大气、地球物理很多经典模型都提供了Fortran77源码，为了使用这些模型，学习Fortran77编程是有必要的。
（1）适用于工程及科学计算的一种高级程序设计语言
（2）1951年由约翰·贝克斯等人开始研究Fortran语言；
（3）1957年第一个Fortran程序在IBM704机上运行；
（4）1958和1962年先后推出FortranⅡ和FortranⅣ；
（5）1966和1978年先后颁布Fortran66
Fortran奠定了高级语言发展的基础。Fortran的主要版本及差别按其发展历史，Fortran编译器的版本其实很多。现在在广泛使用的是Fortran77和Fortran90（另外，现在还有95、2003和2008版本）。Fortran77和Fortran90的区别：
Fortran77： 也称固定格式（fixed format），程序代码扩展名：.f或.for
Fortran90：自由格式（free format）， 扩展名：.f90
（1）不分大小写
（2）每句末尾不必要写分号
（3）程序代码命令间的空格没有意义
（4）不像C，Fortran不使用{ }
（5）数据类型多出了复数和逻辑判断类型。比如复数类型
（6）多出了乘幂运算（**）。乘幂除了整数还可以是实数形式。如开方，开立方
（7）数组有一些整体操作的功能；可以方便的对部分元素进行操作
（8）有些情况下可以声明大小待定的数组，很实用的功能
Fortran 程序的基本结构：
（1）一个 Fortran 源程序由一个或多个程序单位组成，每个独立的程序单位以"end"语句结束。
（2）每个程序单位包括若干行（不能一行写多条语句，但可以几行写一条语句）。
（3）语句前可不设标号，也可根据需要设标号。
（4）各类语句在程序单位中的位置有一定规则。
（5）程序必须按规定格式书写。
Fortran77 源程序必须按以下格式书写：
（1）每行只能在 80 列内书写，并把 80 列分为 4 个区。
（2）1～5 列：标号区（ 1～5 位整数；第 1 列为"*"或"c"时，为注释行）
（3）第 6 列：续行标志区（非空格或非零字符；最多 19 个续行）
（4）7～72 列：语句区（书写语句；一行只能写一条语句）
（5）73～80 列：语句注释区（一般作编号注释）
Fortran 处理六种类型：
（1）整型（Integer）
（2）实型（Real）
（3）双精度（Double precision）
（4）复型（Complex）
（5）逻辑型（Logical）
（6）字符型（Character）
（1）变量名的第一个字符必须是字母；
（2）在第一个字符后可跟 1～5 个字母或数字。如：x，m1，total，k123，…
注意几点：
（1）变量名不区分大小写字母。如：TOTAL，Total，total 代表同一变量
（2）变量名中的空格不起作用。如：abc，a bc，ab c，a b c 代表同一变量
（3）允许变量名与语言中具有特定含义的字（“保留字”）同名。但建议不要使用。如：sin、read、end …
（4）尽量"见名知义"，如:root、aver、result 等
（5）它不能超过31个字符。
以 i、j、k、l、m、n 开头的变量为整型变量，以其它字母开头的变量为实型变量（“I～N 规则”）如：
imax，m5，number，... 为整型变量；
v，h2，aver，... 为实型变量。
注：方便，但只能用来区分整型与实型。
可以用 IMPLICIT 语句将某一字母开头的全部变量指定为所需的类型，还可以用一个 IMPLICIT 语句同时指定几种类型。例如：
implicit integer (a，c，t-v)
implicit real (i，j)
implicit integer (a，b)，real(i,k)，integer (x-z)
变量在类型声明语句中的程序（或子程序）的开头声明。 变量声明的语法如下：
type-specifier :: variable_name
例如 (For example)
integer :: total
real :: average
complex :: cx
logical :: done
character(len = 80) :: message ! a string of 80 characters
稍后您可以为这些变量赋值，例如，
total = 20000
average = 1666.67
done = .true.
message = “A big Hello from IOWIKI”
cx = (3.0, 5.0) ! cx = 3.0 + 5.0i
您还可以使用内部函数cmplx,将值赋给复杂变量 -
cx = cmplx (1.0/2.0, -7.0) ! cx = 0.5 – 7.0i
cx = cmplx (x, y) ! cx = x + yi
字符类型
字符类型存储字符和字符串。 字符串的长度可以由len说明符指定。 如果未指定长度，则为1。
character (len = 40) :: name
name = “Zara Ali”
按照国际惯例，写第一个Fortran程序，“Hello world”。保存为hello.f
program HelloWorld
print *,'Hello,World!'
read(*,*)
end
注意：如果是f90直接忽略代码前面的空格，f77编码必须如上，否则无法编译通过。
Fortran程序由一组程序单元组成，如主程序，模块和外部子程序或过程。每个程序包含一个主程序，可能包含也可能不包含其他程序单元。 主程序的语法如下 -
program program_name
implicit none
! type declaration statements
! executable statements
end program program_name
请注意 ：
implicit none，此语句将关闭隐式类型。前提需要安装好Fortran开发环境。
在终端中输入
gfortran hello.f -o hello
如果是windows系统这样就会生成一个hello.exe程序，如果是linux系统就会生成一个不带后缀名的hello可执行程序。执行结果，在终端中输入
./hello.exe
或者
./hello
每个程序包含一个主程序，可能包含也可能不包含其他程序单元。 主程序的语法如下：
! 所有Fortran程序都以关键字program开头，以关键字end program,后跟end program,名称。
! implicit none语句允许编译器检查是否正确声明了所有变量类型。 您必须始终在每个程序的开头使用implicit none 。
! Fortran中的注释以感叹号（!）开头，因为编译器会忽略此后的所有字符（字符串除外）。
! print *命令在屏幕上显示数据。
! 压缩代码行是保持程序可读性的好方法。
! Fortran允许使用大写和小写字母。 除字符串文字外，Fortran不区分大小写。
program program_name
! 关闭隐式类型
implicit none
! type declaration statements
! executable statements
print *,"Hello,World!"
read(*,*)
end program program_name
让我们编写一个程序，添加两个数字并打印结果 ：
program addNumbers
! This simple program adds two numbers
implicit none
! Type declarations
real :: a, b, result
! Executable statements
a = 12.0
b = 15.0
result = a + b
print *, 'The total is ', result
end program addNumbers
以下示例演示了屏幕上的变量声明，分配和显示 -
program variableTesting
implicit none
! declaring variables 变量声明
integer :: total
real :: average
complex :: cx
logical :: done
character(len=80) :: message ! a string of 80 characters
!assigning values 赋值
total = 20000
average = 1666.67
done = .true.
message = "A big Hello from IOWIKI"
cx = (3.0, 5.0) ! cx = 3.0 + 5.0i
Print *, total
Print *, average
Print *, cx
Print *, done
Print *, message
end program variableTesting
常量是指程序在执行期间无法更改的固定值。命名常量具有值和名称。命名常量应在程序或过程的开头声明，就像变量类型声明一样，指示其名称和类型。使用parameter属性声明命名常量。例如，
以下程序计算重力作用下垂直运动引起的位移。
real, parameter :: pi = 3.1415927
program gravitationalDisp
! this program calculates vertical motion under gravity
implicit none
! gravitational acceleration
real, parameter :: g = 9.81
! variable declaration
real :: s ! displacement
real :: t ! time
real :: u ! initial speed
! assigning values
t = 5.0
u = 50
! displacement
s = u * t - g * (t**2) / 2
! output
print *, "Time = ", t
print *, 'Displacement = ',s
end program gravitationalDisp
Fortran提供以下类型的运算符 ：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符。
下表显示了Fortran支持的所有算术运算符。 假设变量A=5，变量B=3然后
| 操作 | 描述 | 值 |
|---|---|---|
| + | 加法运算符，添加两个操作数。 | A + B将给出8 |
| - | 减法运算符，从第一个减去第二个操作数。 | A - B将给2 |
| * | 乘法运算符，将两个操作数相乘。 | A * B将给出15 |
| / | 除法运算符，用除分子除分子。 | A/B将给1 |
| ** | 指数运算符，将一个操作数提升到另一个操作数。 | A ** B将给出125 |
! 尝试以下示例来了解Fortran中可用的所有算术运算符 -
program arithmeticOp
! this program performs arithmetic calculation
implicit none
! variable declaration
integer :: a, b, c
! assigning values
a = 5
b = 3
! Exponentiation
c = a ** b
! output
print *, "c = ", c
! Multiplication
c = a * b
! output
print *, "c = ", c
! Division
c = a/b
! output
print *, "c = ", c
! Addition
c = a + b
! output
print *, "c = ", c
! Subtraction
c = a - b
! output
print *, "c = ", c
end program arithmeticOp
下表显示了Fortran支持的所有关系运算符。 假设变量A=10，变量B=20，则
| 操作 | 符号 | 描述 | 结果 |
|---|---|---|---|
| == | .eq. | 检查两个操作数的值是否相等，如果是，则条件变为真。 | （A == B）不是真的。 |
| /= | .ne. | 检查两个操作数的值是否相等，如果值不相等则条件变为真。 | （A！= B）是真的。 |
| > | .gt. | 检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是，则条件变为真。 | （A> B）不是真的。 |
| < | .lt. | 检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是，则条件变为真。 | (A < B) 为真 |
| >= | .ge. | 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是，则条件变为真。 | （A> = B）不是真的。 |
| <= | .le. | 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是，则条件变为真。 | （A <= B）是真的。 |
Fortran中的逻辑运算符仅适用于逻辑值.true 和.false。
下表显示了Fortran支持的所有逻辑运算符。 假设变量A .true。 变量B .false。 那么 -
| 操作 | 描述 | 结果 |
|---|---|---|
| .and. | 称为逻辑AND运算符。 如果两个操作数都不为零，则条件成立。 | （A.and.B）是假的。 |
| .or. | 称为逻辑OR运算符。 如果两个操作数中的任何一个非零，则条件变为真。 | （A.or.B）是真的。 |
| .not. | 称为逻辑非运算符。 用于反转其操作数的逻辑状态。 如果条件为真，则Logical NOT运算符将为false。 | ！（A.not.B）是真的。 |
| .eqv. | 称为逻辑等效运算符。 用于检查两个逻辑值的等效性。 | （A .eqv.B）是假的。 |
| .neqv. | 称为逻辑非等价运算符。 用于检查两个逻辑值的非等价性。 | （A .neqv.B）是真的。 |
program logicalOp
! this program checks logical operators
implicit none
! variable declaration
logical :: a, b
! assigning values
a = .true.
b = .false.
if (a .and. b) then
print *, "Line 1 - Condition is true"
else
print *, "Line 1 - Condition is false"
end if
if (a .or. b) then
print *, "Line 2 - Condition is true"
else
print *, "Line 2 - Condition is false"
end if
! changing values
a = .false.
b = .true.
if (.not.(a .and. b)) then
print *, "Line 3 - Condition is true"
else
print *, "Line 3 - Condition is false"
end if
if (b .neqv. a) then
print *, "Line 4 - Condition is true"
else
print *, "Line 4 - Condition is false"
end if
if (b .eqv. a) then
print *, "Line 5 - Condition is true"
else
print *, "Line 5 - Condition is false"
end if
end program logicalOp
运算符优先级确定表达式中的术语分组。 这会影响表达式的计算方式。 某些运算符的优先级高于其他运算符; 例如，乘法运算符的优先级高于加法运算符。
program precedenceOp
! this program checks logical operators
implicit none
! variable declaration
integer :: a, b, c, d, e
! assigning values
a = 20
b = 10
c = 15
d = 5
e = (a + b) * c/d ! ( 30 * 15 )/5
print *, "Value of (a + b) * c/d is : ", e
e = ((a + b) * c)/d ! (30 * 15 )/5
print *, "Value of ((a + b) * c)/d is : ", e
e = (a + b) * (c/d); ! (30) * (15/5)
print *, "Value of (a + b) * (c/d) is : ", e
e = a + (b * c)/d; ! 20 + (150/5)
print *, "Value of a + (b * c)/d is : " , e
end program precedenceOp