2. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПРАКТИКУМ

2.1. БИБЛИОТЕКА IMSL

В составе версий Fortran PowerStation (FPS) и Compaq Visual Fortran (CVF) и других входных языках имеется  математическая и статистическая библиотека фирмы Visual Numerics, Inc., которая называется IMSL. Фортран и подпрограммы библиотеки IMSL образуют мощный инструмент для решения вычислительных задач и обработки данных. Подпрограммы IMSL реализованы на Фортране и  естественным образом встраиваются в фортран-приложения. Программы, созданные с использованием подпрограмм из библиотеки IMSL, используются для исследования моделей, выполнения расчетов, обработки и отображения данных, в автоматизированных системах проектирования и управления, т.е. в любой сфере, где проблема поддается формализации. В книгах О. В. Бартеньева [Бартеньев О. В. Фортран для профессионалов. Математическая библиотека IMSL: части 1, 2 и 3.] рассмотрены функции и процедуры этой библиотеки. Большой объем библиотеки не позволяет дать ее более или менее полное описание в настоящем пособии (см. пример описания процедур вывода на печать матриц). Поэтому рассматриваются только некоторые подпрограммы библиотеки, необходимые для выполнения заданий и индивидуальных работ.

Таблица 2.1. Подпрограммы вывода матриц Подпрограмма Назначение Вещественная матрица WRRRN Вывод прямоугольной матрицы с нумерацией строк и столбцов WRRRL Вывод прямоугольной матрицы по заданному формату и с заданными именами ее строк и столбцов Целочисленные матрицы WRIRN Вывод прямоугольной матрицы с нумерацией строк и столбцов WRIRL Вывод прямоугольной матрицы по заданному формату и с заданными именами ее строк и столбцов   Таблица 2.2. Синтаксис вызова подпрограмм, приведенных в таблице 3.1 Синтаксис вызова CALL WRRRN(title, nra, nca, a, Lda, itring) CALL WRRRL(title, nra, nca, a, Lda, itring, fmt, rlabel, clabel) CALL WRIRN(title, nrmat, ncmat, mat, Ldmat, itring) CALL WRIRL (title, nrmat, ncmat, mat, Ldmat, itring, fmt, rlabel, clabel) Подробное описание формальных параметров и продолжение описания параметров Таблица 2.3. Параметры подпрограмм вывода матриц Имена Содержание Тип a Массив формы(Lda,n), содержащий элементы матрицы А Real(4) Real(8) clabel Вектор размера nca+1 имен столбцов выводимой матрицы. Причем clabel(1) содержит имя столбца, хранящего имена строк матрицы, а clabel(1+j) – имя столбца j. Размер вектора задается равным единице в двух случаях: – если нужно пронумеровать столбцы цифрами 1, 2,…, nca, вектор clabel()='NUMBER'; – если столбцы выводятся неименованными, то задается clabel()='NONE' CHARACTER(*) fmt Символьная строка, содержащая формат CHARACTER(*) itring Параметр, задающий форму вывода матрицы INTEGER(4) Lda Ведущий размер массива a по 1-му измерению INTEGER(4) Ldmat Ведущий размер массива mat по 1-му измерению INTEGER(4) mat Массив формы(Lda,n), содержащий элементы матрицы MАT INTEGER(4) nca, ncmat Число выводимых столбцов соответственно матриц A и MAT INTEGER(4) nra, nrmat Число выводимых строк (рядов) соответственно матриц A и MAT INTEGER(4) Таблица 2.3(продолжение) Параметры подпрограмм вывода матриц Имена Содержание Тип nca, ncmat Число выводимых столбцов соответственно матриц A и MAT INTEGER(4) nra, nrmat Число выводимых строк(рядов) соответственно матриц A и MAT INTEGER(4) rlabel Вектор размера nra имен строк (рядов) выводимой матрицы. Размер вектора задается равным единице в двух случаях: – если нужно пронумеровать строки цифрами 1, 2,…, nra, вектор rlabel()='NUMBER'; – если строки выводятся неименованными, то задается rlabel()='NONE' CHARACTER(*) title Символьная строка, задающая заголовок таблицы. При задании пустой строки заголовок не выводится. Если в заголовке содержатся символы % (процент) или / (слейдж), то следующие за ними символы будут выводиться с новой строки. Заголовки, длина которых больше ширины страницы, будут переносится автоматически.

Многим процедурам библиотеки IMSL для выполнения вычислений нужна дополнительная память, например для создания промежуточных данных. В IMSL выделение дополнительной памяти – одного или нескольких рабочих массивов – осуществляется в так называемой главной процедуре, например в LFCRG. Затем сформированные массивы передаются в процедуру 2-го уровня – L2CRG, в которой собственно и производятся вычисления. Перед выходом из LFCRG выделенная в ней память освобождается. Процедуру 2-го уровня можно вызвать непосредственно. Однако при этом в нее потребуется явно передать рабочие массивы. Так процедура L2CRG дополнительно по сравнению с LFCRG принимает рабочий вектор размера n. Если же вызывается процедура DL2CRG, оперирующая с двойной точностью, то размер рабочего вектора должен быть увеличен до 2n .Процедуры уровня 2 в пособии не приводятся.