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在Fortran模块中定义了一个变量，该变量在模块内的子程序中使用。请阐述这个变量在模块内不同程序单元中的作用域规则，并说明如何限制其作用域范围，仅在特定子程序中有效。

假设你正在开发一个大型Fortran项目，包含多个程序单元和模块。现有一个需求是提高程序的运行效率和可维护性，在程序单元组织方面，你会采取哪些策略？请结合《Fortran模块与程序单元组织》知识详细说明。

在异构计算环境（如CPU - GPU混合计算）中使用Fortran进行编程，结合《Fortran模块与程序单元组织》的知识，说明如何合理组织程序单元和模块，使得不同计算设备上的任务能够高效协同，且保持代码的可读性和可扩展性。同时，描述可能会遇到的挑战以及应对方法。

在Fortran中，假设有一个二维数组，其维度为5行4列，元素类型为实数类型。请用Fortran代码实现该数组的声明、内存分配以及初始化为所有元素值为0.5。并解释Fortran中数组内存分配和初始化的规则。

编写一个Fortran程序，实现动态创建一个三维整数数组，数组大小由用户输入决定。程序要实现向数组中填充数据（数据为从1开始的连续整数），并计算数组中所有元素的和。此外，要求对程序进行性能优化，简述优化思路及采取的措施。

在Fortran环境下，结合MPI和OpenACC，实现对一个大型三维数组的并行求和计算。数组大小假设为1000×1000×1000，元素类型为双精度浮点数。要求详细描述如何划分数据、如何利用MPI进行进程间通信以及如何利用OpenACC进行GPU加速。阐述在异构计算环境下，Fortran数组数据布局对性能的影响及如何优化。

在Fortran中，简述指针变量的声明方式，并举例说明如何使用ALLOCATE语句为指针分配动态内存。假设要创建一个一维整数数组的指针，长度由用户输入决定。

在一个Fortran程序中，已经通过ALLOCATE为一个指针分配了内存，现在需要根据新的条件重新分配不同大小的内存。请编写代码实现这个过程，并确保内存释放得当，避免内存泄漏。同时说明在重新分配内存前为什么需要检查指针是否已经分配内存以及如何检查。

设计一个Fortran程序，使用指针和动态内存管理实现一个链表数据结构，链表节点包含一个整数数据和一个指向下一节点的指针。要求实现链表节点的动态插入、删除操作，并且在程序结束时正确释放所有动态分配的内存。描述你在设计和实现过程中如何处理指针的有效性、内存的连续性以及潜在的内存碎片化问题。

在Fortran中，给定两个字符串变量 `str1` 和 `str2`，如何将它们连接成一个新的字符串？另外，假设连接后的字符串为 `combined_str`，怎样提取从第5个字符开始长度为8的子串？请用代码示例说明。