1 / 1 / 0
Регистрация: 07.01.2017
Сообщений: 69
1

Работа с матрицами

25.04.2020, 20:27. Показов 1354. Ответов 2

Author24 — интернет-сервис помощи студентам
Доброго времени суток! Столкнулся с проблемой, дана программа на языке фортран для моделирования стационарного двумерного распределения температуры, но она не хочет работать, а я не понимаю почему. Прошу знатоков помочь понять в чем причина. в коде есть комменты, но я не понимаю как это реализовано.
Заранее спасибо всем за помощь!!!
Fortran
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
program Curs
    implicit none 
    interface
        subroutine threediagmatrix(C,Ans,n,Out)
            integer n
            real C(n),Ans(n),Out(n)
        end subroutine
        subroutine threediagsolve(A,B,C,Ans,n,Out)
            integer n
            real A(2:n),B(1:n-1),C(n),Ans(n),Out(n)
        end subroutine threediagsolve
        subroutine oddevensolve(C,F,size,vsize,n,Out)
            integer size,vsize,n
            real F(0:vsize,size),C(size,size),Out(0:vsize,size)
        end subroutine oddevensolve
        subroutine findC(C,l,k,sz,Out)
            integer l,k,sz
            real C(sz,sz),Out(sz,sz)
        end  subroutine findC
        function findAlpha(l,k)
            integer l,k
        end function
            real function k(x)
            real x
        end function
        real function g1(x)
            real x
        end function
        real function g2(x)
            real x
        end function
        real function g3(x)
            real x
        end function
        real function g4(x)
            real x
        end function
        real function u(x,y)
            real x,y
        end function
        real function func(x,y)
            real x,y
        end function
    end interface
 
 
    ! Variables
    integer i,j
    integer, parameter :: length = 4 ! number of y-values integer, parameter :: vlength = 4 ! number of y-values real maxmod
    real F(0:vlength, 0:length - 1), C(0:length - 1, 0:length - 1), Rr(0:vlength, 0:length - 1)
    real hx,hy,x0,y0,xn,yn,hi
    !initialization
    x0  =   0
    y0  =   0
    xn  =   4
    yn  =   4
    hx  =   (xn - x0) / length
    hy  =   (yn - y0) / vlength
    C = 0   
    hi  =1
    F = 0   
 
    do i = 1,length - 2
        C(i-1,i) = -(hy**2)/(hx**2)*k(x0 + (i - 0.5)*hx)
        C(i,i) = (hy**2)/(hx**2)*k(x0 + (i - 0.5)*hx) + (hy**2)/(hx**2)*k(x0 + (i + 0.5)*hx) + 2
        C(i+1,i) = -(hy**2)/(hx**2)*k(x0 + (i + 0.5)*hx)
    enddo
   
   C(length - 2,length - 1) = -(hy**2)/(hx**2)*k(xn - 1.5*hx) 
   C(length - 1, length - 1) = (hy**2)/(hx**2)*k(xn - 1.5*hx) + (hy**2)/(hx**2)*k(xn - 0.5*hx) + 2
 
    do j = 1, vlength - 1
        F(j,length - 1) = (hy**2) * func(xn - hx,y0 + j * hy) + (hy**2)/(hx**2) *   g2(y0+j * hy) * k(xn - 0.5*hx)
    enddo
 
    C(0,0) = 2*((hy**2)/(hx**2) * k(x0 + 0.5*hx) + hi*hy/hx + 1) 
    C(1,0) = - 2*(hy**2)/(hx**2)*k(x0 + 0.5*hx)
 
    do j = 1, vlength - 1
        F(j,0) = (hy**2) * func(x0,y0 + j * hy) + 2*(hy**2)/(hx**2) * g1(y0+j * hy)
    enddo
 
 
    do j = 1,vlength - 1
        do i = 1,length - 2
            F(j,i) = (hy**2) * func(x0 + i*hx,y0 + j*hy)
        enddo
    enddo
 
    print *, " "
    do i = 0, length - 1 
        F(0,i) = g3(x0 + i*hx)
        F(vlength,i) = g4(x0 + i*hx)
    enddo
 
    call oddevensolve(C,F,length,vlength,int(log(float(vlength))/log(2.0)),Rr) ! call of solving procedure
    ! finding error value maxmod = 0
    do j = 1, vlength-1
        do i = 1,length-2
        !print *, "i = ",i," j = ",j
        !print *, Rr(j,i) ," ----- ", u(x0 + i*hx,y0 + j*hy)
            if (abs(Rr(j,i) - u(x0 + i*hx,y0 + j*hy)) > maxmod) then
                maxmod = abs(Rr(j,i) - u(x0 + i*hx,y0 + j*hy))
            endif
        enddo
    enddo
    print *,"Max is ",maxmod
 end program Curs
 
subroutine findC(C,l,k,sz,Out)
    integer l,k,sz
    real C(sz,sz),Out(sz,sz)
    real Pi
 
    real E(sz,sz)
    integer i
 
    Pi = 4*atan(1.0)
 
    E = 0
    do i = 1,sz
        E(i,i) = 1
    enddo
    Out = C - E * 2*cos(((2*float(l) - 1.0) * Pi)/2**(float(k)+1.0))
 
end  subroutine
 
function findAlpha(l,k)
    real Pi
    integer l,k
    pi = 4*atan(1.0)
    findAlpha = (((-1)**(float(l)+1.0))/(2**float(k)))*sin(((2*float(l- 1.0) * Pi))/(2**(float(k)+1.0)))
   ! findAlpha = (((-1)**(float(l)+1.0))/(2**float(k)))*sin(((2*float(l- 1.0) * Pi)/(2**(float(k)+1.0))))
end function
 
subroutine oddevensolve(C,F,size,vsize,n,Out)
    integer n
    integer size,vsize
    real F(0:vsize,size),P(vsize-1,size),C(0:size-1,0:size- 1),Fi(size),Psi(size),V(vsize,size),Y(0:vsize,size)
    real Out(0:vsize,size)
    real A(2:size),B(1:size-1),Cc(size),Tmp(size,size)
    integer k,j,l
    integer i
 
    do i = 1,vsize-1 
        P(i,:) = F(i,:)
    enddo
! straight walk
 
    do k = 1, n - 1
        do j = 2**k,vsize - 2**k,2**k
            print *, j
            Fi = P(j - 2**(k-1),:) + P(j + 2**(k-1),:)
                do l = 1,2**(k-1)
                    call findC(C,l,k-1,size,Tmp)
                    call threediagmatrix(Tmp,Fi * findAlpha(l,k-1),size,V(l,:))
                    P(j,:) = P(j,:) + V(l,:)
                enddo
            P(j,:) = 0.5 * P(j,:) 
        enddo 
    enddo
    ! reverse walk Y(0,:) = F(0,:)
    Y(vsize,:) = F(vsize,:)
 
    do k = n,1,-1
        do j = 2**(k-1),vsize - 2**(k-1),2**k
            print *, j
            Fi = Y(j - 2**(k-1),:) + Y(j + 2**(k-1),:) 
            Psi = P(j,:)
            Y(j,:) = 0
            do l = 1,2**(k-1)
                call findC(C,l,k-1,size,Tmp)
                call threediagmatrix(Tmp,Psi + Fi * findAlpha(l,k-1),size,V(l,:))
                Y(j,:) = Y(j,:) + V(l,:)
            enddo
        enddo
    enddo
 
    Out = Y
 
end subroutine oddevensolve
 
subroutine threediagmatrix(C,Ans,n,Out)
    integer n
    real C(n,n),Ans(n),Out(n)
 
    real A(2:n),B(1:n-1),CC(n)
 
    integer i,j
 
    do i = 1,n
        do j = 1,n
        if (i == j) then
            Cc(j) = C(i,j)
        else if (i - j == 1) then
            B(j) = C(i,j)
        else if(j - i == 1) then
            A(j) = C(i,j)
        endif 
        enddo
    enddo
 
    call threediagsolve(A,B,Cc,Ans,N,Out)
 
    return  
end subroutine
 
subroutine threediagsolve(A,B,C,Ans,n,Out)
    !input parameters
    integer n
    real A(2:n),B(1:n-1),C(n),Ans(n),Out(n)
 
    !work parameters
    real alpha(2:n),beta(2:n),X(n)
    !body of method alpha(2) = -B(1)/C(1)
    beta(2) = ans(1)/C(1)
    do i = 2,n-1
        alpha(i+1) = (-B(i))/(A(i)*alpha(i) + C(i))
        beta(i+1) = (ans(i)-A(i)*beta(i))/(A(i)*alpha(i) + C(i))
    enddo
    X(n) = (ans(n) - A(n)*beta(n))/(C(n)+A(n)*alpha(n))
    do i = 1,n-1
        X(n-i) = alpha(n-i+1)*X(n-i+1) + beta(n-i+1)
    enddo
 
    Out = X
end subroutine threediagsolve
 
real function k(x)
    real x 
    k = x
end function
 
real function func(x,y)
    real x,y
    func = -4*x - 2
end function
 
real function g1(x)
    real  x
    g1 = x**2
end function
 
real function g2(x)
    real x
    g2 = 16 + x**2
end function
 
real function g3(x)
    real  x 
    g3 = x**2
end function
 
real function g4(x)
    real x
    g4 = 16 + x**2
end function
 
real function u(x,y)
    real x,y
    u = x**2 + y**2
end function
0
Лучшие ответы (1)
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
25.04.2020, 20:27
Ответы с готовыми решениями:

Работа с матрицами
Здраствуйте нужна помощь. вот задание ---Среди столбцов заданной матрицы найти столбец , сумма...

Работа с матрицами
Помогите написать программу что бы можно было выбирать размерность матрицы(квадратная) и...

Работа с матрицами
Доброго времени суток! Подскажите пожалуйста, можно ли в маткаде, чтобы один из элементов матрицы...

Работа с матрицами
Вот у меня есть задачка : Дана квадратная матрица порядка n, элементами которой являются целые...

2
WH
1577 / 807 / 189
Регистрация: 10.09.2013
Сообщений: 3,197
Записей в блоге: 3
26.04.2020, 07:04 2
Прежде всего у в этой программе не объявлены многие переменные, а должны быть объявлены, поскольку присутствует implicit none. Поэтому программа не компилируется. Исправьте это и может быть что-то заработает, если расчет написан правильно.
1
155 / 135 / 9
Регистрация: 21.10.2012
Сообщений: 413
26.04.2020, 08:00 3
Лучший ответ Сообщение было отмечено Markontr как решение

Решение

Несколько переменных были объявлены, но закомментированы,
отсюда ошибки. Ниже рабочий вариант, но его нао вылизать,
комплитор дает Warning на неиспользуемые переменные.
Fortran
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
program Curs
    implicit none 
    interface
        subroutine threediagmatrix(C,Ans,n,Out)
            integer n
            real C(n),Ans(n),Out(n)
        end subroutine
        subroutine threediagsolve(A,B,C,Ans,n,Out)
            integer n
            real A(2:n),B(1:n-1),C(n),Ans(n),Out(n)
        end subroutine threediagsolve
        subroutine oddevensolve(C,F,size,vsize,n,Out)
            integer size,vsize,n
            real F(0:vsize,size),C(size,size),Out(0:vsize,size)
        end subroutine oddevensolve
        subroutine findC(C,l,k,sz,Out)
            integer l,k,sz
            real C(sz,sz),Out(sz,sz)
        end  subroutine findC
        function findAlpha(l,k)
            integer l,k
        end function
            real function k(x)
            real x
        end function
        real function g1(x)
            real x
        end function
        real function g2(x)
            real x
        end function
        real function g3(x)
            real x
        end function
        real function g4(x)
            real x
        end function
        real function u(x,y)
            real x,y
        end function
        real function func(x,y)
            real x,y
        end function
    end interface
 
 
    ! Variables
    integer, parameter :: length = 4 
    ! number of y-values integer, parameter :: vlength = 4 
    ! number of y-values real maxmodmaxmod
integer, parameter :: vlength = 4 
 
real maxmod
integer i, j
 
    real F(0:vlength, 0:length - 1), C(0:length - 1, 0:length - 1), Rr(0:vlength, 0:length - 1)
    real hx,hy,x0,y0,xn,yn,hi
 
 
    !initialization
    x0  =   0
    y0  =   0
    xn  =   4
    yn  =   4
    hx  =   (xn - x0) / length
    hy  =   (yn - y0) / vlength
    C = 0   
    hi  =1
    F = 0   
 
    do i = 1,length - 2
        C(i-1,i) = -(hy**2)/(hx**2)*k(x0 + (i - 0.5)*hx)
        C(i,i) = (hy**2)/(hx**2)*k(x0 + (i - 0.5)*hx) + (hy**2)/(hx**2)*k(x0 + (i + 0.5)*hx) + 2
        C(i+1,i) = -(hy**2)/(hx**2)*k(x0 + (i + 0.5)*hx)
    enddo
   
   C(length - 2,length - 1) = -(hy**2)/(hx**2)*k(xn - 1.5*hx) 
   C(length - 1, length - 1) = (hy**2)/(hx**2)*k(xn - 1.5*hx) + (hy**2)/(hx**2)*k(xn - 0.5*hx) + 2
 
    do j = 1, vlength - 1
        F(j,length - 1) = (hy**2) * func(xn - hx,y0 + j * hy) + (hy**2)/(hx**2) *   g2(y0+j * hy) * k(xn - 0.5*hx)
    enddo
 
    C(0,0) = 2*((hy**2)/(hx**2) * k(x0 + 0.5*hx) + hi*hy/hx + 1) 
    C(1,0) = - 2*(hy**2)/(hx**2)*k(x0 + 0.5*hx)
 
    do j = 1, vlength - 1
        F(j,0) = (hy**2) * func(x0,y0 + j * hy) + 2*(hy**2)/(hx**2) * g1(y0+j * hy)
    enddo
 
 
    do j = 1,vlength - 1
        do i = 1,length - 2
            F(j,i) = (hy**2) * func(x0 + i*hx,y0 + j*hy)
        enddo
    enddo
 
    print *, " "
    do i = 0, length - 1 
        F(0,i) = g3(x0 + i*hx)
        F(vlength,i) = g4(x0 + i*hx)
    enddo
 
    call oddevensolve(C,F,length,vlength,int(log(float(vlength))/log(2.0)),Rr) ! call of solving procedure
    ! finding error value maxmod = 0
    do j = 1, vlength-1
        do i = 1,length-2
        !print *, "i = ",i," j = ",j
        !print *, Rr(j,i) ," ----- ", u(x0 + i*hx,y0 + j*hy)
            if (abs(Rr(j,i) - u(x0 + i*hx,y0 + j*hy)) > maxmod) then
                maxmod = abs(Rr(j,i) - u(x0 + i*hx,y0 + j*hy))
            endif
        enddo
    enddo
    print *,"Max is ",maxmod
 end program Curs
 
subroutine findC(C,l,k,sz,Out)
    integer l,k,sz
    real C(sz,sz),Out(sz,sz)
    real Pi
 
    real E(sz,sz)
    integer i
 
    Pi = 4*atan(1.0)
 
    E = 0
    do i = 1,sz
        E(i,i) = 1
    enddo
    Out = C - E * 2*cos(((2*float(l) - 1.0) * Pi)/2**(float(k)+1.0))
 
end  subroutine
 
function findAlpha(l,k)
    real Pi
    integer l,k
    pi = 4*atan(1.0)
    findAlpha = (((-1)**(float(l)+1.0))/(2**float(k)))*sin(((2*(l- 1.0) * Pi))/(2**(float(k)+1.0)))
   ! findAlpha = (((-1)**(float(l)+1.0))/(2**float(k)))*sin(((2*float(l- 1.0) * Pi)/(2**(float(k)+1.0))))
end function
 
subroutine oddevensolve(C,F,size,vsize,n,Out)
    integer n
    integer size,vsize
    real F(0:vsize,size),P(vsize-1,size),C(0:size-1,0:size- 1),Fi(size),Psi(size),V(vsize,size),Y(0:vsize,size)
    real Out(0:vsize,size)
    real A(2:size),B(1:size-1),Cc(size),Tmp(size,size)
    integer k,j,l
    integer i
 
    do i = 1,vsize-1 
        P(i,:) = F(i,:)
    enddo
! straight walk
 
    do k = 1, n - 1
        do j = 2**k,vsize - 2**k,2**k
            print *, j
            Fi = P(j - 2**(k-1),:) + P(j + 2**(k-1),:)
                do l = 1,2**(k-1)
                    call findC(C,l,k-1,size,Tmp)
                    call threediagmatrix(Tmp,Fi * findAlpha(l,k-1),size,V(l,:))
                    P(j,:) = P(j,:) + V(l,:)
                enddo
            P(j,:) = 0.5 * P(j,:) 
        enddo 
    enddo
    ! reverse walk Y(0,:) = F(0,:)
    Y(vsize,:) = F(vsize,:)
 
    do k = n,1,-1
        do j = 2**(k-1),vsize - 2**(k-1),2**k
            print *, j
            Fi = Y(j - 2**(k-1),:) + Y(j + 2**(k-1),:) 
            Psi = P(j,:)
            Y(j,:) = 0
            do l = 1,2**(k-1)
                call findC(C,l,k-1,size,Tmp)
                call threediagmatrix(Tmp,Psi + Fi * findAlpha(l,k-1),size,V(l,:))
                Y(j,:) = Y(j,:) + V(l,:)
            enddo
        enddo
    enddo
 
    Out = Y
 
end subroutine oddevensolve
 
subroutine threediagmatrix(C,Ans,n,Out)
    integer n
    real C(n,n),Ans(n),Out(n)
 
    real A(2:n),B(1:n-1),CC(n)
 
    integer i,j
 
    do i = 1,n
        do j = 1,n
        if (i == j) then
            Cc(j) = C(i,j)
        else if (i - j == 1) then
            B(j) = C(i,j)
        else if(j - i == 1) then
            A(j) = C(i,j)
        endif 
        enddo
    enddo
 
    call threediagsolve(A,B,Cc,Ans,N,Out)
 
    return  
end subroutine
 
subroutine threediagsolve(A,B,C,Ans,n,Out)
    !input parameters
    integer n
    real A(2:n),B(1:n-1),C(n),Ans(n),Out(n)
 
    !work parameters
    real alpha(2:n),beta(2:n),X(n)
    !body of method alpha(2) = -B(1)/C(1)
    beta(2) = ans(1)/C(1)
    do i = 2,n-1
        alpha(i+1) = (-B(i))/(A(i)*alpha(i) + C(i))
        beta(i+1) = (ans(i)-A(i)*beta(i))/(A(i)*alpha(i) + C(i))
    enddo
    X(n) = (ans(n) - A(n)*beta(n))/(C(n)+A(n)*alpha(n))
    do i = 1,n-1
        X(n-i) = alpha(n-i+1)*X(n-i+1) + beta(n-i+1)
    enddo
 
    Out = X
end subroutine threediagsolve
 
real function k(x)
    real x 
    k = x
end function
 
real function func(x,y)
    real x,y
    func = -4*x - 2
end function
 
real function g1(x)
    real  x
    g1 = x**2
end function
 
real function g2(x)
    real x
    g2 = 16 + x**2
end function
 
real function g3(x)
    real  x 
    g3 = x**2
end function
 
real function g4(x)
    real x
    g4 = 16 + x**2
end function
 
real function u(x,y)
    real x,y
    u = x**2 + y**2
end function
1
26.04.2020, 08:00
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
26.04.2020, 08:00
Помогаю со студенческими работами здесь

Работа с матрицами
Здравствуйте. Помогите пожалуйста с заданием Есть матрица, например: 1 5 2 4 4 2 5 1...

Работа с матрицами
Помогите вычислить uses crt; const n=3; A:arrayof integer=((5,-1,3),(0,2,-1),(-2,-1,0));...

Работа с матрицами
Доброго время суток! Замучался с частью университетской программы и не могу доделать задание. Я...

Работа с матрицами
1) Осуществить сложение двух случайных матриц, не пользуясь стандартными способами в Matlab. 2)...

Работа с матрицами
Я только начал программирование изучать ещё толком всё не освоил, а требуют много и сессия на...

Работа с матрицами
НУЖНО ТОЖЕ САМОЕ ТОЛЬКО БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ (ПОДПРОГРАММЫ ДОЛЖНЫ ОБМЕНИВАТЬСЯ...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
3
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2024, CyberForum.ru