fortran90實(shí)踐報(bào)告

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1、本科生課程設(shè)計(jì)（實(shí)踐）設(shè)計(jì)報(bào)告（程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）題目微分方程的求解問題學(xué)生學(xué)號(hào)1208101723學(xué)生姓名朱釗辰指導(dǎo)教師蔡旭暉學(xué)院土木建筑學(xué)院專業(yè)班級(jí)土建類1017班計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心2011年6月29日目錄1.摘要（2）2.設(shè)計(jì)思想（2）1）問題分析（2）2）設(shè)計(jì)目標(biāo)（2）3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（3）1）總體設(shè)計(jì)（3）2）詳細(xì)設(shè)計(jì)（3）3）程序運(yùn)行（5）4.設(shè)計(jì)總?cè)?）1）優(yōu)點(diǎn)（6）2）缺點(diǎn)（6）3）改進(jìn)方法（7）4）心得體會(huì)（7）【附】參考文獻(xiàn)（9）附件：Fortran90源文件（10）Fortran語言課程設(shè)計(jì)摘要：此次課程實(shí)踐研究在沒有人工捕獲的

2、自然環(huán)境中食餌與捕食者之間的制約關(guān)系，利用全區(qū)間積分的定步長歐拉公式，求解所給一元變系數(shù)微分方程組，設(shè)定合適的時(shí)間段，利用QuickWin應(yīng)用程序描繪食餌與捕食者相對(duì)于時(shí)間的變化圖像，從而研究食餌與捕食者的制約關(guān)系。關(guān)鍵詞：食餌；捕食者；歐拉公式；QuickWin；圖像1、設(shè)計(jì)思想1）問題分析所給問題研究沒有人工捕獲的自然環(huán)境中食餌與捕食者之間的制約關(guān)系，可以從食餌的數(shù)量與時(shí)間的關(guān)系以及捕食者與時(shí)間的關(guān)系入手，利用全區(qū)間定步長歐拉公式求解所給微分方程組，并將其數(shù)據(jù)存入一數(shù)據(jù)表中，再利用QuickWin應(yīng)用程序提出數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)并進(jìn)行圖形繪制，從而得出食餌的數(shù)

3、量與時(shí)間的關(guān)系以及捕食者與時(shí)間的關(guān)系，通過分析圖像可得自然環(huán)境中食餌與捕食者之間的制約關(guān)系。2）設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)程序的出數(shù)據(jù)表，繪出食餌與捕食者數(shù)量與時(shí)間圖像，通過圖像得出結(jié)論。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1)總體設(shè)計(jì)微分方程的求解問題利用全區(qū)間定步長歐拉公式設(shè)計(jì)程序并求出相應(yīng)數(shù)據(jù)存入文件輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)并存入文件由QuikWin提出數(shù)據(jù)并輸出圖像主程序:輸入增長率R(1)，R(2);捕食能力和供養(yǎng)能力R⑶，R(4);初始數(shù)據(jù)R(5)，R(6)，存入文件將子程序所得數(shù)據(jù)寫入Z(I，J)L->調(diào)用子程序DRAWING2)詳細(xì)設(shè)計(jì)a.輸入模塊：設(shè)計(jì)輸入模塊程序，輸入食餌、捕食

4、者的固有增長率，以及捕食者掠取食餌的能力和食餌的供應(yīng)能力，將其存入“輸入模塊.txt”文件中；b.計(jì)算模塊：利用全區(qū)間定步長歐拉公式。設(shè)定T為微分方程積分起始點(diǎn)；Y為雙精度以為數(shù)組，長度為M，存入Y在一個(gè)點(diǎn)處M個(gè)未知函數(shù)的初值；M為未知函數(shù)個(gè)數(shù)；H為步長；結(jié)束N為步數(shù);子程序GELR1：Z為雙精度實(shí)型二維數(shù)組，存放N個(gè)積分點(diǎn)Z(i，j),i=l,2,3,j=l,2,3,,N;主程序調(diào)用子程序GELR1用來計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的函數(shù)值；子程序GELR1可以調(diào)用外部函數(shù)F來計(jì)算歐拉公式中的f函數(shù)值，D用來存放f的函數(shù)值。子程序F:Y(1)*(R(1)-R(3)*Y(2)

5、)—>D(1)Y(2)*(R(4)*Y(1)-R(2))_>D(2)C.輸出模塊：從數(shù)據(jù)表讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行繪,M3(Y(I)+D(I))/2->￥(1);Y(I)->Z(I，J);I+1—>1結(jié)束3）程序運(yùn)行幵始運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)此畫面，現(xiàn)在輸入初值，窗口如下:■Graphidb回i調(diào)0醐畫L關(guān)隠漏^關(guān)^r獅塞碧Si證龍那龍級(jí)犯腿現(xiàn)跑題耵7龍羽I戰(zhàn)J糊S1廈慰孤游翻泊畫EBI輸入出之后，圖形如下:!■chengzu-[Craphid]按回車鍵繼續(xù)(inputpendinginGraphic1按回車鍵返回控制臺(tái)窗口，出現(xiàn)如下圖形:

6、ndowH?lp2iB±^此時(shí)選擇1可以繼續(xù)運(yùn)行程序，選擇2可以退出程序運(yùn)行，以此實(shí)現(xiàn)程序的循環(huán)運(yùn)行文件的初值和得出的數(shù)據(jù)存入到相應(yīng)的文件夾里，如下圖：即實(shí)現(xiàn)Y初值和函數(shù)值的記錄。3、設(shè)計(jì)總結(jié)1）優(yōu)點(diǎn)：此程序能很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與圖形間的連接，能解決在理想條件下一些實(shí)際問題，建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，利用FORTRAN90實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)，繪出圖形，通過圖形分析得出結(jié)論，并且此程序能夠循環(huán)使用，把每次輸入的數(shù)值都存入到相應(yīng)的文件中，每輸入一次生成一個(gè)新的文件，便于查找數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)隨時(shí)退出程序，操作方便。2）缺點(diǎn)：此程序是在理想條件下運(yùn)行，沒有考慮像自然環(huán)境的變化，人力因素

7、的影響，氣候的影響等因素，不能反映真實(shí)的狀況，只能作為一個(gè)輔助依據(jù)，程序設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)循環(huán)運(yùn)行時(shí)字體的效果不是太佳。3）改進(jìn)：綜合考慮進(jìn)來多因素，包括環(huán)境的影響，人為因素，氣候因素，以及潛在的污染等，這些因素的引入能讓程序的結(jié)果更有說服力！當(dāng)然，考慮多因素之后程序的相關(guān)結(jié)構(gòu)都需要做相應(yīng)的調(diào)整，這需要以后做進(jìn)一步的研宂。4）心得和體會(huì)：程序設(shè)計(jì)過程有如解決一實(shí)際問題，從解決實(shí)際問題的角度，我們可以這樣來看：首先要了解這個(gè)問題的基本要求，即輸入、輸出、完成從輸入到輸出的要求是什么；其次，從問題的要害入手，從前到后的解決問題的每個(gè)方面，即從輸入開始入手，著秉考慮如何

8、從輸入導(dǎo)出輸出，在這個(gè)過程中，可確定所需的變量、數(shù)組、函數(shù)，然后確