利用混編技術對土木工程計算程序的改造

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【摘要】本文通過對FORTRAN、C語言和OpenGL圖形庫進行分析，在此基礎上，將三種技術通過動態(tài)的鏈接庫結(jié)合在一起，實現(xiàn)了對土木工程計算程序的設計，完善其界面。

【關鍵詞】FORTRAN；C語言；OpenGL；混合編程；土木工程計算

通常情況下，土木工程的計算程序都是借助FORTRAN實現(xiàn)的，在運用FORTRAN進行數(shù)值的計算過程中，其能夠呈現(xiàn)出不同的優(yōu)勢，但是，同時也存在效率不高的問題，而且不能在windows的開發(fā)環(huán)境中使用，不能建立人機界面，在圖形顯示中操作流程過于復雜。C語言是在NET平臺上開發(fā)的，這種程序使用了比較簡單的語法，而且便于調(diào)試，在程序開發(fā)中效率更高。OpenGL是一種圖形庫，里面都是三維的圖形，實現(xiàn)了硬件和軟件的結(jié)合使用，使用的效果好，在動畫繪制中常見，而且能夠?qū)D形的繪制與計算機技術以及虛擬現(xiàn)實技術結(jié)合，其是一個模型庫，運用三維的圖像呈現(xiàn)，在不同的平臺上都可以使用。其可以實現(xiàn)幾何模型的建立，通過渲染的方式實現(xiàn)動畫的制作。

一、C語言與FORTRAN的混編

運用C語言能夠?qū)崿F(xiàn)交互性的界面，建立土木工程計算的框架，將之前的FORTRAN的源代碼進行編譯，形成一個動態(tài)的鏈接庫，在此基礎上，能夠?qū)⒋a轉(zhuǎn)送到C語言程序上，完成兩種不同語言的婚變?？梢赃\用編譯器實現(xiàn)文件混合的編程，程序之間應該建立一致的調(diào)用程序，建立完善的調(diào)用機制。這些機制主要分為堆棧管理機制、命名機制、參數(shù)傳遞機制。在C語言和FORTRAN混編中，應該使兩種不同語言的字符參數(shù)一直，而且DLL文件能夠顯示出信息的輸出。

（一）字符串參數(shù)的一致

在C語言中，字符的結(jié)束是運用null數(shù)值來表示的，F(xiàn)ORTRAN中字符串是在右端設計空格的方式來表示的，運用一個隱藏的參數(shù)能夠表示字符串的實際長度。而且，F(xiàn)ORTRAN的默認的字符是用ASCII編碼來表示的，所以，F(xiàn)ORTRAN要運用編譯器實現(xiàn)中文字符的支持。但是，在C語言中，其字符的編碼是通過unicode實現(xiàn)的，所以，在語言層上就能夠?qū)崿F(xiàn)支持中文的字符。通過對不同語言的表示方法的分析，分析了影響因素，如果字符串是通過FORTRAN到C語言，那么，可以在NET網(wǎng)絡環(huán)境中實現(xiàn)，這時C語言就會自動提供函數(shù)字符，將ASCII編碼轉(zhuǎn)化成unicode編碼。如果字符串是由C語言轉(zhuǎn)化成FORTRAN，就需要運用字符串的長度來實現(xiàn)。

（二）DLL文件內(nèi)部的提示信息的輸出

在大型土木工程計算程序的編程中，運用FORTRAN，會出現(xiàn)PRINT等語句，這類的語句表示程序是運行的，在這些程序改造的過程中，是運用DLL文件和C語言一起應用，結(jié)合了windows程序后實現(xiàn)的，所以，輸出設備此時不發(fā)揮作用。為了能夠分析FORTRAN的內(nèi)部調(diào)制問題，就需要在DLL文件中進行信息輸出，設計信息的函數(shù)，建立一個控制臺的窗口，運用PRINT語句建立輸出設備。

二、C語言與OpenGL的混編

C語言是運用NET平臺進行編程的一類高級的語言，但是，在NET環(huán)境中，不能夠?qū)penGL的接口進行設計，所以，OpenGL中混合C語言，其不能與其他的高級語言一樣實現(xiàn)語句的引用和部署，不能夠直接的使用OpenGL固有的圖形數(shù)據(jù)庫。所以，在C語言中，這類技術要借助第三方的軟件才能夠?qū)崿F(xiàn)。

（一）GSGL的動態(tài)鏈接庫的分析

GSGL是在windows系統(tǒng)下建立的一類接口，其在C語言中常用。GSGL的動態(tài)鏈接庫在使用時是用gldll實現(xiàn)的，形成了不同的類型，在不同的類型中都可以建立OpenGL的標準函數(shù)，借助數(shù)據(jù)庫的函數(shù)、輔助型的函數(shù)等，設計使用函數(shù)庫和常量。在OpenGL能夠生成自動化的定義，通過繪制函數(shù)的形式實現(xiàn)了OpenGL場景的定義，在進行場景的初始化和繪制函數(shù)中完成兩種高級語言的混編。GSGL在進行程序設計中不一定要用到，但是在程序運行階段其是必不可少的。在對每個空間名稱進行函數(shù)定義的過程中是經(jīng)常使用的，而且能夠借助GSGL在NET環(huán)境中實現(xiàn)對查閱庫文件的閱讀。

（二）在C語言中對GSGL的OpenGL的引用

在NET環(huán)境中形成C語言的應用程序并不復雜，在IDE換種中選擇C語言的創(chuàng)建項目，然后打開windows程序，將項目的名稱輸入，建設保存的位置，點擊確定，項目就完成了創(chuàng)建。在項目創(chuàng)建的過程中，建立了空間的名稱，而且是以窗口的類型實現(xiàn)的，在應用程序中實現(xiàn)了主入口函數(shù)的設計。所以，在建立應用程序框架的過程中，運用程序，要實現(xiàn)對OpenGL的引用，在C語言中借助using關鍵詞實現(xiàn)對不同程序的引用。將OpenGL的繪圖功能在C語言的程序得以更好地應用。

（三）建立OpenGL設備的應用環(huán)境

在運用OpenGL進行圖形的繪制中，應該建立設備環(huán)境的繪制，建立一個繪制表面，在所建立的空間名稱中加入一個應用，然后再應用中加入很多素材，將這些素材都放在窗口上，實現(xiàn)OpenGL可視化的場景。這樣所以的圖形都可以在窗口上繪制和修改。

（四）創(chuàng)建OpenGL繪制環(huán)境和功能的初始化

在繪制表面建立窗口，能夠為OpenGL的運行創(chuàng)作繪制的環(huán)境，在OpenGL運行的過程中，其使用的是繪制的環(huán)境，而不是設備的環(huán)境，所以，要建立完善的繪制環(huán)境，不然OpenGL在C語言中是不能執(zhí)行的。在OpenGL建立一個繪制環(huán)境的函數(shù)，通過對函數(shù)的重寫完成繪制環(huán)境的創(chuàng)建，建立繪制環(huán)境的初始化。

（五）運用OpenGL進行圖形和場景的繪制

在以上的操作都完成后，就可以借助OpenGL實現(xiàn)場景的繪制，運用繪制函數(shù)，設計源代碼，設計單位的矩陣的方式，建立繪制圖形的代碼。

三、混合編程的實現(xiàn)與應用

本文將三種高級語言進行混合編程，在網(wǎng)絡環(huán)境下建立語言編譯的環(huán)境，以windows作為系統(tǒng)操作的平臺，在此基礎上，借助DOS實現(xiàn)GSAP程序的運行，在windows平臺上實現(xiàn)人機界面的交互，建立交互式的軟件。這類軟件是在原有的程序改造上實現(xiàn)的，運用DLL文件的形式呈現(xiàn)出來，其界面是通過C語言程序編制的，通過建立函數(shù)的形式使圖形顯示出來。在程序的混編中，通過運用DOS平臺，實現(xiàn)不同命令的輸入和執(zhí)行，對結(jié)果進行查看，在對windows程序進行計算完成后，其計算和模型的圖像就會直接顯示出來，使用非常得便捷，界面的改造也不復雜。借助三種高級語言的混編能夠?qū)崿F(xiàn)空白動態(tài)鏈接的設計，將源代碼進行統(tǒng)一，運用C語言實現(xiàn)windows應用程序的改進，通過窗口的形式展現(xiàn)出來。

結(jié)語：

在土木工程計算程序的改造中，將不同的語言結(jié)合在一起，采用混編的形式，能夠提高土木工程相關參數(shù)計算的精確度，完善其計算的效率，在C語言中，字符的結(jié)束是運用null數(shù)值來表示的，F(xiàn)ORTRAN中字符串是在右端設計空格的方式來表示的。

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