Videocorso Fortran moderno CGFA
Il linguaggio del calcolo scientifico, scritto nel modo moderno: Fortran 2018 e 2023 con gfortran
- Partenza: Da zero
- 14 ore con gli esercizi
- 10 lezioni in 3 livelli
- 2 lezioni gratis
Video in preparazioneIl video di presentazione arriva presto: intanto trovi qui sotto il programma completo.
A chi serve
Studenti di ingegneria, fisica e matematica, ricercatori, tecnici che devono leggere o riscrivere vecchi programmi di calcolo, e chiunque voglia un linguaggio veloce per i numeri
Cosa serve per iniziare
- Un computer Windows, Mac o Linux
- Nessuna esperienza di programmazione: si parte dal primo programma
- Matematica di scuola superiore (basta saper leggere una formula)
Cosa installare
gfortran (compilatore GNU Fortran, versione 14 o successiva)Gratuito. Su Linux: sudo apt install gfortran. Su Mac: brew install gcc. Su Windows: installa MSYS2 (msys2.org) e poi, dal terminale MSYS2, pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc-fortran
Visual Studio Code con l'estensione Modern FortranEditor gratuito da code.visualstudio.com; l'estensione "Modern Fortran" dà colori, suggerimenti e controllo degli errori
fpm (Fortran Package Manager)Gratuito, da fpm.fortran-lang.org: crea, compila e prova i progetti con un solo comando. Lo useremo nell'ultima lezione
Compilatore online (facoltativo)Se non vuoi installare nulla, i siti Compiler Explorer e Online GDB permettono di provare piccoli programmi Fortran dal browser
A cosa ti serve
- Calcolo scientifico e simulazioni: meteorologia, clima, fluidodinamica, fisica
- Ingegneria: strutture, aerodinamica, energia, progettazione di impianti
- Calcolo ad alte prestazioni (supercomputer): Fortran è ancora tra i linguaggi più usati
- Manutenzione e modernizzazione di codice storico in università, enti di ricerca e industria
- Ricerca e dottorati in tutte le scienze che usano modelli numerici
Programma del corso
10 lezioni in 3 livelli. Ogni lezione: video, spiegazione, codice da copiare o provare, esercizio con soluzione e quiz.
1
Base
Scrivere e compilare i primi programmi: variabili, decisioni, cicli e array
1Il tuo primo programma FortranCapire a cosa serve Fortran, installare gfortran, compilare ed eseguire il primo programma.Gratis20 min2Variabili, tipi e calcoliDichiarare variabili dei vari tipi, fare calcoli e comporre l'uscita con i formati.Gratis25 min3Decisioni e cicliFar scegliere al programma con if e select case, e ripetere operazioni con i cicli do.25 min4Array: il cuore di FortranUsare vettori e matrici, le operazioni su tutto l'array e le funzioni predefinite sum, maxval, where.30 min
2
Intermedio
Procedure, moduli, file e tipi derivati: programmi ordinati e riutilizzabili
1Funzioni, subroutine e moduliDividere il programma in procedure e raccoglierle in moduli, con intent e pure.30 min2File e formati di scritturaAprire, scrivere e leggere file di testo e controllare gli errori con iostat.30 min3Tipi derivati, allocatable e testoRaggruppare dati con i tipi derivati, creare array di dimensione decisa a tempo di esecuzione e manipolare il testo.35 min
3
Avanzato
Precisione numerica, parallelismo e progetti veri con fpm
1Precisione numerica e errori di arrotondamentoScegliere la precisione giusta con i kind, riconoscere gli errori di arrotondamento e confrontare i numeri reali in modo sicuro.35 min2Calcolo parallelo: do concurrent e OpenMPSfruttare più processori con do concurrent e OpenMP e conoscere i coarray.35 min3Progetti veri: fpm, C e librerieOrganizzare un progetto con fpm, chiamare funzioni C e conoscere le librerie standard del Fortran moderno.35 min
Progetto finale: Statistiche delle temperature delle città italiane
Un programma completo che legge da un file le temperature medie mensili di alcune città italiane, calcola media, minimo e massimo per ciascuna e scrive un rapporto ordinato in un nuovo file.
I passi
- Crea il file temperature.txt: ogni riga ha il nome della città e 12 valori (uno per mese), separati da spazi.
- Definisci un tipo derivato citta con nome e un array di 12 real(dp).
- Scrivi in un modulo le funzioni pure media_annua, minimo e massimo che lavorano su un array.
- Leggi il file con un ciclo e iostat, riempiendo un array allocatable di città.
- Scrivi rapporto.txt con una riga per città, usando un formato ben allineato.
- Compila con -Wall -Wextra -fcheck=all, correggi gli avvisi e poi prova -O2.
- Estensione: usa un ciclo con OpenMP o do concurrent per elaborare tutte le città e metti il progetto sotto fpm.
Esame e attestato
Alla fine del corso fai l'esame: 15 domande, serve il 75% di risposte giuste. Superato l'esame ottieni l'attestato stampabile con nome, ore, punteggio e un codice di controllo che chiunque può verificare.
Glossario di Fortran
- Compilatore
- Programma che traduce il codice scritto da te in un eseguibile. Per Fortran qui usiamo gfortran.
- implicit none
- Riga che obbliga a dichiarare tutte le variabili: evita errori di battitura.
- Array
- Elenco di valori dello stesso tipo con un solo nome. Il primo elemento ha di solito indice 1.
- Subroutine
- Procedura che esegue un compito e si chiama con call. Non restituisce un valore.
- Function
- Procedura che restituisce un valore e si usa dentro un'espressione.
- Modulo
- Contenitore di procedure, tipi e costanti che altri programmi richiamano con use.
- intent
- Dichiarazione del ruolo di un argomento: in (solo lettura), out (prodotto), inout (letto e modificato).
- Tipo derivato
- Tipo di dato definito da te, formato da più campi (type ... end type).
- allocatable
- Array la cui dimensione si decide durante l'esecuzione con allocate.
- kind
- Numero che sceglie la precisione di un tipo, per esempio real64 per la precisione doppia.
- OpenMP
- Sistema di direttive per far lavorare più core dello stesso computer sul medesimo programma.
- fpm
- Fortran Package Manager: strumento per creare, compilare e provare progetti Fortran.
Le prime 2 lezioni sono gratis
Per il corso completo, scuole e aziende: chiedi le condizioni.