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本节介绍Fortran的起源与发展历史，讲述Fortran由产生到形成标准FortranIV、Fortran77，并进一步形成新标准Fortran90/95的发展历程。
a)FortranIªFortranIVFortran是目前国际上广泛流行的一种高级语言，适用于科学计算。
Fortran是英文FORmula TRANslation的缩写，意为“公式翻译”。
它是为科学、工程问题中的那些能够用数学公式表达的问题而设计的语言，主要用于数值计算。
这种语言简单易学，因为可以像抄写数学教科书里的公式一样书写数学公式，它比英文书写的自然语言更接近数学语言。
Fortran语言是第一个真正推广的高级语言。
至今它已有四十多年历史，但仍历久不衰，始终是数值计算领域所使用的主要语言。
Fortran语言问世以来，根据需要几经发展，先后推出形成了很多版本。
第一代Fortran语言是在1954年提出来的，称为FortranI。
它于1956年在IBM 704计算机上得以实现。
在此之前编写计算机程序是极为繁琐的，程序员需要详细了解为之编写代码的计算机的指令、寄存器和中央处理器(CPU)等方面的知识。
源程序本身是用数学符号(八进制码)编写的，后来采用了助记符，即所谓机器码或汇编码，这些编码由汇编程序转换为指令字。
在50年代书写和调试一个程序要很长时间，因为用这种方式编写程序显然是很不方便的，尽管它能使CPU高效地工作。
正是这些原因，促使由John Backus率领的IBM公司的一个小组研究开发最早的高级程序设计语言Fortran。
其目的是开发一种容易理解、简单易学又能几乎像汇编一样高效运行的语言，他们取得了极大的成功。
Fortran语言作为第一种高级语言不仅是一次创新，也是一次革命。
它使程序员摆脱了使用汇编语言的冗长乏味的负担，而且它使得不再只是计算机专家才能编写计算机程序，任何一名科学家或工程技术人员，只要稍加努力学习和使用Fortran，就能按自己的意图编写出用于科学计算的程序。
1 FORTRAN77四则运算符+ - * / ** (其中**表示乘方)在表达式中按优先级次序由低到高为： +或-→*或/→**→函数→()2 FORTRAN77变量类型2.1 隐含约定：I-N规则凡是以字母I，J，K，L，M，N六个字母开头的，即认为是整型变量，其它为实型变量。
2.2 用类型说明语句确定变量类型：可以改变I-N规则2.3 用IMPLICIT语句将某一字母开头的全部变量指定为所需类型如 IMPLICIT REAL (I,J)三种定义的优先级别由低到高顺序为：I-N规则→IMPLICIT语句→类型说明语句，因此，在程序中IMPLICIT语句应放在类型说明语句之前。
2.4 数组的说明与使用使用I-N规则时用DIMENSION说明数组，也可在定义变量类型同时说明数组，说明格式为：数组名(下标下界,下标上界），也可省略下标下界，此时默认为1，例：DIMENSION IA(0:9),ND(80:99),W(3,2),NUM(-1:0),A(0:2,0:1,0:3)REAL IA(10),ND(80:99)使用隐含DO循环进行数组输入输出操作：例如WRITE(*,10) ('I=',I,'A=',A(I),I=1,10,2)10FORMAT(1X,5(A2,I2,1X,A2,I4))2.5 使用DATA语句给数组赋初值变量表中可出现变量名,数组名,数组元素名,隐含DO循环，但不许出现任何形式的表达式：例如DATA A,B,C/-1.0,-1.0,-1.0/DATA A/-1.0/,B/-1.0/,C/-1.0/DATA A,B,C/3*-1.0/CHARACTER*6 CHN(10)DATA CHN/10*' '/INTEGER NUM(1000)DATA (NUM(I),I=1,500)/500*0/,(NUM(I),I=501,1000)/500*1/3 FORTRAN77程序书写规则程序中的变量名，不分大小写；变量名称是以字母开头再加上1到5位字母或数字构成，即变更名字串中只有前6位有效；一行只能写一个语句；程序的第一个语句固定为PROGRAM 程序名称字符串某行的第１个字符至第５个字符位为标号区，只能书写语句标号或空着或注释内容；某行的第１个字符为Ｃ或＊号时，则表示该行为注释行，其后面的内容为注释内容；某行的第６个字符位为非空格和非０字符时，则该行为上一行的续行，一个语句最多可有19个续行；某行的第７至７２字符位为语句区，语句区内可以任加空格以求美观；某行的第７３至８０字符位为注释区，８０字符位以后不能有内容。
![[转载]Fortran程序基本特点及不同版本之间的区别](https://img.taocdn.com/s1/m/4979a303f08583d049649b6648d7c1c708a10b31.png)
[转载]Fortran程序基本特点及不同版本之间的区别原⽂地址：Fortran程序基本特点及不同版本之间的区别作者：caodanping_7141、F77和F90的区别名称：F77固定格式（fixed format），程序代码扩展名：.f或.for，F90⾃由格式（free format），扩展名：.f90格式：F77每⾏前六个字符不写程序代码，可以空着或者1-5字符使⽤数字来标注⾏代码（⽤作格式化输⼊出等），7-72为程序代码编写区，73⾏后被忽略，超过的话可以续⾏，F90每⾏可132字符注释：F77以C,c或*开头的⾏被当成注释；F90以"!"引导注释，也可放在⾏尾续⾏：F77所续⾏的第六个字符是"0"以外的字符，通过⽤+表⽰，F90以&续⾏，放在该⾏末或下⾏初均可变量名：F77⽀持6个字符长，F90⽀持31个字符长常数：F90中PARAMETER可以做形容词，和变量声明同时写在⼀起Real, parameter :: pi=3.1415926关系运算符：F90： == /= > >= < <= (更接近标准的数学符号)F77： .EQ. .NE. .GT. .GE. .LT. .LE.逻辑运算符：.AND. .OR. .NOT. .EQV. .NEQV.变量声明赋值：（1）integer： kind=1,2,4（长整型）F90: integer(kind=2) aInteger(kind=4)::a=15（加上两个冒号可以在定义时就直接赋值）F77: integer*2 b or integer(2) c⽤DATA命令单独赋值（属于声明），data b,c /1, 2.0/Fortran规定变量名以字母IJKLMN六个字母开头的即认为是整型变量（I-N规则），其他字母开头的为实型变量（2）real：kind=4，8（双精度）/real* 8=double precision(1.23E3/1.23D3)F90：real(kind=4) a， F77：real*4 a or real(4) a（3）complex kind=4，8（双精度）F90: complex(kind=4) a a=(3.1,2.5)（4）character len为最⼤长度(26个字母，数字0-9，专⽤字符13个：空格'$()+-*/,=.:)F90: character(len=10) c c=”Hello”， F77: c=’Hello’（5）logical kind=4,2（最少只需要1即可）F90: logical(kind=4) a a=.true.（6）⾃定义类型type：类似于C中的structF90: type::person ……引⽤时变量和元素直接以%区隔，visual fortran可以⽤.来表⽰全局变量全局变量：F77采⽤command来声明全局变量，编译器只提供内存共享⽽不去检查数据类型，使⽤时需要注意定义的是否⼀主程序和主程序中致，⽽F90则提供了module（不是函数，⽤于封装程序模块），可以把全局变量都声明在module中，这样主程序和主程序中就不需要编写重复的程序代码来声明全局变量就不需要编写重复的程序代码来声明全局变量了，函数在需要使⽤时只需要⽤use来调⽤该module_name即可：module module_name...end module还可以把功能上相关的函数放在同⼀个module模块中，程序想要调⽤时use该module才能调⽤，这样⽐较符合模块化的概念，在该module中⽤contains引导函数即可。
Fortran 是一种面向科学计算和工程计算的编程语言，它广泛应用于数值分析、科学计算、大气和地球物理学等领域。
在使用 Fortran 进行程序开发时，经常会遇到需要将多个源文件编译为可执行文件的情况。
本文将介绍如何使用不同编译器来编译 Fortran 多个源文件，以及对应的编译命令。
一、使用 gfortran 编译器编译 Fortran 多个源文件1. 编写多个 Fortran 源文件在进行编译之前，首先需要编写多个 Fortran 源文件，这些文件通常以 .f90 或 .f95 作为后缀。
假设我们有三个源文件分别为 m本人n.f90、sub1.f90 和 sub2.f90。
2. 使用 gfortran 进行编译使用 gfortran 进行编译时，可以通过以下命令将多个源文件编译为可执行文件：```gfortran -o program m本人n.f90 sub1.f90 sub2.f90```其中，-o 选项用于指定输出的可执行文件名，后面紧跟着可执行文件名 program，然后列出所有需要编译的源文件名。
3. 运行可执行文件编译完成后，可执行文件 program 就会生成，可以通过以下命令运行该可执行文件：```./program```二、使用 ifort 编译器编译 Fortran 多个源文件1. 编写多个 Fortran 源文件与使用 gfortran 编译器相似，使用 ifort 编译器编译 Fortran 多个源文件也需要首先编写多个源文件，这些文件的后缀通常为 .f90 或 .f95。
假设我们有三个源文件分别为 m本人n.f90、sub1.f90 和 sub2.f90。
2. 使用 ifort 进行编译使用 ifort 进行编译时，可以通过以下命令将多个源文件编译为可执行文件：```ifort -o program m本人n.f90 sub1.f90 sub2.f90```同样地，-o 选项用于指定输出的可执行文件名，后面紧跟着可执行文件名 program，然后列出所有需要编译的源文件名。
[转载]Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较收藏发信人: quasar (飞贼克斯), 信区: Fortran标题: Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较(转载)发信站: 南京大学小百合站 (Tue Jun 1 10:59:14 2004)瀚海星云 -- 文章阅读 [讨论区: MathTools]发信人: HuiCai (老灰菜), 信区: SciComp标题: Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较(转载)发信站: 瀚海星云 (2002年12月19日10:40:38 星期四), 站内信件【以下文字转载自 Fortran 讨论区】【原文由 HuiCai 所发表】Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较/develop/article/16/16085.shtm三十年来, 从 Fortran 77 开始, Fortran 成为了计算科学的主要语言.在这段时间里, Fortran 的数值能力变得非常稳定而且优于其它计算机语言; 最大的改变来自于不断增长的各种可靠的数值过程库的种类. Fortran 联合(union), 它的使用技巧, 扩充的数值库为计算科学赋予了良好的基础.可是在过去十几年中, 动态数据结构(特别是动态数组)的重要性不窜上升, UNIX 工作站, 复杂的交互式可视化工具, 以及更近的并行体系结构--Fortran 77 都没有实现--刺激了其它语言作为计算语言的使用, 最明显的一个例子是C. 最近C++ 也已经引起人们的兴趣, Fortran 通过发展到 Fortran 90来弥补它在现代科学计算方面的不足. 这部分的一个通常的工作是比较四种语言对科学计算的适应性的, 这四种语言是两个C 的代表(C, C++) 和两个Fortran的代表(Fortran 77, Fortran 90). 下面的表格总结了这种比较, 后面的内容试图合理地解释这种等级排序, 从最好(1)到最差(4)..功能 ------------ F77 - C - C++ - F90数值健壮性 ---- 2 ---- 4 --- 3 ----- 1数据并行性 ---- 3 ---- 3 --- 3 ----- 1数据抽象 ------- 4 ---- 3 --- 2 ----- 1面向对象编程 - 4 ---- 3 --- 1 ----- 2函数型编程 ---- 4 ---- 3 --- 2 ----- 1平均等级 ------ 3.4 - 3.2 - 2.2 -- 1.21 数值健壮性Numeric Polymorphism(数值多态性)中是一个给定一个通用名称的几种版本的图形平滑过程的例子. 这里描述的通用能力是作为Fortran 90提供的一种额外的数值健壮性超过Fortran 77和C的特性. Fortran 77, Fortran 90 , 和 C 版本的SMOOTH子过程也在下面给出, 用于比较. (注意, Fortran 90版使用了第4部分描述的并行性)数值多态性, 加上实际类型的参数, 小数精度选择, 和数字环境变量检查等, 证明了Fortran 90排在这四种语言中的第一位. Fortran 77 列在第二为的原因在于它支持复杂变量, 这在很多计算科学应用中是很重要的. C ++ 把 C 挤出了第三位是由于它在通常领域多态性上的能力.2 数据并行化部分在这四种语言中, 只有Fortran 90具有对科学计算有价值的数据并行能力; 其它三种语言在这方面的特性基本上是一样的, 即全都没有. 这解释了四种语言在这个方面的排名.这里是完成高斯消去的一套Fortran 77 和 C 过程:****************************************************************** 编程决定正确的子过程处理过程: pivot.f , triang.f , 和 back.f. ** 子过程决定一系列同步方程的解*******************************************************************234567PROGRAM testgINTEGER IMAX, JMAXPARAMETER (IMAX = 3, JMAX = 4)REAL matrix(IMAX, JMAX)REAL matrix(IMAX)INTEGER i, j, nDATA ( ( matrix(i,j), j = 1, JMAX), i = 1, IMAX)+ /-1.0, 1.0, 2.0, 2.0, 3.0, -1.0, 1.0, 6.0,+ -1.0, 3.0, 4.0, 4.0/n = IMAXwrite(*,*) \"The original matrix,\",n,\"by\",n=1,\":\"call wrtmat(matrix, n, n +1)call pivot(matrix, n)write(*,*) \"The matrix after pivoting:\"call wrtmat(matrix, n, n +1)call triang(matrix, n)write(*,*) \"The matrix after lower triangulation:\"call wrtmat(matrix, n, n + 1)call back(solvec, matrix, n)write(*,*) \"The solution vector after back substitution:\"write(*,*) \"********************************************\"write(*,*) (solvec(i), i = 1, n)write(*,*) \"********************************************\"end******************************************************************** *子过程决定第一列系数矩阵的最大值, 把最大值所在的行和第一行交换, **处理器然后重复对其他的行和列做这种处理, 对于每一次叠代, 列的位置**和行的位置增加一(即, 第1行-第1列, 然后第2行-第2列, 然后第3行-第 **3列, 等 ********************************************************************* *234567SUBROUTINE pivot(matrix, n)INTEGER i, j, k, nREAL matrix(n, n + 1), maxval, tempvaldo 10, j = 1, nmaxval = matrix(j,j)do 20, i = j + 1, nif (maxval .lt. matrix(i,j)) thenmaxval = matrix(i,j)do 30, k = 1, n + 1tempval = matrix(i,k)matrix(i,k) = matrix(j, k)matrix(j,k) = tempval30continue20 continue10 continueend****************************************完成一个输入矩阵的低级分解的子过程 *****************************************234567SUBROUTINE triang(matrix, n)INTEGER i, j, k, nREAL matrix(n, n + 1), pivot, pcelemdo 10, j = 1, npivot = matrix(j,j)do 20, k = j + 1, n + 1matrix(j,k) = matrix(j,k) / pivot20 continuedo 30, i = j + 1, npcelem = matrix(i,j)do 40, k = j + 1, n + 1matrix(i,k) = matrix(i,k) - pcelem * matrix(j,k)40 continue30continueend********************************************************** * 子过程从一个已经经历了低级分解的参数矩阵计算一个解向量 *********************************************************** *234567SUBROUTINE back(solvec, matrix, n)REAL solvec(n), matrix(n, n + 1), sumsolvec(n) = matrix(n, n + 1)do 10, i = n -1, 1, -1sum = 0.0do 20, j = i + 1, nsum = sum + matrix(i, j) * solvec(j)20 continuesolvec(i) = matrix(i, n + 1) - sum10 continueend*********************************************************** * 测试子过程bisec.f的程序, bisec.f 决定一个方程(f.f中)的解** 可是这个函数确实假设函数-f由两个值支撑. 即在用户给定的终** 点之间的解不超过一个************************************************************ *234567PROGRAM testbsREAL xleft, xrightREAL fEXTERNAL fwrite(*,*) \"Please enter an initial left and right value:\"read(*,*) xleft, xrightcall bisec(f, xleft, xright)end这里是同一个算法的C 过程:/********************************************************* 决定三个函数(pivot.c, triang.c, back.c)正确处理的程序 ** 这些函数决定了一系列同步方程的解*********************************************************/#include <stdio.h>#define IMAX 3#define JMAX 4float matrix[IMAX][JMAX] = {{-1.0, 1.0, 2.0, 2.0 },{3.0, -1.0, 1.0, 6.0 },{-1.0, 3.0, 4.0, 4.0 }};float solvec[IMAX] = { 0.0, 0.0, 0.0 };main(){void wrt_output(void);void pivot(void);void triang(void);void back(void);void wrt_vector(void);(void)printf("The original matrix %d by %d :\n", IMAX, JMAX);(void)wrt_output();(void)pivot();(void)printf("The matrix after pivoting:\n");(void)wrt_output();(void)triang();(void)printf("The matrix after lower decomposition:\n");(void)wrt_output();(void)back();(void)printf("The solution vector after back substitution:\n");(void)wrt_vector();}/*********************************************************** * 决定参数矩阵中第一列的最大元素并移动第一列含有最大值的行 ** 到第一行. 然后重复对其他的行和列做这种处理, 对于每一次叠 ** 代, 列的位置和行的位置增加一(即, 第1行-第1列, 然后第2行- ** 第2列, 然后第3行-第3列, 等*************************************************************/ void pivot(){int i, j, k;float maxval, tempval;for(j = 1; j < IMAX; j++) {maxval = matrix[j][j];for ( i = (j + 1); i < IMAX; i++) {if ( maxval < matrix[i][j] ) {maxval = matrix[i][j];for( k = 0; k <= IMAX; k++) {tempval = matrix[i][k];matrix[i][k] = matrix[j][k];matrix[j][k] = tempval;}}}}}/************************************ 完成一个输入矩阵的低级分解的函数 *************************************/void triang(void){int i, j, k;float pivot, pcelem;for ( j = 0; j < IMAX; j++) {pivot = matrix[j][j];for ( k = ( j + 1 ); k <= IMAX; K++) {matrix[j][k] = matrix[j][k] / pivot;}for ( i = ( j + 1 ); i < IMAX; i++) {pcelem = matrix[i][j];for ( k = ( j + 1 ); k <= IMAX; k++) {matrix[i][k] = matrix[i][k] - ( pcelem * matrix[j][k] );}}}}/********************************************************* * 子过程从一个已经经历了低级分解的参数矩阵计算一个解向量 **********************************************************/ void back(void){int i, j;float sum;solvec[IMAX - 1] = matrix[IMAX - 1][JMAX -1];for ( i = (IMAX -1); i > -1; i--) {sum = 0.0;for ( j = (i + 1); j < IMAX; j++) {sum = sum + matrix[i][j] * solvec[j];}solvec[i] = matrix[i][IMAX] - sum;}}void wrt_output(void){int i, j;(void)printf("**************************************\n");for ( i = 0; i < IMAX; i++) {for ( j = 0; j < (JMAX - 1); j++) {(void)printf("%f", matrix[i][j]);}(void)printf("%f\n", matrix[i][JMAX - 1]);}(void)printf("****************************************\n"); }void wrt_vector(void);{(void)printf("*************************************\n");(void)printf("%f", solvec[0]);(void)printf(" %f", solvec[1]);(void)printg(" %f\n", solvec[2]);(void)printf("****************************************\n");}/************************************************************ 测试函数bisec.f的程序, bisec.f 决定一个方程(f中)的解** 可是这个函数确实假设函数-f由两个值支撑. 即在用户给定的终 ** 点之间的解不超过一个 *************************************************************/#include <stdio.h>#include <math.h>main(){void bisec(float init_left_val, float init_right_val);float f(float value):float xleft, xright;char line[100];(void)printf("Please enter an initial left and right value:");(void)fgets(line, sizeof(line), stdin);(void)sscanf(line, "%f %f", &xleft, &xright );(void)bisec(xleft, xright);return(0);}3 数据抽象Fortran 90有一个非常使用的，使用简单的数据抽象能力。
