Fortran

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在数值计算领域和高性能计算领域，Fortran语言仍然不可替代。
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Fortran
  
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Lisp 和 Fortran 是目前仍在使用中的两门最古老的编程语言。可能更有意思的是，它们在语言设计的哲学上代表了截然相反的两个极端。Fortran 被发明出来以替代汇编语言。Lisp 被发明出来表述算法。如此截然不同的意图产生了迥异的两门语言，Fortran 使编译器作者的生活更轻松；而 Lisp 则让程序员的生活更舒服。
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[[Image:pvf1.jpg|right|thumb|PGI Visual Fortran 2008(高性能Fortran编译器)]]
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==简介==
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在数值计算和高性能计算领域，Fortran语言仍然不可替代。
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[[Lisp]] 和 Fortran 是目前仍在使用中的两门最古老的编程语言。可能更有意思的是，它们在语言设计的哲学上代表了截然相反的两个极端。Fortran 被发明出来以替代汇编语言。Lisp 被发明出来表述算法。如此截然不同的意图产生了迥异的两门语言，Fortran 使编译器作者的生活更轻松；而 [[Lisp]] 则让程序员的生活更舒服。
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Fortran是高性能计算开发人员使用的一种主要编程语言。在众多领域中，它是首选编程语言，这些领域包括计算流体动力学（包括天气与海洋建模）、有限元分析、分子动力学以及量子化学。
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许多流行的高性能计算软件包最初都是用Fortran语言开发出来的，这些软件随着时间的推移不断得到增强。Fortran编译器让开发人员能够以其母语（Fortran语言）进行编程，从而能够重新编译这些代码，以利用全新的性能与架构特性。
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==历史==
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*2017，Fortran迎来60周年庆，[https://www.reddit.com/r/programming/comments/7cvtxm/happy_60th_birthday_fortran/ Happy 60th birthday, Fortran]
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==特性==
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* Fortran是为了满足数值计算的需求而发展出来的。
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* Fortran语言的最大特性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。
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* 易学，语法严谨。
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* 可以直接对矩阵和复数进行运算，这点[[MATLAB]]有继承。
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* 自诞生以来广泛地应用于数值计算领域，积累了大量高效而可靠的软件包。
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* 很多专用的大型数值运算计算机针对Fortran做了优化。
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* 广泛地应用于并行计算和高性能計算领域。
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* Fortran 90，Fortran 95，Fortran 2003的相继推出使Fortran语言具备了现代高级编程语言的一些特性。
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*[https://www.cs.rpi.edu/~szymansk/OOF90/F90_Objects.html Fortran 90 的面向对象概念介绍]
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* 其矩阵元素采用列式存储优先（Column first），MATLAB也效仿这点，目前最多使用的C语言则采用行式存储优先（Row first）。
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==标准==
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ISO/IEC JTC1/SC22/WG5 (Fortran)[https://wg5-fortran.org/ - WG5工作组负责开发和维护Fortran语言标准]
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主要版本：Fortran 77, 90, 95, 2003, 2008, 2018, 2023
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*[https://github.com/j3-fortran/fortran_proposals Fortran Proposals]
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*[https://j3-fortran.org/doc/year/22/22-007r1.pdf Draft Fortran 2023] J3/22-007r1
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*[https://j3-fortran.org/doc/year/18/18-007r1.pdf Fortran 2018]
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*Fortran 2015 Fortran 2008的增强：与C的互操作和并行处理。
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*[https://j3-fortran.org/doc/year/10/10-007r1.pdf Fortran 2008] 新功能：Co-array Fortran –并行处理模式，BIT数据类型
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*[https://wg5-fortran.org/N1601-N1650/N1601.pdf Fortran 2003] 标准引入了与C的标准接口。标准委员会的这个决定释放出明确的信息：Fortran只是作为底层计算密集型任务的编程语言，上层的UI， IO还是由C/C++来做吧。Fortran2015标准将强化与C/C++的接口功能。
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*[https://wg5-fortran.org/N1151-N1200/N1191.pdf Fortran 95]
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*[https://wg5-fortran.org/N001-N1100/N692.pdf Fortran 90]
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*[https://wg5-fortran.org/ARCHIVE/Fortran77.html Fortran 77] 1980年，Fortran 77被ISO接纳为国际标准。
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*[https://wg5-fortran.org/ARCHIVE/Fortran66.pdf Fortran 66]
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==Fortran包==
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Fortran Package：[https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_numerical_libraries#Fortran List of Fortran numerical libraries]
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*IMSL--国际数学和统计链接库
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*MKL--Intel数学核心库
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*NAG--NAG数学库
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*[http://www.netlib.org/blas/ BLAS]--Basic Linear Algebra Subroutines
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*[http://www.netlib.org/lapack/ LAPACK]--Linear Algebra PACKage
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*[https://www.nag.com/content/nag-library-fortran NAG (Numerical Algorithms Group)]
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==HPF==
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High Performance Fortran（有时简称：HPF）是一种编程语言，它延伸自Fortran 90编程语言，高效能Fortran是为了支援并行计算所创设的编程语言，它使用一种SIMD的运算型态，使运算工作能够进行分拆，并以扩散方式发派到运算阵列中的各颗处理器上，以此达到高效能运算。
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HPF有一种forall语法可以同时更新并行计算中的整组阵列派项，这项语法自Fortran 95之后开始具备，除此之外forall语法也提供建议（或称：提示、指点），建议在并行计算系统中处理器间应如何协同工作。
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[http://wotug.org/parallel/standards/hpf/ Internet Parallel Computing Archive]
  
 
==项目==
 
==项目==
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[[文件:gtk-fortran-logo.png|right|gtk-fortran]]
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[[文件:fortran-wrf-model.jpeg|right|Weather Research and Forecasting Model]]
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*[https://github.com/rabbiabram/awesome-fortran Awesome Fortran] [[image:awesome.png]]
 
*[[GNU Fortran]]
 
*[[GNU Fortran]]
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*[https://www.openradioss.org/ OpenRadioss]
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*[https://github.com/flang-compiler/flang Flang] Front-end for [[LLVM]]
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*[[LLVM]] [https://github.com/llvm/llvm-project/tree/main/flang Flang] is a ground-up implementation of a Fortran front end written in modern C++
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*[https://lfortran.org/ LFortran] Modern interactive [[LLVM]]-based Fortran [[compiler]]
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*[https://fortran-lang.org/packages/ Fortran Packages] A rich ecosystem of high-performance code
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*[https://github.com/fortran-lang/stdlib Fortran Standard Library (stdlib)]
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*[https://github.com/fortran-lang/fpm Fortran Package Manager (fpm)] [https://conda-forge.org/ conda-forge]
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*[https://github.com/mapmeld/fortran-machine Fortran.io] An MVC web stack written in Fortran 90
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*[https://github.com/wavebitscientific/functional-fortran functional-fortran] [[Functional programming]] for modern Fortran.
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*[https://github.com/rabbiabram/awesome-fortran#math-libs Fortran Math Libs]
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*[https://github.com/Reference-LAPACK Lapack @ GitHub]
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*[https://github.com/xianyi/OpenBLAS OpenBLAS]
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*[https://github.com/jerryd/gtk-fortran/wiki GTK-Fortran] 用Fortran来实现GUI
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*[[Code::Blocks]]
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*[https://github.com/Fortran-FOSS-Programmers/FOODIE FOODIE] Fortran Object-Oriented Differential-equations (ODE, PDE) Integration Environment
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*[[Code::Blocks]] IDE for [https://cbfortran.sourceforge.io/ Fortran]
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*[https://github.com/wrf-model Weather Research and Forecasting Model]
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==领域==
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*[[Numerical analysis|数值分析/数值计算]]
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*[[Linear algebra|线性代数]]
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==GPU==
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*[https://developer.nvidia.com/cuda-fortran CUDA Fortran]
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*[http://www.nvidia.cn/object/fortran_cn.html NVIDIA（英伟达）CUDA架构GPU对Fortran语言的支持]
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*[http://www.pgroup.com/resources/cudafortran.htm PGI CUDA Fortran Compiler]
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==培训==
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*[https://www-uxsup.csx.cam.ac.uk/courses/moved.Fortran/ Introduction to Modern Fortran] 完整的幻灯片资料
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*[https://github.com/scivision/fortran2018-examples Fortran 2018 Examples]
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*[https://www.cs.rpi.edu/~szymansk/OOF90/main.html High Performance Object-Oriented Concepts in Fortran 90]
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*[http://www.chem.helsinki.fi/~manninen/fortran2014/ Modern Fortran Programming for Chemists and Physicists]
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*[https://github.com/tkoenig1/coarray-tutorial/blob/main/tutorial.md Coarray tutorial]
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*[https://fs.hlrs.de/projects/par/par_prog_ws/ Parallel Programming Workshop]
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*[https://www.mcs.anl.gov/~itf/dbpp/ Designing and Building Parallel Programs]
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*[https://coarrays.sourceforge.io/doc.html Parallel programming with Fortran 2008 and 2018 coarrays]
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*[https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2008/15361-combining-object-oriented-techniques-co-arrays-fortran.pdf Combining Object-Oriented Techniques with Co-arrays in Fortran 2008]
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==社区==
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*[[灰狐量子实验室]]
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==书籍==
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*[https://cyber.dabamos.de/programming/modernfortran/ 《Programming in Modern Fortran》]A HyperText-based introduction to programming in Fortran 2003, 2008, and 2018 on Unix.
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*《Numerical Recipes in Quantum Information Theory and Quantum Computing: An Adventure in FORTRAN 90》 M.S. Ramkarthik, Payal D. Solanki, 2021
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*[https://www.ce-fortran.com/ 《Introduction to Computational Economics Using Fortran》] Fehr, H. and Kindermann, F.. 2020.[https://github.com/fabiankindermann/ce-fortran/ ce-fortran @ github]
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*[https://netlib.org/lapack/lug/ 《LAPACK Users' Guide Third Edition》]
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*《Modern Fortran: Building Efficient Parallel Applications》 Curcic, M.. 2020.
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*《Modern Fortran Explained Incorporating Fortran 2018》 Michael Metcalf, John Reid, and Malcolm Cohen
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*《Fortran for Scientists and Engineers Fourth Edition》 Stephen J. Chapman
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*《Fortran 2018 with Parallel Programming》 Subrata Ray
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*《 Parallel Programming with Co-arrays》Numrich, R. W.. 2018.
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*《Numerical Methods of Mathematics Implemented in Fortran》 Bose, Sujit Kumar
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*《Scientific Software Development with Fortran》 Dr. Drew A. McCormack
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*《FORTRAN程序设计权威指南》 白海波
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==图集==
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image:Programmers-Reference-Manual-for-Fortran.jpeg|第一本Fortran书籍
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Image:pvf1.jpg|PGI Visual Fortran 2008(高性能Fortran编译器)
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image:gtk-fortran-developing.png|gtk-fortran
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==链接==
 
==链接==
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[[文件:fortranwiki.png|right]]
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*[https://fortran-lang.org/ Fortran Programming Language]
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*[https://www.fortran90.org/ Fortran 90]
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*[http://fortranwiki.org Fortran Wiki]
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*[http://www.fortran.com/ The Fortran Company]
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*[https://www.fortranplus.co.uk/ Fortranplus] 出版了《Introduction to Programming with Fortran Fourth Edition》Springer 2018
 
*[http://krsna.lamost.org/popular/fortran/fortran.htm FORTRAN等计算机高级编程语言的发展历程]
 
*[http://krsna.lamost.org/popular/fortran/fortran.htm FORTRAN等计算机高级编程语言的发展历程]
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*[https://zhuanlan.zhihu.com/modern-fortran 知乎专栏: 现代化的Fortran]
  
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[[category:fortran]]
 
[[category:programming language]]
 
[[category:programming language]]
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[[category:numerical analysis]]
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[[category:mathematics]]
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[[category:physics]]
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[[category:science]]
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[[category:Huihoo Foundation]]

2023年6月22日 (四) 14:50的最后版本

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Fortran

Fortran

目录

[编辑] 简介

在数值计算和高性能计算领域，Fortran语言仍然不可替代。

Lisp 和 Fortran 是目前仍在使用中的两门最古老的编程语言。可能更有意思的是，它们在语言设计的哲学上代表了截然相反的两个极端。Fortran 被发明出来以替代汇编语言。Lisp 被发明出来表述算法。如此截然不同的意图产生了迥异的两门语言，Fortran 使编译器作者的生活更轻松；而 Lisp 则让程序员的生活更舒服。

Fortran是高性能计算开发人员使用的一种主要编程语言。在众多领域中，它是首选编程语言，这些领域包括计算流体动力学（包括天气与海洋建模）、有限元分析、分子动力学以及量子化学。

许多流行的高性能计算软件包最初都是用Fortran语言开发出来的，这些软件随着时间的推移不断得到增强。Fortran编译器让开发人员能够以其母语（Fortran语言）进行编程，从而能够重新编译这些代码，以利用全新的性能与架构特性。

[编辑] 历史

[编辑] 特性

  • Fortran是为了满足数值计算的需求而发展出来的。
  • Fortran语言的最大特性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。
  • 易学，语法严谨。
  • 可以直接对矩阵和复数进行运算，这点MATLAB有继承。
  • 自诞生以来广泛地应用于数值计算领域，积累了大量高效而可靠的软件包。
  • 很多专用的大型数值运算计算机针对Fortran做了优化。
  • 广泛地应用于并行计算和高性能計算领域。
  • Fortran 90，Fortran 95，Fortran 2003的相继推出使Fortran语言具备了现代高级编程语言的一些特性。
  • Fortran 90 的面向对象概念介绍
  • 其矩阵元素采用列式存储优先（Column first），MATLAB也效仿这点，目前最多使用的C语言则采用行式存储优先（Row first）。

[编辑] 标准

ISO/IEC JTC1/SC22/WG5 (Fortran)- WG5工作组负责开发和维护Fortran语言标准

主要版本：Fortran 77, 90, 95, 2003, 2008, 2018, 2023

  • Fortran Proposals
  • Draft Fortran 2023 J3/22-007r1
  • Fortran 2018
  • Fortran 2015 Fortran 2008的增强：与C的互操作和并行处理。
  • Fortran 2008 新功能：Co-array Fortran –并行处理模式，BIT数据类型
  • Fortran 2003 标准引入了与C的标准接口。标准委员会的这个决定释放出明确的信息：Fortran只是作为底层计算密集型任务的编程语言，上层的UI， IO还是由C/C++来做吧。Fortran2015标准将强化与C/C++的接口功能。
  • Fortran 95
  • Fortran 90
  • Fortran 77 1980年，Fortran 77被ISO接纳为国际标准。
  • Fortran 66

[编辑] Fortran包

Fortran Package：List of Fortran numerical libraries

[编辑] HPF

High Performance Fortran（有时简称：HPF）是一种编程语言，它延伸自Fortran 90编程语言，高效能Fortran是为了支援并行计算所创设的编程语言，它使用一种SIMD的运算型态，使运算工作能够进行分拆，并以扩散方式发派到运算阵列中的各颗处理器上，以此达到高效能运算。

HPF有一种forall语法可以同时更新并行计算中的整组阵列派项，这项语法自Fortran 95之后开始具备，除此之外forall语法也提供建议（或称：提示、指点），建议在并行计算系统中处理器间应如何协同工作。

Internet Parallel Computing Archive

[编辑] 项目

gtk-fortran
Weather Research and Forecasting Model

[编辑] 领域

[编辑] GPU

[编辑] 培训

[编辑] 社区

[编辑] 书籍

  • 《Programming in Modern Fortran》A HyperText-based introduction to programming in Fortran 2003, 2008, and 2018 on Unix.
  • 《Numerical Recipes in Quantum Information Theory and Quantum Computing: An Adventure in FORTRAN 90》 M.S. Ramkarthik, Payal D. Solanki, 2021
  • 《Introduction to Computational Economics Using Fortran》 Fehr, H. and Kindermann, F.. 2020.ce-fortran @ github
  • 《LAPACK Users' Guide Third Edition》
  • 《Modern Fortran: Building Efficient Parallel Applications》 Curcic, M.. 2020.
  • 《Modern Fortran Explained Incorporating Fortran 2018》 Michael Metcalf, John Reid, and Malcolm Cohen
  • 《Fortran for Scientists and Engineers Fourth Edition》 Stephen J. Chapman
  • 《Fortran 2018 with Parallel Programming》 Subrata Ray
  • 《 Parallel Programming with Co-arrays》Numrich, R. W.. 2018.
  • 《Numerical Methods of Mathematics Implemented in Fortran》 Bose, Sujit Kumar
  • 《Scientific Software Development with Fortran》 Dr. Drew A. McCormack
  • 《FORTRAN程序设计权威指南》 白海波

[编辑] 图集

  • 第一本Fortran书籍

  • PGI Visual Fortran 2008(高性能Fortran编译器)

  • gtk-fortran

[编辑] 链接

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