F90在Linux平台上的编译与应用技巧 (f90 linux)
随着科学技术的发展，计算机已经成为了科学研究和工程实践中不可或缺的工具之一。在计算机科学中，编程语言是最基本的工具之一。Fortran简称F90，是一种高级编程语言，具有强大的数学计算能力和优秀的设计性能。
在Linux操作系统中，F90的编译和应用技巧对于科学计算和工程应用的效率和精确度有着重要的影响。本文将介绍F90在Linux平台上的编译和应用技巧，对于需要学习和应用F90的读者有一定的参考价值。
一、Linux平台下F90的编译方法
在Linux平台下编译F90程序，需要一个编译器。Linux平台中目前有多种编译器，如gfortran, ifort, pgf90等，选择最适合自己的编译器是非常重要的。
1. gfortran编译器
gfortran编译器是GNU编译器套件的一部分，是免费的开源软件，作为Fortran语言的编译器使用广泛。gfortran编译器可以被用于编译所有的F77和F95标准的Fortran程序。
Linux平台下，通过以下步骤安装gfortran编译器：
（1）在终端窗口中输入以下指令询问系统中是否安装gfortran编译器：
$ which gfortran
如果出现以下信息，表示系统已经安装了gfortran编译器。
/usr/bin/gfortran
如果系统中没有安装gfortran编译器，则可以通过以下指令进行安装：
（2）在终端窗口中输入以下指令安装gfortran编译器：
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install gfortran
安装完成后，就可以开始编译Fortran程序了。
（3）将Fortran程序保存在工作目录（如/home/user/fortran）中，并在终端中进入该目录。
（4）输入以下命令编译文件：
$ gfortran filename.f90 –o filename.out
其中，filename代表需要编译的Fortran程序的名称，.f90是Fortran源文件的扩展名，.out是可执行文件的扩展名。
（5）在终端窗口中输入以下指令运行编译后的程序：
$ ./filename.out
2. ifort编译器
ifort编译器是Intel的Fortran编译器，以高效、可移植、可扩展和多线程为特点，在科学计算、工程应用和高能物理等领域被广泛使用。
Linux平台下，通过以下步骤安装ifort编译器：
（1）从Intel官网上下载ifort编译器
（2）输入以下指令将下载的ifort安装包解压：
$ tar zxvf l_fcompxe_XXX.ｘｚｉｐ
其中，XXX表示安装包的版本号。
（3）在安装之前，需要设置安装目录和许可证文件。输入以下指令进行设置：
$ export INTEL_LICENSE_FILE=/path/to/license.lic
$ export PATH=$PATH:/opt/intel/bin
其中，path/to/license.lic表示许可证文件所在的路径。
（4）进入安装包所在的目录，在终端中输入以下指令进行安装：
$ ./install.sh
安装完毕后，在终端中使用以下命令编译文件：
$ ifort filename.f90 –o filename.out
将Fortran程序保存在工作目录中，并在终端中进入该目录。filename代表需要编译的Fortran程序的名称，.f90是Fortran源文件的扩展名，.out是可执行文件的扩展名。
在终端窗口中输入以下指令运行编译后的程序：
$ ./filename.out
3. pgf90编译器
pgf90编译器是以加速科学应用为主要特点的编译器之一，灵活、高效、可移植、并且能够生成优化的代码。适用于Fortran和C/C++程序开发。
Linux平台下，通过以下步骤安装pgf90编译器：
（1）从NVIDIA官网上下载pgf90编译器安装程序。
（2）在终端窗口中输入以下指令解压缩安装程序：
$ tar zxvf pgf90.XXX.tar.gz
其中，XXX为安装包版本号。
（3）进入解压缩后的pgf90目录，执行以下安装指令：
$ ./install
（4）安装过程中，需要输入许可证文件的路径、安装目录等信息，按照提示输入即可。
安装完成后，在终端中使用以下命令编译文件：
$ pgf90 filename.f90 –o filename.out
将Fortran程序保存在工作目录中，并在终端中进入该目录。filename代表需要编译的Fortran程序的名称，.f90是Fortran源文件的扩展名，.out是可执行文件的扩展名。
在终端窗口中输入以下指令运行编译后的程序：
$ ./filename.out
二、Linux平台下F90的应用技巧
F90在Linux平台的应用主要包括科学计算和工程应用两个方面。本节将对F90在Linux平台下进行的应用技巧进行讲述。
1. F90在科学计算中的应用技巧
Fortran语言的主要作用是进行数学计算，因此在科学计算中的应用非常广泛。本文将介绍一些F90在科学计算中的应用技巧。
（1）数值计算
Fortran语言的主要特点是具有强大的数值计算能力，这也是它在科学计算中应用广泛的原因之一。在数值计算中，特别是在大规模数值计算中，一般采用循环和向量化方式进行计算。
（2）并行计算
并行计算是实现高性能计算的关键之一，在F90中实现并行计算有多种方式。例如OpenMP（开放多处理），MPI（聚集操作），Hybrid（混合并行方式）等。这些方法可以大大提高程序的运行速度和效率。
（3）数据读取
在科学计算中，数据处理和分析非常重要。Fortran有强大的数据读取和处理能力，包括字符处理、数值处理和文件读取等。
2. F90在工程应用中的应用技巧
工程应用是Fortran语言的另一个重要领域，在工程应用中采用Fortran语言进行程序设计，可以大大提高程序的精度和效率。下面将介绍一些F90在工程应用中的应用技巧。
（1）电路设计
电路设计是电子工程学中的重要方向之一，对于大型电路的设计，需要采用先进的仿真和优化算法。Fortran可以用于编写仿真和优化程序，对于电路的设计和优化有着非常重要的作用。
（2）结构设计
结构设计是工程学中的重要方向之一，对于结构的设计和优化，需要采用先进的计算方法进行处理。Fortran可以用于编写结构优化程序，大大提高计算精度和工程效率。
（3）气动设计
气动设计是航空航天工程中的重要方向，采用Fortran编写气动优化程序可以大大提高计算效率和精度。Fortran在气动设计中的应用有非常广泛的前景。
三、结论
Fortran是一种强大的编程语言，具有优秀的数学计算能力和高效的算法实现。在Linux平台下，F90的编译和应用技巧对于科学计算和工程应用都有着非常重要的作用。本文介绍了F90在Linux平台下的编译和应用技巧，对于读者掌握Fortran的编译和应用提供了一定的参考价值。
