Fortran77-90-95入門（一）－－Fortran語言的歷史

Fortran是英文FORmula TRANslation的縮寫, 意爲"公式翻譯". 爲科學, 工程問題中那些可以用數學公式表達的問題而設計的語言, 主要用於數值計算. Fortran至今已經有四十多年曆史. 第一代Fortran是1954年提出來的, 稱爲FortranI. 它於1956年在IBM 704計算機上實現的. 是由IBM的John Backus提出並開發的一種容易理解, 簡單易學而又像彙編同樣高效運行的語言. 1958年出現的FortranII對FortranI進行了不少擴充(如引進了子程序). FortranII在不少機器上實現了. 其後出現的FortranIII由於存在嚴重的缺陷, 因此沒有在任何計算機上實現. 1962年出現的FortranIV並不與FortranII徹底兼容.

 

因爲Fortran知足現實須要,因此傳播很快, 從而出現了不少的Fortran的版本. 各類版本間語法和語義並不徹底一致,因此給用戶形成極大不變. 爲此, 1962年5月, 當時的美國標準化協會ASA(American Standard Association, 後面更名爲ANSI -- American National Standard Institute, 現名爲NIST -- National Institute of Standard and Technology)成立工做組開始統一各個版本, 並於1966年正式公佈了兩個美國標準文本: 標準基本FortranX3.10-1966(至關於FortranII) 和 標準FortranX3.9-1966(至關於FortranIV). 

 

因爲Fortran在國際上的普遍使用, 1972年國際化標準組織ISO(International Standard Organization)公佈了ISO Fortran標準, 即<程序設計語言FortranISO 1953-1972>. 它分爲三級: 一級至關於FortranIV,二級介於FortranII和FortranIV之間,三級至關於FortranII. 

 

FortranIV(即Fortran66)流行了十幾年,幾乎統治了全部的數值計算領域。但它不是結構化語言,沒有實現三種基本結構的語句，程序中須要 使用GOTO語句來實現特定的算法，美國標準化協會在1976年對FortranX3.9-1966進行修訂，把各個版本有效的功能都加入了進來，並加入 了新的功能。並在1978年正式公佈爲美國國家標準ANSI X3.9-1978 Fortran，稱做Fortran77。1980年Fortran77被接受成爲國際化標準。Fortran77擴充了一些結構化的語句，但不是徹底的 結構化語言。因爲擴充了字符處理功能，Fortran77不只適用於數值領域，還適用於非數值領域。 

 

以後通過十多年的標準化過程，1991年經過了Fortran90的新標準ANSI X3.198-1991，相應的國際化標準爲ISO/IECI1539:1991。Fortran90保證了Fortran77的兼容 性，Fortran77是Fortran90的嚴格子集。 

 

如今有各類程序設計語言，並且在一些特殊領域使用其它語言會更爲合適，但在數值計算、科學和工程領域，Fortran仍然具備強大的優點。隨着巨型計算機 （向量機和並行機）的異軍突起，出現了新的高性能Fortran語言(HPF)。它是Fortran90的一個擴展子集，主要用於分佈式內存計算機上的編 程，以減輕用戶編寫消息傳遞程序的負擔。HPF-1.0的語言定義在1992年的超級計算國際會議做出的，正式文本在1993年公佈的。1997年發佈了 HPF-2.0語言定義。Fortran95包含了許多HPF的新功能。 

 

在Fortran90出現以前，在並行機上運行程序須要結合專門的矢量化子程序，或者信賴Fortran編譯系統進行自動矢量化。而Fortran90之 後，程序員可在程序中有目的地控制並行化。Fortran90具備C++的全部重要功能，然而C語言主要用於微機上的廉價開發，而Fortran的目的是 產生高效最優化運行的可執行程序。用Fortran編寫的大型科學軟件較C語言編寫的一般要快一個量級。當今不只大型機，微機和工做站也有了多處理器。高 性能並行計算已成必然，串行機上的線性內存模式已再也不適用。Fortran做爲具備處理相應問題的標準並行化語言，其獨特的數組操做充分體現了它的先進 性。