编程语言之Fortran
2010-01-10 14:17:53 
阿炯
Fortran可音译为福传，源自于“公式翻译”（英语：Formula Translation）的缩写，它是通用的编译型指令式编程语言，特别适用于数值计算和科学计算。它在1957年由IBM开发出来，是世界上第一个被正式采用并流传至今的高级编程语言。
Fortran最初由IBM在1950年代开发，用于科学和工程应用，并随后长时间统治了科学计算编程。它已经在计算密集领域里应用了超过六个年代，比如数值天气预报、有限元分析、计算流体力学、地球物理学、计算物理学、晶体学和计算化学。它是高性能计算的流行语言，并被用于世界上最快超级计算机的基准测试和排名。它有很多版本，每个都增加扩展却在很大程度上保持与前面版本的兼容性。后续版本已经增加支持了：结构化编程和基于字符数据的处理（FORTRAN 77），阵列编程、模块化编程和泛型编程（Fortran 90），高性能Fortran (Fortran 95），面向对象编程（Fortran 2003），并发计算（Fortran 2008）和天然的并行计算能力（Coarray Fortran 2008/2018）。
Fortran的设计是很多其他语言的基础。其中最周知的是BASIC，它基于了FORTRAN II，具有一些语法清理，尤其是更好的逻辑结构，和其他在交互式环境中使工作更加容易的变更。 其发展过程中有如下的演进过程：ORTRAN II、FORTRAN III、FORTRAN IV、FORTRAN 66、FORTRAN 77、Fortran 90、Fortran 95；Fortran 2003、Fortran 2008、Fortran 2018、Fortran 2023。
其最大特征是接近数学公式的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率。Fortran可以直接对矩阵和复数进行运算。其矩阵元素在记忆空间存储次序，采用了纵列为主（Column major）次序，Matlab也承袭这点，而C语言则采用横行为主（Row major）次序。其诞生以来被广泛地应用于数值计算领域，特别是并行计算和高性能计算领域。很多专用的大型数值运算计算机针对Fortran做了优化。Fortran积累了大量高效而可靠的源程序。Fortran 90、95、2003、2008、2018的相继推出，使其具备了现代高级编程语言的一些特征。
John Backus（1924年-2007年），他于1953年12月发起FORTRAN项目，于1977年获得图灵奖。
FORTRAN语言被科学家广泛接纳，用来书写数值计算密集程序，这鼓励编译器作者生产可以生成更快和更高效代码的编译器。在语言中包括复数数据类型，使得Fortran特别适合于技术应用比如电子工程。到了1960年，FORTRAN版本已经可获得于IBM 709、650、1620和7090计算机上。FORTRAN流行性的显著增长，刺激了竞争计算机制造商在它们的机器上提供FORTRAN编译器，因此到了1963年，存在了超过40个FORTRAN编译器。因此FORTRAN被认为是第一个广泛使用的跨平台编程语言。
Fortran的发展平行于编译器技术的早期演进，在理论和编译器设计上的进步，受到为Fortran程序生成高效代码的激励。
编译器
Windows操作系统下：
Fortran Power Station 4.0（FPS 4.0），微软公司开发的Fortran编译器。1997年3月转让给DEC公司。
Digital Visual Fortran（DVF），Fortran Power Station的DEC公司版本，版本号为5.0.x ~ 6.0.x。
Compaq Visual Fortran（CVF），1998年1月，DEC公司被康柏公司收购，Digital Visual Fortran更名为Compaq Visual Fortran，版本号为6.5.x ~ 6.6.B。2002年5月康柏公司已并入惠普公司，但CVF并未改名，版本号升级到6.6.C。
Intel Fortran，英特尔公司开发的Fortran编译器。惠普购买了CVF技术之后不久，将Windows平台上的从CVF 6.6.C之后Fortran编译器相关权利全部转售给Intel，它需要微软Visual Studio外壳的支持才能实现Visual IDE功能。在Intel手上的版本编号从7.0开始至现在。
Absoft Fortran
Open Watcom
Silverfrost FTN95，个人用户可免费使用的Fortran 95编译器包。支持编译为Win32或.NET可执行程序，内置名为Plato的IDE，也可通过插件支持Visual Studio，调试器使用SDBG。
Linux操作系统下：
PGI Fortran，现已被Nvidia收购。
g77，GNU的Fortran 77编译器，集成在GCC中。
gfortran，GNU的最新的Fortran编译器，集成在GCC 4.x及以上版本中，目前支持全部Fortran 95、大部分Fortran 2003和Fortran 2008的功能，以替代g77。
Intel Fortran，它支持Linux操作系统。
Absoft Fortran
G95，开放源代码的Fortran 95编译器。
Sun Studio
Open64编译器
FORTRAN数值库
几个著名的Fortran软件包：
IMSL — 国际数学和统计库的数值库
MKL — Intel数学核心库
NAG — 数值算法组的数值库
BLAS — 基本线性代数子程序库
LAPACK — 线性代数软件包
最新版本：2023
Fortran 2023 已于2023年11月下旬发布。这是 Fortran 语言的最新版本，它在性能、易用性和并行编程方面都有显著的改进。如果您正在编写一个需要对大型数值数组进行快速计算的程序或库，Fortran 2023 是您的最佳选择，其根据 ISO/IEC 1539-1:2023 标准发布。Fortran 它是一种高性能并行编程语言，专为科学和工程计算而设计。Fortran 2023 具有许多强大的特性，使得它成为处理大规模数值数组的快速计算的理想工具。相关特性如下：
高性能：Fortran 2023 针对科学和工程计算应用进行了优化，具有成熟且经过实战验证的编译器和库，可以编写接近底层的高效二进制代码。
静态和强类型：Fortran 是一种静态和强类型的语言，这使得编译器能够在早期捕捉到许多编程错误。这也使得编译器能够生成高效的二进制代码。
易学易用：Fortran 是一种相对简单的语言，学习和使用起来非常容易。通过将大多数数学和算术操作表达为方程式，可以轻松地处理大型数组。
多功能：Fortran 允许您以最适合问题的方式编写代码：命令式、过程式、面向数组、面向对象或函数式。
本地并行：Fortran 是一种本地并行编程语言，具有直观的类似数组的语法，用于在 CPU 之间传递数据。您可以在单个 CPU 上、共享内存多核系统上或分布式内存的 HPC 或基于云的系统上运行几乎相同的代码。Coarrays、teams、events 和集体子程序允许您表达最适合当前问题的不同并行编程模式。
有关语法变更的摘要请查看此处。
官方主页：https://fortran-lang.org/
Fortran最初由IBM在1950年代开发，用于科学和工程应用，并随后长时间统治了科学计算编程。它已经在计算密集领域里应用了超过六个年代，比如数值天气预报、有限元分析、计算流体力学、地球物理学、计算物理学、晶体学和计算化学。它是高性能计算的流行语言，并被用于世界上最快超级计算机的基准测试和排名。它有很多版本，每个都增加扩展却在很大程度上保持与前面版本的兼容性。后续版本已经增加支持了：结构化编程和基于字符数据的处理（FORTRAN 77），阵列编程、模块化编程和泛型编程（Fortran 90），高性能Fortran (Fortran 95），面向对象编程（Fortran 2003），并发计算（Fortran 2008）和天然的并行计算能力（Coarray Fortran 2008/2018）。
Fortran的设计是很多其他语言的基础。其中最周知的是BASIC，它基于了FORTRAN II，具有一些语法清理，尤其是更好的逻辑结构，和其他在交互式环境中使工作更加容易的变更。 其发展过程中有如下的演进过程：ORTRAN II、FORTRAN III、FORTRAN IV、FORTRAN 66、FORTRAN 77、Fortran 90、Fortran 95；Fortran 2003、Fortran 2008、Fortran 2018、Fortran 2023。
其最大特征是接近数学公式的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率。Fortran可以直接对矩阵和复数进行运算。其矩阵元素在记忆空间存储次序，采用了纵列为主（Column major）次序，Matlab也承袭这点，而C语言则采用横行为主（Row major）次序。其诞生以来被广泛地应用于数值计算领域，特别是并行计算和高性能计算领域。很多专用的大型数值运算计算机针对Fortran做了优化。Fortran积累了大量高效而可靠的源程序。Fortran 90、95、2003、2008、2018的相继推出，使其具备了现代高级编程语言的一些特征。
John Backus（1924年-2007年），他于1953年12月发起FORTRAN项目，于1977年获得图灵奖。
FORTRAN语言被科学家广泛接纳，用来书写数值计算密集程序，这鼓励编译器作者生产可以生成更快和更高效代码的编译器。在语言中包括复数数据类型，使得Fortran特别适合于技术应用比如电子工程。到了1960年，FORTRAN版本已经可获得于IBM 709、650、1620和7090计算机上。FORTRAN流行性的显著增长，刺激了竞争计算机制造商在它们的机器上提供FORTRAN编译器，因此到了1963年，存在了超过40个FORTRAN编译器。因此FORTRAN被认为是第一个广泛使用的跨平台编程语言。
Fortran的发展平行于编译器技术的早期演进，在理论和编译器设计上的进步，受到为Fortran程序生成高效代码的激励。
编译器
Windows操作系统下：
Fortran Power Station 4.0（FPS 4.0），微软公司开发的Fortran编译器。1997年3月转让给DEC公司。
Digital Visual Fortran（DVF），Fortran Power Station的DEC公司版本，版本号为5.0.x ~ 6.0.x。
Compaq Visual Fortran（CVF），1998年1月，DEC公司被康柏公司收购，Digital Visual Fortran更名为Compaq Visual Fortran，版本号为6.5.x ~ 6.6.B。2002年5月康柏公司已并入惠普公司，但CVF并未改名，版本号升级到6.6.C。
Intel Fortran，英特尔公司开发的Fortran编译器。惠普购买了CVF技术之后不久，将Windows平台上的从CVF 6.6.C之后Fortran编译器相关权利全部转售给Intel，它需要微软Visual Studio外壳的支持才能实现Visual IDE功能。在Intel手上的版本编号从7.0开始至现在。
Absoft Fortran
Open Watcom
Silverfrost FTN95，个人用户可免费使用的Fortran 95编译器包。支持编译为Win32或.NET可执行程序，内置名为Plato的IDE，也可通过插件支持Visual Studio，调试器使用SDBG。
Linux操作系统下：
PGI Fortran，现已被Nvidia收购。
g77，GNU的Fortran 77编译器，集成在GCC中。
gfortran，GNU的最新的Fortran编译器，集成在GCC 4.x及以上版本中，目前支持全部Fortran 95、大部分Fortran 2003和Fortran 2008的功能，以替代g77。
Intel Fortran，它支持Linux操作系统。
Absoft Fortran
G95，开放源代码的Fortran 95编译器。
Sun Studio
Open64编译器
FORTRAN数值库
几个著名的Fortran软件包：
IMSL — 国际数学和统计库的数值库
MKL — Intel数学核心库
NAG — 数值算法组的数值库
BLAS — 基本线性代数子程序库
LAPACK — 线性代数软件包
最新版本：2023
Fortran 2023 已于2023年11月下旬发布。这是 Fortran 语言的最新版本，它在性能、易用性和并行编程方面都有显著的改进。如果您正在编写一个需要对大型数值数组进行快速计算的程序或库，Fortran 2023 是您的最佳选择，其根据 ISO/IEC 1539-1:2023 标准发布。Fortran 它是一种高性能并行编程语言，专为科学和工程计算而设计。Fortran 2023 具有许多强大的特性，使得它成为处理大规模数值数组的快速计算的理想工具。相关特性如下：
高性能：Fortran 2023 针对科学和工程计算应用进行了优化，具有成熟且经过实战验证的编译器和库，可以编写接近底层的高效二进制代码。
静态和强类型：Fortran 是一种静态和强类型的语言，这使得编译器能够在早期捕捉到许多编程错误。这也使得编译器能够生成高效的二进制代码。
易学易用：Fortran 是一种相对简单的语言，学习和使用起来非常容易。通过将大多数数学和算术操作表达为方程式，可以轻松地处理大型数组。
多功能：Fortran 允许您以最适合问题的方式编写代码：命令式、过程式、面向数组、面向对象或函数式。
本地并行：Fortran 是一种本地并行编程语言，具有直观的类似数组的语法，用于在 CPU 之间传递数据。您可以在单个 CPU 上、共享内存多核系统上或分布式内存的 HPC 或基于云的系统上运行几乎相同的代码。Coarrays、teams、events 和集体子程序允许您表达最适合当前问题的不同并行编程模式。
有关语法变更的摘要请查看此处。
官方主页：https://fortran-lang.org/