14、工程编程基础：使用C语言和Fortran

工程编程基础：使用C语言和Fortran

1. 引言

在现代工程领域，计算机编程已经成为不可或缺的技能。无论是处理数据、进行仿真，还是开发复杂的应用程序，编程能力都能显著提升工程师的工作效率。本文将探讨C语言和Fortran在工程编程中的应用，帮助读者理解如何利用这两种语言快速解决实际问题。

1.1 计算机历史与架构

计算机的发展历程充满了创新和突破。从最早的机械计算设备到现代的电子计算机，计算机技术的进步极大地改变了我们的生活和工作方式。19世纪初期，英国数学教授查尔斯·巴贝奇设计了差分机，用于计算对数表。后来，他又设计了分析机，这台机器可以使用打孔卡进行编程，被认为是现代计算机的雏形。尽管巴贝奇未能完成分析机，但他的设计为后世计算机的发展奠定了基础。

现代计算机的架构基于冯·诺依曼模型，该模型由五个基本部分组成：输入单元、输出单元、控制单元、算术逻辑单元（ALU）和内存。冯·诺依曼架构的特点是程序和数据可以同时存储在内存中，这使得计算机能够灵活地执行各种任务。控制单元负责解释程序指令，ALU执行算术和逻辑运算，内存则用于存储程序和数据。

1.2 二进制数

计算机使用二进制数进行数据处理。二进制数的基数为2，每一位可以是0或1。与十进制系统不同，二进制数的每一位表示2的幂次方。例如，二进制数 110010011 可以转换为十进制数 403 ，具体转换过程如下：

二进制位	权值	乘积