Fortran95简介-全文版

Fortran95簡介－全文版

By陳鯨太FORTRAN的演進

FORTRAN的起源，要追溯到1954年IBM公司的一項計畫。由JOHN BACKUS 領導的一個小組，嘗試著在IBM 704電腦上面發展一套程式，它可以把使用接近數學語言的文字，翻譯成機械語言。這個計畫在剛開始並不被大家看好，但他們在1957年交出了成果，也就是第一套FORTRAN編譯器，FORTRAN語言也就因此誕生了。FORTRAN語言的執行效率普遍的令各界滿意，它證明了這項計畫的可行性，也成為第一個被廣泛使用的高階語言。FORTRAN的名字來自於英文的FORMULA TRANSLATOR這兩個字，而這兩個字恰是數學公式翻譯器的意思。

舊版的FORTRAN77是在1978年由美國國家標準局(ANSI)所正式公布的，之後改版有1992年提出的FORTRAN90以及1997年的FORTRAN95，本文是為了FORTRAN 95所撰寫。

編譯器簡介

1、VISUAL FORTRAN

VISUAL FORTRAN一開始是起源於MICROSOFT的FORTRAN

POWERSTATION 4.0，這套工具後來賣給DIGITAL公司來繼續發展，下一個版本稱為DIGITAL VISUAL FORTRAN 5.0，DIGITAL後來被COMPAQ合併，所以接下來的6.0及6.5版就稱為COMPAQ VISUAL FORTRAN。而COMPAQ目前又跟HP合併，也許下一個版本會稱為HP VISUAL FORTRAN。

VISUAL FORTRAN被整合在一個叫作MICROSOFT VISUAL STUDIO的圖形介面開發環境中，VISUAL STUDIO提供一個統一的使用介面，這個介面包括文書編輯功能，PROJECT的管理、除錯工具等等，所以在使用上其實跟上學期的VISUAL C++滿類似的，同學們上課用過VISUAL C++，對VISUAL FORTRAN應該不會陌生。

VISUAL FORTRAN 6.5除了完全支援FORTRAN 95的語法外，擴充功能方面提供完整的WINDOWS程式開發工具，專業版還內含IMSL數值程式庫。另外它還可以和VISUAL C++直接互相連結使用，也就是把FORTRAN和C語言的程式碼混合編譯成同一執行檔案。

2、在工作站使用FORTRAN

學校計中工作站也提供FORTRAN COMPILER，使用方式很簡單，只需要在存放FORTRAN檔案的目錄下面輸入下面敘述即可：

ccsun33 [u8623033/fortran]% f77 filename.for

這個指令使用f77的compiler，其中filename.for就是我們所編寫的FORTRAN 程式檔案

ccsun33 [u8623033/fortran]% f90 filename.for

這個指令使用f90的compiler

而指令按下enter鍵之後，會把結果COMPILE到a.out這個檔案裡面，我們想要執行這個程式，只要在命令提示字元後打a.out就可以看到執行結果：ccsun33 [u8623033/fortran]% a.out

如果在compile的過程中想要把執行檔改成別的檔名，不要每次都變成a.out，那我們可以輸入下列指令

ccsun33 [u8623033/fortran]%f77 filename1.for –o filename2

或者

ccsun33 [u8623033/fortran]%f90 filename1.for –o filename2

則filename2會變成我們的執行檔名字

在COMPILE FORTRAN的時候，我們必需登入學校計中ccsun26~ccsun35的機器才可以使用(學校規定)，並且因為軟體總數只有兩套，同時間只有兩個人能可compile。

FORTRAN基本事項

字元集是指使用FORTRAN的時候，所能使用的所有字元有符號。FORTRAN所能使用的字元集有

1、英文26個字母：大小寫不分

2、數字：0到9

3、22個特殊符號：有冒號、等號、加號、減號、驚嘆號…等等

FORTRAN程式碼的寫作格式有兩種，FREE FORMAT(自由格式)以及FIXED FORMAT(固定格式)。簡單來說，FIXED FORMAT是屬於舊式的寫法，它在寫作版面上有很多限制。FREE FORMAT是FORTRAN90之後的新寫法，取消了許多舊的限制。FORTRAN程式碼附加檔名為*.F或*.FOR的檔案，就是指以FIXED FORMAT來寫作的程式，若以*.F90為附加檔名的檔案，就是以FREE FORMAT來寫作的程式。建議現在都應該改用FREE FORMAT來寫作程式。FIXED FORMAT

固定格式之中，規定了程式碼每一行中每個字元欄位的意義。如下表所示：

FIXED FORMAT是為了配合早期需要使用打洞卡來輸入程式才發明出來的格式。現在都應該要使用FREE FORMAT來寫作程式。早期的電腦，還沒有使用顯示器作為輸出裝置，不能像現在一樣直接利用鍵盤來修改程式。早期的程式是利用打洞卡片一張一張的記錄下來，再拿給電腦執行。有著打洞卡的淘汰，FIXED FORMAT也沒有必要再繼續使用下去。不過同學們還是可以大概瞭解一下，因為仍有些舊程式是用這種格式來寫作。

FREE FORMAT

FREE FORMAT基本上允許非常自由的寫作格式，它沒有再去規定每一行的第幾個字元有什麼作用。需要注意的事項只有下面幾點：

1、驚嘆號「!」後面的文字都是註解。

2、每行可以寫作132個字元。(注意! 並不是無限長)

3、行號放在每行程式的最前面。

4、一行程式碼的最後如果是符號&，代表下一行程式會和這一行連接。

例子：sample1.f90

輸出、輸入及宣告

輸出使用write指令，如下例

FORTRAN程式通常以PROGRAM敘述來開頭，PROGRAM後面還要接一個自訂的程式名稱。這個名稱可以完全自訂，不需要和檔名有任何的關係，這個名字表示「主程式」的名字。我在這裡取名為MAIN，這個名字可以看個人喜好修改。FORTRAN程式最後還要有END這個敘述，表示程式碼寫到這一行結束。