学时分配

48

讲授

32

实验

0

实习

0

上机

16

开课单位

大气科学学院大气科学教研室

适用专业

大气科学学院应用气象专业

对应培养标准

1.1 掌握程序设计的基本方法和技能;

1.2 掌握程序源代码的编写格式及程序的调试方法;

2.1 掌握简单问题的算法设计;

2.2 初步掌握如何编写程序对大气科学领域中气象资料进行处理、加工、使用;

3.1 团队合作能力;

3.2 表达自己的构思、与同学交流的能力;

4.1 根据实际需要编写完整的源程序;

4.2 设计。

先修课程

计算机文化基础

教材与

参考文献

推荐教材:

[1] FORTRAN90程序设计教程,刘卫国,蔡旭辉,北京:北京邮电大学出版社,2003

参考教材:

[1] Fortran PowerStation 4.0 使用与编程,桂良进,北京:北京航空航天大学出版社,1999

二、实验(实习、设计、论文)的性质与作用

《Fortran程序设计》是大气科学系的专业基础课之一。Fortran语言是世界上第一个被推广使用的计算机程序设计高级语言。长期以来,它始终是数值计算领域所使用的主要计算机语言,大量的程序设计者使用这种语言,编写了许多科学计算中的数值计算问题的高性能源代码程序,并有相应的库文件可供调用。近年来,随着Fortran语言功能的扩充,最新的Fortran90和Fortran95标准比Fortran77更能适应现代程序设计思想;Fortran语言编译环境的也不断完善,在其开发平台上可以方便地直接完成各种应用软件的开发。

在大气科学领域中,数值天气预报模式、统计天气预报、天气气候诊断分析等研究领域和实际业务中的大量计算问题,几乎全部是用Fortran语言写的源代码程序。经过多年的积累,这些程序不仅成熟可靠、算法优良、计算精度高,而且还在不断的扩充、完善。Fortran程序源代码也不受开发平台和操作限制,可以跨平台、跨系统交换源代码。因此,大量的气象科研人员和业务人员所使用Fortran语言程序,《Fortran语言程序设计》也一直是各个院校大气科学系各专业均开设专业基础课之一。

熟练使用Fortran PowerStation编译程序软件的开发环境,掌握基本的算法设计和简单编程的编写方法,掌握调试程序、检查程序错误的方法,初步掌握对各种格式数据文件进行输入输出操作的方法。由浅入深,每个实习编写3-4个程序,输入计算机,并编译、链接、调试程序,最后运行程序到正确的运算(行)结果。

三、培养目标与标准

1、本项填写本实验(实习、设计、论文)总体培养目标:(1)知识要求:掌握Fortran PowerStation编译程序软件的开发环境,掌握程序设计的基本方法和技能;(2)能力要求:掌握一些简单问题的算法设计和程序源代码的编写方法,程序调试的方法,充分理解大气科学领域中气象资料处理、加工、使用的重要性,初步掌握如何编写程序处理和操作各种格式的数据文件。

2、课程培养标准详见下表。

本课程具体完成培养方案中以下指标

一级指标

二级指标

教学要求

1.技术基础知识(理工类参考)

1.1 掌握程序设计的基本方法和技能

I、T、U

1.2 掌握程序源代码的编写格式及程序的调试方法

2.个人能力和专业能力

2.1 掌握简单问题的算法设计

I、T、U

2.2 初步掌握如何编写程序对大气科学领域中气象资料进行处理、加工、使用

3.人际交往能力、团队工作和交流

3.1 团队合作能力

U

3.2 表达自己的构思、与同学交流的能力

4.在社会环境下构思、设计、实现、运行系统的能力(理工类参考)

4.1 根据实际需要编写完整的源程序

T、U

4.2 设计

注:该表所列指标可对照培养方案中所列指标来解释。I:介绍,指从教、学活动中、从生活经验和社会经验等多种信息渠道获得知识,侧重知识的获取,没有实训要求。T:讲授,指教、学活动中由教师引导开展的基础测试或练习,匹配有课程讨论、课后研讨等环节。U:运用,指以学生为主导,通过实练而形成的对完成某种任务所必须的活动方式,匹配有课程的三级项目或其它实践环节。

四、实验(实习、设计、论文)内容与学时分配

本课程开出的实验(实习、设计、论文)项目详见下表:

项目

序号

项目名称

内 容 提 要

项目学

项目性

实践形

项目类型

每组人数

其他说

1

熟悉FORTRAN PowerStation 4.0开发环境和源程序的格式

熟悉FORTRAN PowerStation 4.0开发环境

掌握FORTRAN源程序的格式

2

必选

上机

综合

1

课内完成

2

简单FORTRAN程序的编写、编译和运行

编写完整的FORTRAN程序

编译完整的FORTRAN程序

纠正错误

运行

2

必选

上机

综合

1

课内完成

3

输入/出语句的使用

简单的输入输出语句

2

必选

上机

综合

1

课内完成

4

逻辑运算和分支结构程序的设计

逻辑运算的编写

选择结构程序设计

2

必选

上机

综合

1

课内完成

5

循环结构程序的设计

DO语句实现循环

DO WHILE语句实现循环

循环的嵌套

2

必选

上机

综合

1

课内完成

6

数组的应用及其程序设计

数组的输入输出

结构化程序设计

2

必选

上机

综合

1

课内完成

7

子程序的应用和模块化程序设计

函数子程序

子例行子程序

模块

2

必选

上机

综合

1

课内完成

8

各种格式数据文件的操作

有格式、无格式文件的读写

2

必选

上机

综合

1

课内完成

备注:如开出多个项目供选,除在“项目性质”一栏注明为“任选”外,还应在备注中说明至少要修多少项目/学时等。

五、实验(实习、设计、论文)报告撰写要求

报告的编写规范:手写纸质版;

报告的主要内容:上机的时间、地点、主要任务;针对任务需完成的具体作业(编写的完整源程序,运行结果);调试过程中遇到的问题及解决方案;上机心得体会。

实验报告模板见附件。

六、实验(实习、设计、论文)的考核与成绩评定

根据课程性质、教学目的和要求,明确课程考核方式及考核要求和标准:

1、平时学业考核:现场操作情况;出勤等方面。

2、报告(答辩、报告、评阅论文等)考核:按上机上课任务的完成情况分等级给分。

3、最终成绩构成:详见下表。

考核环节

考核内容及方式

百分比

平时考核

包括阶段性考核成绩;课后作业、出勤、自学与研讨。作业按质量分等级评分、缺勤按次数扣分、自学与研讨按实际表现给分。

10%

实践考核

包括上机出勤情况,上机实际表现,提交上机作业完成情况。

20%

期末考核

闭卷考试

70%

七、其他说明

 

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