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第一章: Fortran语言程序设计初步 Fortran语言的发展概况 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。 1.1.1 Fortran的历史 a)??? FortranI?FortranIV Fortran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。 经过不断发展，FortranI形成了很多不同版本，其中最为流行的是1958年出现的FortranII，它对FortranI进行了很多扩充(如引进了子程序)，FortranII在很多机器上得以实现。其后出现的FortranIII未在任何计算机上实现。1962年出现的FortranIV对原来的Fortran作了一些改变，使得FortranII源程序在FortranIV编译程序下不能全部直接使用，导致了语言不兼容的问题。这样就形成了当时同时使用FortranII和FortranIV两种程序设计语言的局面。 正因为Fortran满足了现实的需要，所以它传播得很快，在传播和使用过程中不可避免地产生了多种版本。各种Fortran语言的语义和语法的规定又不完全一致，这给用户带来了极大的不便。用户迫切希望有能在各种机型上能互换通用的Fortran语言。因此Fortran语言的标准化工作变得十分迫切。1962年5月，当时的美国标准化协会ASA(American Standard Association)(后来改名为ANSI—American National Standards Institute，现名为NIST—National Institute of Standards and Technology)成立了工作组开展此项工作，1966年正式公布了两个美国标准文本：标准基本Fortran X3.10-1966(相当于FortranII)和标准Fortran X3.9-1966(相当于FortranIV)。 由于Fortran语言在国际上的广泛使用，1972年国际标准化组织(International Standard Organization、简称ISO)公布了ISO Fortran标准，即《程序设计语言FortranISO 1539-1972》，它分为三级，一级Fortran相当于FortranIV，二级Fortran介于FortranII和FortranIV之间，三级Fortran相当于FortranII。 FortranIV(即Fortran66)流行了十几年，几乎统治了所有的数值计算领域。许多应用程序和程序库都是用FortranIV编写的。但很多编译程序并不向这一标准靠拢，它们往往为实现一些有用的功能而忽略标准；另外，在结构化程序设计方法提出以后，人们开始感到FortranIV已不能满足要求。FortranIV不是结构化的语言，没有直接实现三种基本结构的语句，在程序中往往需要用一些以GOTO语句以实现特定的算法；而且为了使非标准的Fortran源程序能够交换移植，产生了