[1.1]Fortran プログラムの実行
ここでは，Fortran というプログラミング言語を使います．Fortran は最も歴史が長い高級プログラミング言語であり，科学技術分野では現在でも広く用いられています． Fortran プログラムを実行するためには，プログラム本体とコンパイラを用意し，プログラムをコンパイルして実行ファイルを作る必要があります．今回の実習では，GNU で開発が続けられている GFortran という Fortran コンパイラを使い，Fortran による数値計算を体験してもらいます．
[1.1.1] Gfortran のインストール
apt コマンドを用いて，GFortran をインストールします．
$ sudo apt update $ sudo apt upgrade $ sudo apt install gfortran
終わったら，GFortran が正常にインストールされているかを確かめるために GFortran のバージョンを見てみましょう．
$ gfortran --version
以下のような表示が返ってくれば OK です．
GNU Fortran (Debian 6.3.0-18+deb9u1) 6.3.0 20170516 Copyright (C) 2016 Free Software Foundation, Inc. This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
[1.1.2] サンプルプログラムの取得
サンプルプログラム hello.f90 をダウンロードします．
$ wget www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~inex/y2018/0706/practical/prog/hello.f90
hello.f90 は "Hello World!" という文字列と，1 から 1000 までの整数の和を表示するプログラムです．
hello.f90 の中身を見てみましょう．hello.f90 は文字コードを UTF-8 にすることで閲覧できます．
$ export LC_ALL=ja_JP.UTF-8 $ less hello.f90
1 program hello
2 implicit none
3
4 integer :: Sum = 0
5 integer :: n
6
7 do n=1, 1000
8 Sum = Sum+n
9 end do
10
11 print "(a)", "Hello World!"
12 print "('1から1000までの整数の和は ',i0)", Sum
13
14 end program hello
先頭の行番号は説明を分かりやすくするためにつけているだけで，実際には表示されません．プログラムの大まかな意味を以下に記します：
- 4, 5 行目では，Sum と n という変数を定義し，それが整数 (integer) であることを宣言しています．特に 4 行目では，Sum を定義した後に 0 を代入していることがわかります．
- 7 ~ 9 行目は，do 構文と呼ばれる繰り返し構造です．ここでは，1 ~ 1000 までの整数の和を求めるために，変数 n を 1 から 1000 まで変化させ，変数 Sum へ次々と加算していきます．この do 構文は，シェルスクリプトの for 文とよく似た働きをします．また，計算には，+ (加法)，- (減法)，* (乗法), / (除法)，** (累乗) を利用できます．
- 11, 12 行目は，print 文と呼ばれるものです．print 文は，画面への出力を担います．ここでは，"Hello World!"という文字列と整数の総和を求めた計算結果 (変数 Sum の最終的な値) を表示させています．print 文は， print 書式, 出力したいもの という文法で表します．書式についての詳細は，例えば nag ウェブページ などを参照してみてください．
[1.1.3] GFortran によるコンパイルとプログラムの実行
それでは，このプログラムを GFortran でコンパイルしてみましょう．
$ gfortran hello.f90
すると，実行ファイル (a.out) が新たに生成されます．
$ ls a.out hello.f90
この a.out の実行によって，プログラムが実行が成されます．
$ ./a.out Hello World! 1から1000までの整数の和は 500500
>> 次ページへ