Instal·lar Fortran i Gnuplot per Windows + Visual Studio Code

PART 1: Instal·lació de Software

1) Instal·lar Fortran i Gnuplot

1. Descomprimeix l’arxiu utilitzant WinRAR, 7-zip o similar.

2. Guarda’t la carpeta descomprimida a on vulguis (Documents per exemple) però no és important, després l’eliminarem.

3. Entra a software/gfortran i veuràs dos arxius .zip, si tens un sistema operatiu de 64 bits fixa’t en el que es diu “mingw-w64-bin_x86_64-mingw_20101003_sezero.zip”, si en canvi tens un de 32 bits, fixa’t amb l’altre.

4. Descomprimeix-lo, i selecciona com a carpeta a on extreure (descomprimir) un directori per sobre de Documents, Escriptori… per exemple en el meu cas seria a “C:\Usuarios\Marti”.

5. Quan s’hagi descomprimit se’t hauria d’haver generat allà una carpeta anomenada “gfortran”, si hi entres veuràs que conté diverses carpetes i fitxers que són de caràcter tècnic i permeten al fortran compilar correctament, posarem especial interés en el següent apartat a la carpeta anomenada “bin”.

6. Fem el mateix amb el gnuplot, entrem a software/gnuplot i descomprimim l’arixu de 64 o 32 bits corresponent (”gp503-win64-mingw.zip”), el descomprimim a la mateixa carpeta que abans (“C:\Usuarios\Marti”).

2) Afegir-los al Path

1. Entrem a la carpeta gfortran/bin

2. Copiem la ruta. Hauria de ser al estil “C:\Users\MARTI\gfortran\bin”
Per a fer-ho ens fixem en la part central de dalt de l’explorador d’arxius (on posa la ruta de la carpeta al estil “Este equipo > C: > Usuarios > Marti > gfortran > bin”)
• Per Windows 8 o 10 cliquem allà dues vegades però un xic més a la dreta de ‘bin’ per tal de no entrar en cap directori, ens mostrarà la ruta com a text i la copiem.
• Per Windows 11 simplement botó dret i cliquem ‘Copia l’adreça’.

3. Busquem al buscador de Windows “variables de entorno” i cliquem al programa “editar las variables de entorno del sistema”.

4. Cliquem “Variables de entorno” a baix a la dreta, se’ns obrirà una finestreta.

5. La finestreta està dividida en dues parts, la de dalt són “instruccions” que només afectaran al nostre usuari i la de dalt afectarà a tots els usuaris de l’ordinador (en general tindreu el vostre portàtil o PC amb 1 sol usuari així que és irrellevant) ens fixem en si alguna de les dues té una variable de entorno anomenada ‘Path’. Si és així la cliquem dues vegades. Si no és així (situació bastant rara) vol dir que la deveu haver eliminat sense voler, proveu de seguir el que diuen aquí.

6. Se’ns obra una altra finestreta, que conté tots els ‘Paths’ que hem afegit de moment al nostre usuari (si haguéssim treballat amb Python prèviament en tindríem ja 1 o 2 afegits).
Explicació: afegir al Path un programa (indicar la ruta de la carpeta que conté els executables) ens permet des de la terminal, en qualsevol directori (sempre i quan sigui inferior a ‘Marti’, ja que són variables d’usuari) poder executar comandaments propis d’aquest (com per exemple “gfortran -o”) que altrament només podríem executar des de la carpeta “gfortran/bin”. És a dir que sinó afegim al Path i provéssim de compilar des de la terminal (en un directori com ara Documents) escrivint “gfortran programa.f90 -o a.exe” ens donaria error.

7. Li donem a “Nuevo” i enganxem la ruta copiada prèviament, després Enter, Aceptar, Aceptar…

8. Repetim el mateix per gnuplot (podem anar a la carpeta gnuplot/bin i obtenir-ne la ruta o simplement canviar la paraula ‘gfortran’ per ‘gnuplot’ a la ruta que ja tenim copiada), de nou des de variables de entorno, Path, li donem a “Nuevo” i enganxem la ruta, Aceptar, Aceptar, Aceptar.

3) Provar de compilar des d’un bloc de notes

1. Assegura’t que pots veure les extensions dels fitxers (En l’explorador d’arxius cliques “Visualització”, “Mostra”, “Extensions del nom del fitxer”)

2. Crea-hi un arxiu anomenat “prova.f90”, per a fer-ho fas:
{botó dret} → Nuevo → Documento de texto (arxiu .txt) → li poses de nom “prova.f90"
→ al haver canviat l’extensió de .txt a f.90 et dirà Seguro? li dius Sí
→ entres al arxiu (Abrir con → Más aplicaciones → Libreta o Bloc de notas (de moment))
→ copies i enganxes el codi que tens aquí sota → Guardes l’arxiu

program helloWorld
implicit none

print *, 'Hello World!'

end program

3. Obres la Terminal o cmd o Símbolo de Sistema o PowerShell buscant a baix a l’esquerra (buscador de Windows).

4. Et mous mitjançant els comandaments “cd [carpeta]”, “cd..” i “dir” fins a la carpeta on tens el teu programa.

5. Compiles des de la terminal fent:

gfortran prova.f90 -o prova.exe

6. S’hauria d’haver creat un fitxer “prova.exe”, executa’l fent:

.\prova.exe

Alternativament ves a la carpeta i executa’l manualment (clicant-lo dos cops).

7. Si llegeixes un Hello World! a la terminal felicitats, has instal·lat bé el fortran i ja saps compilar i executar des de la terminal.

4) Provar de generar un gràfic (plot) amb gnuplot

1. Crea un fitxer i anomena’l “dades.dat” i enganxa-hi les següents dades:

1 1
2 4
3 9
4 16
5 25
6 36
7 49
8 64
9 81

2. Crea un fitxer anomena’t “fig1.gnu” i enganxa-hi el següent codi:

file = 'dades.dat'
set term png
set out 'fig1.png'
plot file

3. Des de la terminal, genera el gràfic fent:

gnuplot fig1.gnu

4. A la carpeta se’t hauria d’haver generat un fitxer “fig1.png”, obre la imatge i mira si és similar a aquesta:

5. Si se’t ha generat la imatge i és com aquesta, ja està, felicitats! tot et funciona correctament, ja pots procedir a tancar la terminal, els fitxer oberts i descansar una estoneta.
Si no se’t ha generat, comprova que no et surti un missatge de Seguretat de Windows (o del teu antivirus) bloquejant l’accés, si és així hauràs d’afegir una excepció:
Seguretat de Windows —> Historial de Protecció —> Clicar una notificació de “l’accés a les carpetes protegides s’ha bloquejat” —> Segur? Sí —> Configuració d’accés a carpetes controlat —> Permet una aplicació amb l’accés controlat a les carpetes —> Segur? Sí —> Afegeix una aplicació permesa —> Aplicacions bloquejades recentment —> Seleccionar “gnuplot.exe” —> ja pots tancar-ho tot i tornar a provar.

PART 2: Fer-ho més fancy i còmode

Aquesta part és opcional.

1) Instal·lar Visual Studio Code

2) Instal·lar extensions Modern Fortran, gnuplpot, Material Icon Theme, vscode-pdf i Task Explorer

1. De la part esquerra de l’editor clicar el símbol d’Extensions (o sinó el trobeu fer Ctrl+Shift+x), buscar “Modern Fortran” i instal·lar-la.
Podeu comprovar que funciona el highlighting (colorets) creant un arxiu .f90 i escrivint el codi bàsic que hem vist abans (prova.f90).

2. Buscar l’extensió “gnuplot” feta per “mammothb” i instal·lar-la, comprovar en un arxiu .gnu (per exemple fig1.gnu) que et fa el highlighting.

3. Afegir ara l’extensió “Material Icon Theme” feta per “Philipp Kief” i comprovar que els arixus fortran i d’altres adquireixen un icona particular.

4. Afegir l’extensió “vscode-pdf” by tomoki1207 per tal de previsualitzar pdfs des del propi VScode (útil per tenir allà mateix els els guions de les prepras i pràctiques d’anys anteriors).

5. Afegir l’extensió “Task Explorer” by Scott Meesseman. (Ens servirà per l’apartat 4).

3) Primer exemple

gfortran programa.f90 -o exes/programa.exe

.\exes\prova.exe

file = 'data/dades.dat'
set term png
set out 'out/grafic.png'
plot file

4) Automatització

1. Aconseguir trobar/generar el fitxer tasks.json
1. Clicar al buscador a dalt al centre (o Ctrl+Shift+P) i escriure >Tasks.
2. Clicar del desplegable l’opció “Tasks: Configure Default Build Task”.
3. Seleccionar “Create tasks.json file from template”.
4. Seleccionar “MSBuild” —> Se’t hauria d’obrir un fitxer tasks.json.
5. A l’esquerra de l’editor, hi ha d’haver una carpeta “.vscode” i a dins el fitxer “tasks.json”. Borra tot el que contingui.
Alternativament simplement crea tu manualment una carpeta anomenada “.vscode” i a dins un fitxer anomenat “tasks.json”.

2. Enganxa-hi el següent codi:

{
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "Create Folders",
            "type": "shell",
            "command": "if(!(Test-Path ${fileDirname}/exes)) {md 'exes', 'data', 'out'}",
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "problemMatcher": [],
            "group": "build"
        },{
            "label": "Build & Run Fortran",
            "type": "shell",
            "command": "${fileDirname}/exes/${fileBasenameNoExtension}.exe",
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "dependsOn": [
                "Build Fortran"
            ]
        },{
            "label": "Build Fortran",
            "type": "shell",
            "command": "gfortran",
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "args": [
                "${fileDirname}/${fileBasename}",
                "-o",
                "${fileDirname}/exes/${fileBasenameNoExtension}.exe"
            ]
        },{
            "label": "Create Plot",
            "type": "shell",
            "command": "gnuplot",
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "args": [
                "${fileDirname}/${fileBasename}"
            ]
        },
    ]
}

5) Shortcut F5 i Ctrl+F5

1. Instal·lar l’extensió “CMake Tools”. (Crec que no cal)

2. File>Preferences>Keyboard Shortcuts.

3. Clicar el següent a dalt a la dreta:

4. S’hauria de mostrar un fitxer JSON (keybindings.json), borrar el que hi hagi i enganxar-li el següent:

// Si vols també pots modificar aquestes dreceres canviant la 'key'.
[
  {
    "key": "F5",
    "command": "workbench.action.tasks.runTask",
    "when": "resourceExtname == .f90 || resourceExtname == .f || resourceExtname == .f95",
    "args": "Build & Run Fortran"
  },
  {
    "key": "F5",
    "command": "workbench.action.tasks.runTask",
    "when": "resourceExtname == .gnu",
    "args": "Create Plot"
  },
  {
    "key": "Ctrl+F5",
    "command": "workbench.action.tasks.runTask",
    "when": "resourceExtname == .f90 || resourceExtname == .f || resourceExtname == .f95 || resourceExtname == .gnu",
    "args": "Create Folders"
  },
]

Això el que fa és sobreescriure les dreceres de teclat, permetent executar o generar plot amb F5 i crear carpetes amb Ctrl + F5 (si voleu podeu canviar-ho a altres dreceres de teclat editant l’argument “key”). La part bona és que només s’executarà si es troba en un fitxer fortran o .gnu, i que si les carpetes ja les has creat no les intentarà crear de nou.
Nota: en alguns teclats serà Fn+F5 i Ctrl+Fn+F5 en d’altres simplement F5 i Ctrl+F5. De nou, podeu canviar-ho a les dreceres que vulgueu canviant l’argument “key” del “keybindings.json”.

5. Per tant un cop fet ja tot això ja estaríem.

6) Ja podem programar eficientment

• Ctrl+F5 i immediatament ja tens les 3 carpetes creades.

• Estàs escrivint el codi fortran o gnuplot i vols provar si funciona, prems F5 i immediatament s’executa el codi o set genera la figura.

open(unit=10, file="data/dades.dat")
do x = -360, 360
  x_radians = (x*2*3.14159)/360
  write(10,*) x, sin(x_radians)
end do
close(unit=10)