Pour travailler chez soi…

Pour se faire plaisir (aussi) à la maison…
Pour pouvoir travailler sur un code de calcul, il vous faut 3 éléments essentiels :
• Un éditeur de texte : qui permet de créer, de modifier et d’enregistrer le fichier source
(dans ce cas un fichier .f90)
• Un compilateur : qui permet de convertir le fichier source, écrit dans un langage
formaté pour le développeur, en langage machine compréhensible par le processeur
• Un logiciel de visualisation de résultats : qui permet d’apprécier le retour fournit par le
code
Editeur de texte
Il existe à disposition des développeurs de nombreuses solutions, plus ou moins sophistiquées,
pour éditer des fichiers sources. Certaines sont sous licence GPL (gratuites), d’autres sont
sous licence propriétaire (payantes). Les éditeurs les plus connus dans le monde du
développement sont VI, nedit ou encore emacs, mais ne sont disponibles que sous UNIX (ou
bien sûr sous n’importe quelle distribution Linux). On propose donc pour le projet d’utiliser
Crimson Editor qui est une solution gratuite, performante et fonctionnant sous Windows.
Vous pouvez le télécharger sur le site de l’éditeur :
• http://www.crimsoneditor.com/
L’installation se fait sans difficultés…
Compilateur
Comme pour l’éditeur de texte, il existe plusieurs compilateurs FORTRAN 90 (F90)
disponibles pour les développeurs. Par exemple, au laboratoire DynFluid, nous utilisons le
compilateur d’Intel. Jusque récemment, il n'existait pas de compilateur FORTRAN gratuit
sous Windows (cette solution sera abordée en fin de document) . La solution que je vous
propose consiste donc à installer un émulateur d’environnement Unix sur votre système
Windows, puis, d’installer un compilateur F90 gratuit sur cet environnement. L’émulateur que
je vous propose se nomme CYGWIN. La procédure d’installation est la suivante :
• Téléchargez l’exécutable d’installation sur le site du constructeur à l’adresse suivante :
http://www.cygwin.com/. (Il faut cliquer sur l’icône ci-dessous)
•
Double-cliquez sur l’exécutable. On obtient la fenêtre suivante :
•
Cliquez sur le bouton « Suivant » jusqu’à obtenir l’écran ci-dessous :
2 possibilités s’offrent à vous : soit installer à partir d’Internet, soit à partir d’un répertoire
local. Choisissez la première option et avancez dans le processus d’installation (nous
verrons ensuite comment installer à partir d’un répertoire local pour ceux ou celles qui ont
des difficultés à avoir des liaisons Internet stables)
•
Vous obtenez l’écran suivant :
, dans lequel vous devez entrer le chemin d’installation du programme (par exemple
C:\Program Files\cygwin). Ne modifiez pas les options par défaut et continuez.
•
Vous aboutissez à l’écran :
, dans lequel il vous est demandé d’entrer le chemin de stockage des paquets (les paquets
sont les différentes composantes du programmes – cette terminologie est héritée des
systèmes UNIX) (par exemple D:\data\cygwin). Continuez.
•
A l’étape suivante, on vous demande de préciser la manière dont vous êtes connecté à
Internet :
Dans la plupart des cas l’option par défaut (Direct Connection) conviendra. Pour ceux ou
celles qui se savent connecté derrière un serveur Proxy, entrez les informations
correspondantes.
•
On vous demande ensuite de sélectionner un miroir de téléchargement (site qui relaie
le site de téléchargement principal) :
Plusieurs sont disponibles. Le site CYGWIN France fonctionne parfaitement.
•
Enfin, à la dernière étape de l’installation, on vous demande de sélectionner les
paquets dont vous aurez besoin. Un certain nombre est déjà coché par défaut, ne les
supprimez pas.
Il vous faudra par contre en ajouter. Dans « Devel », Vous devez sélectionner les paquets
binutils, make, et mingw-runtime (la sélection se fait en cliquant sur « skip » devant le
nom du paquet). Vous devrez également choisir le paquet xinit dans le sous-dossier
« X11 » (la sélection de ce paquet va en entrainer d’autres – ne soyez pas surpris).
•
•
Et c’est tout… Vous n’avez plus qu’à cliquer sur « Suivant » pour lancer l’installation
de CYGWIN sur votre machine.
POUR CEUX QUI N’ONT PAS DE CONNECTION INTERNET STABLE… La
possibilité est laissée à l’utilisateur d’installer CYGWIN à partir d’un répertoire local
(cf. écran n°2 – choix « Install from Local Directory »). L’installation se fait de la
même manière que la description qui vient d’être faite mis à part le fait qu’aucun
paquet ne sera téléchargé. Il faut donc les avoir obtenus d’une manière ou d’une autre
au préalable (je dispose de ces paquets sur mon poste, vous pouvez donc venir me les
demander). Il faudra donc copier ces paquets dans le chemin que vous indiquerez dans
l’utilitaire d’installation de CYGWIN (Chemin_stockage_paquets – écran n°4). Suivez
ensuite la procédure d’installation qui vous sera proposé. Lorsque l’écran de choix des
paquets s’affichera, reprenez l'installation à partir de l'écran précédent et continuez
jusque la fin de l’installation.
DERNIERE MODIFICATION AVANT DE LANCER CYGWIN :
Afin d’utiliser CYGWIN dans un environnement adéquat, vous devez d’abord modifier le
fichier startxwin.bat qui se trouve dans le répertoire Chemin_installation\cygwin\\bin. Par
défaut CYGWIN s’installe à la racine de votre ordinateur (dans C:\). Il faut donc lui indiquer
le chemin d’installation que vous avez choisi. Pour cela, faites clique droit sur le fichier
startxwin.bat et choisissez « Modifier ». Le contenu du fichier s’ouvre dans une fenêtre de
texte, et vous devriez avoir quelque chose du type :
Modifiez la variable CYGWIN_ROOT tel que décrit sur la figure ci-dessus.
Vous voilà prêt. Vous pouvez lancer CYGWIN à partir du fichier startxwin.bat que vous
venez de modifier ou bien de manière classique via le menu Démarrer.
COMMENT UTILISER CYGWIN :
En double-cliquant sur l’icône startxwin.bat vous verrez apparaître un terminal X (une fenêtre
de type UNIX) qui devrait ressembler à :
, avec votre nom d’utilisateur, le nom de votre machine et le signe $ (le « prompt ») qui
indique le début de la ligne de commande. Par défaut, le système se place dans le répertoire
\home\utilisateur qui représente sous UNIX le « Mes Documents » de Windows (le
répertoire \home se trouvant lui-même dans Chemin_installation\cygwin). Pour le vérifier,
vous pouvez utiliser la commande pwd qui vous indique le chemin du répertoire dans lequel
vous êtes. Pour mener à bien le projet qui vous est demandé, il n’est pas nécessaire de devenir
un spécialiste des systèmes UNIX/Linux. Les commandes suivantes devraient vous suffire :
• ls : liste les fichiers et dossier non cachés présents dans le répertoire où vous vous
trouvez
• ls –als : liste tous les fichiers et dossiers présents dans le répertoire où vous vous
trouvez
• cd (qui signifie « change directory ») : permet d’entrer dans un répertoire
• cd .. : permet de remonter d’un niveau dans l’arborescence
• make : que vous connaissez et qui permet de compiler un fichier source
L’avantage d’un soft comme CYGWIN est qu’il permet un aller-retour complètement
transparent entre les deux systèmes (Windows et UNIX). Ceci signifie que les fichiers
CYGWIN sont visibles sous Windows (dans le répertoire d’installation de CYGWIN) avec
l’explorateur de fichier. Réciproquement, vous pouvez accéder à vos fichiers Windows sous
UNIX. Pour ce faire, il vous faut d’abord vous positionner à la racine du disque où se trouve
le fichier Windows qui vous intéresse grâce à la commande « cd lettre_du_lecteur: », puis
vous n’avez plus qu’à naviguer à travers le système de fichiers avec la commande « cd ». Par
exemple vous souhaitez aller dans le répertoire D:\Data\Perso\Exercices – vous devez taper
« cd D: » puis [ENTER], puis « cd Data/Perso/Exercices » puis [ENTER]. Pour les noms de
dossier qui comporte des espaces, il faut les taper entre guillemets. Par exemple « cd ‘’
Program Files ‘’ »
Maintenant que l’environnement UNIX n’a plus de secret pour vous, et avant de commencer à
travailler, il vous faut d’abord installer le compilateur FORTRAN. La procédure est simple :
• Allez sur le site http://www.g95.org
• Cliquez sur Downloads/Source
• Dans la section G95 BINARIES (CURRENT SNAPSHOT) téléchargez Cygwin x86
tarball
• Placez le dans le dossier d’installation de CYGWIN (Chemin_installation\cygwin\)
• Lancez CYGWIN et tapez « cd / » [ENTER]
• Tapez « tar xvzf g95-x86-cygwin.tgz » [ENTER]
L’installation est terminée.
Remarque : à la fermeture de CYGWIN, n’oubliez pas de fermer aussi le terminal X. Il
disparaît bien de votre écran, mais est toujours présent. Si vous regarder bien dans la barre
d’état de Windows (en bas à droite), vous verrez l’icône du terminal X (un grand X). Pour le
fermer, faites clique droit puis choisissez « Exit ».
Logiciel de visualisation
Afin de visualiser vos résultats, il vous faut… un logiciel de visualisation. Le laboratoire
DynFluid dispose de TECPLOT, qui est très performant, très simple d’utilisation, et qui
tourne sous Windows. Néanmoins TECPLOT est payant et la licence coûte très cher. Je vous
propose donc d’utiliser GNUPLOT, qui est un soft développé à l’origine pour UNIX, mais qui
a été décliné depuis sous Windows. Vous pouvez le télécharger sur le site de l’éditeur à :
•
•
•
•
•
http://www.gnuplot.info/
Cliquez sur « Download » dans la partie « Current released version is … »
Cliquez de nouveau sur « Download »
Cliquez sur [numéro_de_version]win32.zip et téléchargez le dans le dossier que vous
voulez
« Dézippez » le fichier téléchargé.
GNUPLOT ne s’installe pas. Il suffit de lancer l’exécutable qui se trouve dans le dossier
gnuplot/bin/wgnuplot.exe. Vous voyez apparaître la fenêtre suivante :
Pour visualiser vos résultats, vous devez alors vous placer dans votre répertoire de travail avec
le bouton « ChDir », puis utiliser l’un des scripts suivants : initiale_finale.gnu, anim.gnu (qui
fait lui-même appel à anim2.gnu) et sortiejpeg.gnu que vous devez copier dans votre
répertoire de travail. Le premier script sert à visualiser les solutions initiales et finales. Pour
l’utiliser vous devez au préalable le modifier en précisant le nombre de pas de temps que vous
avez choisis dans la variable « nt ». Le deuxième script sert quant à lui à créer une animation
pour voir évoluer la solution au cours du temps. Là encore, vous devez le modifier pour
indiquer le nombre de pas de temps que vous avez utilisé. Enfin, le dernier script vous permet
d’exporter la sortie de initiale_finale.gnu vers un format jpeg que vous pourrez exploiter pour
votre rapport. Pour utiliser ces trois scripts, vous devez tapez la commande load
‘nom_du_script.gnu’. Ils devraient vous suffire pour le projet. Néanmoins, j’y ai apporté des
commentaires pour vous permettre de comprendre le rôle de chaque commande. Si toutefois
vous étiez intéressés par de plus amples informations, je pourrais à ce moment là vous fournir
une documentation synthétique mais complète de GNUPLOT.
Voilà, vous êtes maintenant près à travailler…
Quelques rappels… (ou comment ça se passe concrètement)
Je vous rappelle que pour pouvoir tester votre code de calcul il vous faut : l’éditer, le compiler
et finalement l’exécuter. Concrètement, voici comment tout se déroule :
• Créez un répertoire de travail
• Créez ensuite dans ce répertoire un fichier avec l’extension .f90 (il vous suffit de créer
un fichier texte et de changer l’extension) ou copiez-y l’exemple de fichier que je vous
ai envoyé.
• Copiez également le fichier makefile, et les scripts initiale_finale.gnu, anim.gnu,
anim2.gnu et sortiejpeg.gnu.
• Lancez CYGWIN et placez vous dans votre répertoire de travail à l’aide des
commandes « cd », « cd lettre_du_lecteur: » et « cd .. ».
• Lancer GNUPLOT et placez vous dans votre répertoire de travail.
• Ouvrez le fichier source (.f90) avec Crimson Editor.
, puis
• Faites vos modifications.
• Enregistrez ces modifications.
• Pointez sur la fenêtre CYGWIN et tapez « make » pour compiler la source. Vous
verrez apparaître un certain nombre d’informations à l’écran concernant la
compilation. Si un message d’erreur s’affiche, c’est que vous avez une faute de
programmation dans votre code. Corrigez la et recommencez la compilation jusqu’à ce
qu’un message vous indique que l’exécutable a été créé.
• Tapez ensuite « ./nom_de_l_executable » (./advection ou./advection.exe dans le
makefile que je vous ai fourni). Le code s’exécute.
• Enfin, visualisez vos résultats en utilisant les scripts GNUPLOT.
• Répétez la seconde partie de la procédure jusqu’à obtenir des courbes correctes.
Avec ça, vous devriez être en mesure de mener à bien le projet. Je vous rappelle enfin que
vous pouvez utiliser la commande « make clean » de temps en temps pour « nettoyer » votre
répertoire et supprimer les fichiers temporaires que la compilation a laissé (Attention cette
commande supprime aussi l’exécutable).
Les compilateurs gratuits sous Windows
Depuis peu, il existe au moins un compilateur FORTRAN gratuit sous Windows. Il se nomme
Silverfrost FTN95. Vous pouvez le télécharger à l'adresse suivante :
http://www.silverfrost.com/32/ftn95/ftn95_personal_edition.aspx
Etant donné qu'il fonctionne sous Windows, son comportement est légèrement différent. Le
principe est le même que sous Linux (compilation) mais point de makefile. Au lancement de
l'application (Plato IDE dans le menu Démarrer), vous obtenez l'écran :
Il vous faut ensuite ouvrir votre fichier .f90 avec le bouton :
Vous le constatez tout de suite, le premier avantage avec cette solution est que l'éditeur de
texte y est intégrer (plus besoin de Crimson). Une fois le fichier modifié par vos soins, et
enregistrer, il vous faut ensuite le compiler et construire l'exécutable. Ceci est réalisé
respectivement à l'aide des boutons :
et
Si vous n'avez pas d'erreurs de compilation votre exécutable est prêt (le cas échéants,
plusieurs messages apparaitront dans la partie basse de la fenêtre). Pour lancer l'exécution,
appuyez sur le bouton :
Le tour est joué ! Vous voyez apparaitre à l'écran un terminal DOS correspondant aux sortie
écran de votre code. Il ne reste plus qu'à visualiser vos résultats avec GNUPLOT.