MATLAB与FORTRAN语言互调用接口的实现_中华文本库
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ＭＡＴＬＡＢ与ＦＯＲＴＲＡＮ语言互调用疆口昀实坝
ＭＡＴＬＡＢ应用程序接口为用户提供了一个功能完善的函数 库，它包含了大量的ＭＡ，Ｉ＇ＬＡＢ与ＦＯＲＴＲＡＮ语言之间的接口 函数，这些接口函数是ＭＡⅡＡＢ的一个非常重要的组成部 分。通过它不仅可以在ＭＡＴＬＡＢ下以动态链接库的形式调用 ＦＯＲＴＲＡＮ语言编写的子程序，而且可以在ＦＯＲＴＲＡＮ语言中 调用ＭＡＴＬＡＢ的大量函数，将ＭＡＴＬＡＢ作为一个计算引擎， 同时还能够完成ＭＡｌＬＡＢ与外界必要的数据交换，极大地增 强了ＭＡＴＬＡＢ的灵活性。
成，分别用于完成不同的任务： ２．１入口子程序 入口子程序起链接ＦＯＲＴＲＡＮ语言计算子程序与ＭＡＴＬＡＢ 系统的作用，是实现ＭＡｌｌＬＡＢ与ＦＯＲＴＲＡＮ混合编程所必须 的。 人口子例行程序的名字为ｍｅｘＦｕｎｃｔｉｏｎ，拥有四个虚拟参 数，分别为ｐｒｈｓ、ｎｒｈｓ、ｐｌｈｓ和ｎｌｈｓ，其中ｐｒＩｌｓ为一个用来存 放输入参数地址的整数数组，该数组的数组元素按顺序包含了 所有的输入参数的地址；ｎｒｈｓ为整数类型，它标明了输人参数 的个数；ｐｌｈｓ为一个用来存放输出参数地址的整数数组，该数＼ 组的数组元素按顺序包含了所有的输出参数的地址；ｎｌｈｓ则标 明了输出参数的个数，为整数类型。入口子程序的具体的使用 格式如下： ｃ入口子程序
ｓｕｂｍｕｔｉｎｅ
?、ＭＡＴＬＡＢ与ＦＯＲＴＲＡＮ语言的接口规范
ＭＡＴＬＡＢ
ＭＥｘ文件是ＭＡＴＬＡＢ系统的外部程序调用接
口。ＭＥｘ文件在ＭＡＴＬＡＢ系统中像调用ＭＡ’眦Ｂ的内建函数
一样调用已经存在的用ＦＯＲＴｍ～Ｎ语言编写完成的算法，这样 可以使用ＦＯＲＴＲＡＮ语言进行算法设计，然后在ＭＡＴＬＡＢ环 境下调用，提高ＭＡＴＬＡＢ环境中数据处理的效率，通过ＭＥｘ 文件用户可以直接对硬件进行编程，拓展了ＭＡＴＬＡＢ的应用 领域。 要编译生成ＭＥｘ文件，系统必须已经安装ＭＡＴＬＡＢ应用 程序接口组件及其相应的工具，所使用的ＦＯＲＴＲＡＮ语言编译 器必须支持３２位的ｗｉｎｄｏｗｓ动态链接库（ＤＬＬ）。而且必须 在ＭＡＴＬＡＢ环境下逐步完成以下的配置：首先，在ＭＡＴＬＡＢ 命令提示符下键人配置命令
？ｍｅｘ—ｓｅｔｕｐ
ｍｅｘＦｕｎｃｔｉｏｎ（ｎｌｈｓ，ｐｌｈｓ，ｎｒｈｓ，ｐｒｈｓ）
ｃ参数声明：
ｉｎｔｅｇｅｒ
ｐｌｈｓ（｝），ｐｒｈｓ（＋）
ｉｎｔｅｇｅｒ ｎｌｈｓ，ｎｒｈｓ
ｃ调用ＡＰ
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Fortran，亦译为福传，源自于“公式翻译”（：Formula Translation）的缩写，是一种。1957年由开发出，是世界上第一个被正式采用并流传至今的。
一架曾由（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）操作的古老。
FORTRAN发明的年代还没有键盘与屏幕，代码必须使用打卡机打在打孔卡（punch card）上。图中显卡片上的1-5行、第6行与73-80行被使用过。
Fortran语言是为了满足的需求而发展出来的。1953年12月，IBM公司工程师（J. Backus）因深深体会编写程序很困难，而写了一份备忘录给董事长：）（Cuthbert Hurd），建议为IBM704系统设计全新的电脑语言以提升开发效率。当时IBM公司的顾问强烈反对，因为他认为不切实际而且根本不必要。但赫德批准了这项计划。1957年，开发出第一套FORTRAN语言，在IBM704电脑上运作。历史上第一支FORTRAN编程在的西屋贝地斯核电厂试验。日星期五的下午，一位IBM软件工程师决定在电厂内编译第一支FORTRAN编程，当代码输入后，经过编译，打印机列出一行消息：“源程序错误……右侧括号后面没有逗号”，这让现场人员都感到讶异，修正这个错误后，打印机输出了正确结果。而因此意外地成为FORTRAN的第一个商业用户。1958年推出FORTRAN Ⅱ，几年后又推出FORTRAN Ⅲ，1962年推出FORTRAN Ⅳ后，开始广泛被使用。
1966年，制定了Fortran（x3.9-1966，也就是Fortran 66）和Fortran（x3.10-1966）标准。这时Fortran语言还不是结构化的程序设计语言。
1976年，重新对Fortran（x3.9-1966）进行了评估，公布了新的Fortran标准，也就是Fortran 77。Fortran 77是具有结构化特性的编程语言。Fortran77在短时间内获取了巨大的成功，广泛地应用于科学和工程计算，几乎统治了领域。
1980年，Fortran 77被ISO接纳为国际标准。
1991年发布的Fortran 90大幅改进了旧版Fortran的型式，加入了对象导向的观念与提供指针，并同时加强的功能。
Fortran后来又陆续推出Fortran 95、Fortran 2003等更新版本。
最早的FORTRAN版本应用于IBM 704系统上，包含了32种语句，包括：
DIMENSION和EQUIVALENCE语句
三态算术IF语句。
以IF这个陈述式检查例外情况（ACCUMULATOR OVERFLOW, QUOTIENT OVERFLOW和DIVIDE CHECK）；IF语句以处理
GOTO，计算的GOTO，ASSIGN，和赋值GOTO
格式化的输入与输出（Formatted I/O）: FORMAT, READ, READ INPUT TAPE, WRITE, WRITE OUTPUT TAPE, PRINT和PUNCH
非格式化的输入与输出（Unformatted I/O）: READ TAPE, READ DRUM, WRITE TAPE和WRITE DRUM
其他的输入与输出：END FILE, REWIND，和BACKSPACE
PAUSE, STOP，和CONTINUE
FREQUENCY语句（为编译器提供帮助）
1958年IBM又推出FORTRAN II.支持用户撰写副编程（subroutines）以及函数（functions）。有六个新陈述如下：
SUBROUTINE, FUNCTION，和END
CALL和RETURN
接下来的几年内，FORTRAN II继续又支持DOUBLE PRECISION和COMPLEX等数据型态（data types）。
IBM继续开发FORTRAN III至1958年时已可以内置码并新增其它功能；然而这个版本却从未推出。有如704 FORTRAN和FORTRAN II、FORTRAN III等的开发过程包含了过多的机器相依性（machine-dependent），造成代码不易移植到其他机器上的问题。早期提供FORTRAN版本的厂商经常为此所苦
一张Fortran代码表，程序员准备将上面写的代码用打卡机转录到卡片上。现在，这种方式已经被不再使用。
自1961年开始，由于客户的强烈要求，IBM开始发展FORTRAN IV，目的在于移除一些FORTRAN II中过于依赖机器本身的代码（例如：READ INPUT TAPE）同时新增一些新的功能，如LOGICAL数据类型。（TRUE或者FALSE）与逻辑IF语句则取代了算术IF语句。FORTRAN IV于1962年推出，最早应用于（"Stretch"）计算机之上，以及其接续的和版本。
早期的FORTRAN语言发展史上最重要的一件大事也许是美国标准协会（American Standards Association，即今日的）的委员们开始为FORTRAN制定标准规格，名为"American Standard Fortran." 1966年委员会推出两套FORTRAN标准版本，分别定义成FORTRAN（基于FORTRAN IV，用来应付de facto标准）和Basic FORTRAN（基于FORTRAN II，并且移除其平台依赖性）。FORTRAN第一套标准后来被称为FORTRAN 66（大家仍习惯称之为FORTRAN IV）。FORTRAN 66有效的成功第一套工业标准版的FORTRAN。其功能如下：
主程序，SUBROUTINE，FUNCTION和BLOCK DATA程序单元
INTEGER, REAL, DOUBLE PRECISION, COMPLEX和LOGICAL数据类型
COMMON, DIMENSION和EQUIVALENCE语句
DATA语句用以指定初始值
内部和EXTERNAL（例如库）函数
GOTO，赋值GOTO和计算GOTO语句
逻辑IF和算术（三态）IF语句
READ, WRITE, BACKSPACE, REWIND和ENDFILE语句以处理顺序读写
FORMAT语句
CALL, RETURN, PAUSE和STOP语句
DATA和FORMAT语句中的，作为子程序的实际参数
最长六个字母的标识符
在FORTRAN 66标准推出之后，各家编译器厂商不断推出更具扩充性的标准FORTRAN（"Standard Fortran"），这使得ANSI于1969年开始着手于1966标准版本的修正工作。最后定稿于1977年，1978年四月正式推出FORTRAN。新的标准规格也就是著名的FORTRAN 77，这个版本是基于FORTRAN 66之上新增许多功能，弥补过去的缺点：
CHARACTER数据类型，极大地扩展了的字符输入和输出以及对基于字符的数据进行处理的工具
IMPLICIT语句
IF语句块，以及可选的ELSE和ELSE IF从句，提供改进了的对的语言支持。
OPEN，CLOSE和INQUIRE语句以改进I/O能力
直接访问文件I/O
PARAMETER语句以指定常数
SAVE语句以保存本地变量
内部函数的通用名称
1978年推出了一个重要的版本FORTRAN 77是为MIL-STD-1753 Release版。这个规格由美国国防部制定，这个标准化的FORTRAN 77编译器并未引入ANSI FORTRAN 77标准。一些新功能最终合并到Fortran 90标准版。
DO WHILE和END DO语句
INCLUDE语句
IMPLICIT NONE变量，用于IMPLICIT语句
内部函数，基于类似的包含在中的函数
1991年推出 1003.9 标准版，为Fortran-77的编程人员提供了POSIX system上的调用。有超过一百种功能调用被定义在文件上。允许访问POSIX-兼容的进程控制（process control）、信号获取（signal handling）、文件系统控制（file system control）、设备控制（device control）、程序指定（procedure pointing），以及数据流的输入与输出（stream I/O）。
由于成功的修正了FORTRAN 77发展流程，使得原本过于缓慢重复的程序设计可以顺利的应付计算机领域迅速的变化。同时，作为将近15年的“标准FORTRAN”，FORTRAN 77成为历史上最重要的一套电脑语言。
FORTRAN 77的被严重推迟的后续版本，非正式名称是Fortran 90，最终于1992年作为ANSI标准发表。这一大版本添加了许多新特性以反映自1978年标准以来发展的在编程方面显著的变化：
，以及小写的Fortran关键字
，将有关联的和数据组合在一起，使它们可以被其它程序单元调用，包括允许限制一些模块的特定部分访问。
极大地改善了参数传递机制，允许在编译时检查
通用过程的用户自定义接口
派生／数据类型
新的数据类型定义语法，以指定数据类型和变量的其它属性
可以在表达式和赋值语句中按整体操作数组（或数组节），由此极大地简化了数学和工程计算。这些特性包括整体、部分和通配的数组赋值（比如用WHERE语句作选择性赋值），数组常数和表达式，用户定义的数组函数和数组构造。
通过ALLOCATABLE属性和ALLOCATE和DEALLOCATE语句
属性，指针赋值和NULLIFY语句以便于创建和操作动态
CASE结构以用于多路选择
EXIT和CYCLE语句以用于在按顺序地"跳出"正常的DO循环重复
最长31个字符的标识符
用户可控制的可定义的数字精度
新的和增强的内部过程
Fortran 95仅是一个小改版，大部份修正了Fortran 90 standard一些较为显著的问题。虽然如此，Fortran 95仍有不少的扩充，尤其是在的规格：
FOR ALL和嵌套的WHERE结构以帮助矢量化
用户定义的PURE和ELEMENTAL过程
Fortran 95的一个重要补充是技术报告，非正式名称是可分配的TR。这一标准定义了ALLOCATABLE数组的增强的应用，先于与完全的Fortran 2003兼容的Fortran编译器，以供使用。这些使用包括在过程伪参数列表中以及将函数返回值使用ALLOCATABLE数组作为派生的类型组件。（ALLOCATABLE数组比基于POINTER的数组更受欢迎，因为ALLOCATABLE数组是由Fortran 95保证的，当它们退出范围时会被自动释放掉，避免了的可能性。另外，也不再是优化数组引用时的一个问题，可以使编译器生成比用指针时更快的代码。）
Fortran 95的第二个补充是技术报告，非正式名称是IEEE TR。这一标准定义了对和的支持。
Fortran 2003有着更大幅度的改版。 的官方网站有关于Fortran 2003新特性的详细总结，并有PDF或者可供直接下载。
据该文所述，本版本的主要改进包括：
增强了派生类型：带参数的派生类型，改善了控制的可操作性，改善了结构化的创建和释放。
支持：，，动态类型分配，以及类型绑定过程。
改善了数据操作：可分配的组件（编入IEEE TR 15581），延期的类型参数，，在数组构造和分配语句中显式定义类型，增强的指针，扩展的初始化表达式，增强的内部过程。
增强的输入／输出：传输，流访问，用户指定派生类型的传输操作，用户在格式转换时指定舍入控制，为连接前单元指定常数，FLUSH语句，关键字的规范，访问错误信息。
支持和（编入IEEE TR 15580）。
与的交互性
支持国际化：访问4字节字符和在格式化的数字输入／输出中选择数字或者逗号。
与宿主操作系统增强的集成：访问参数，和处理器错误信息。
Fortran 2003之后的下一个版本是Fortran 2008.一如Fortran 95,这只是一个小改版，略微更正了Fortran 2003的一些问题，并且合并了TR-19767的语言功能。
如同February 2007，新的功能包括了
–并行处理模式
2007年8月，数据型态BIT被删除了。2008年2月，Coarrays的项目已缩小，仅有Parallel I/O，而研发团队也被裁员了。
Fortran语言的最大特性是接近的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率。
易学，语法严谨。
可以直接对和进行运算，这点有继承。
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。
很多专用的大型数值运算计算机针对Fortran做了优化。
广泛地应用于和领域。
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。
其矩阵元素在记忆空间存储顺序是采用（Column first），也承袭这点，目前最多使用的则采用（Row first）。
下面是一个在标准输出设备上输出的简单程序，这种程序通常作为开始学习编程语言时的第一个程序：
以Fortran 90/95自由格式的写法为例
! 驚嘆號之後是註解
program main ! 這行可以省略，但是寫大程式的時候會發生混亂
write (*,*) "hello, world!" ! 第一個* 表示輸出縮排使用內定值，第二個* 表示不指定輸出格式
write (unit = *, fmt = * ) "hello, world!" ! 做和上一行一樣的事
stop ! 這行代表程式結束，可以省略
end program main ! end之後的program main也可以省略，但寫上是比較嚴謹
Windows操作系统下：
Visual Fortran系列
Fortran Power Station 4.0（FPS 4.0），开发的Fortran编译器。1997年3月转让给。
Digital Visual Fortran（DVF），Fortran Power Station的DEC公司版本，版本号为5.0.x ~ 6.0.x。1998年1月，DEC公司被收购，Digital Visual Fortran更名为Compaq Visual Fortran。
Compaq Visual Fortran（CVF），上述DVF的进一步发展，版本号6.5.x ~ 6.6.B。2002年5月康柏公司已并入，但仍然称为Compaq Visual Fortran，版本号升级到6.6.C。
Intel Fortran，开发的Fortran编译器。事实上，惠普购买了Compaq的Fortran编译器技术之后不久，便留下了用于／系统的相关技术，而将平台上的Fortran编译器相关权利全部转售给Intel。因此从CVF 6.6.C之后，Windows平台下的Visual Fortran编译器就改由Intel生产和销售了，（需要Visual Studio外壳的支持才能实现Visual IDE功能，Intel只提供命令行界面的编译器内核）。在Intel手上的版本编号从7.0开始至现在。
Lahey Fortran
Absoft Fortran
OpenWatcom
Silverfrost FTN95，个人用户可免费使用的Fortran 95编译器包。支持编译为Win32或.NET可执行程序，内置名为Plato的IDE，也可通过插件支持，调试器使用SDBG。
Linux操作系统下：
PGI Fortran
g77，GNU的Fortran 77编译器，集成在中。
gfortran，GNU的最新的Fortran编译器，集成在GCC 4.x中，目的是支持Fortran 95和一部分Fortran 2003的功能，以替代G77。
Intel Fortran
Absoft Fortran
g95，跟GFORTRAN同为开放源代码的Fortran 95编译器。
几个著名的Fortran Package：
IMSL--国际数学和统计链接库
MKL--Intel数学核心库
NAG--NAG数学库
BLAS--Basic Linear Algebra Subroutines
LAPACK--Linear Algebra PACKage
注意：通常人们会认为这一语句对应于IBM 704上的一个三态分支指令。但事实并非如此，704的分支指令只包含了一个目标地址（例如，TZE - 转换AC为零，TNZ - 转换AC为非零，TPL - 转换AC为加，TMI - 转换AC为减）。机器（以及它的后继者如）确实有一个三态跳转指令（CAS - 比较AC与存储），那可能是这一说法的最初起源，但是用这一指令来执行IF的话，会消耗4个指令词，需要把常数零放入存储中，然后执行三个机器循环，而如果使用转换指令来实现IF的话，只需要1到3个指令词就够了，不需要将常数存入存储，只需要1到3个机器循环来执行。一个优化的编译器如FORTRAN最有可能采用的是更精简的和通常来说更快的转换指令，而不是比较指令（使用指换指令同时也允许FREQUENCY语句来优化IF，而如果使用比较指令的话则无法实现）。同时，比较指令还将-0和+0认为是不同的值，而转换零和转换非零语句将它们视为相同的值。
FORTRAN中的FREQUENCY最初是被用来给算术IF语句的三种分支状态给出可能性的，以供选择代码生成的方式以及生成的代码的基本块的顺序，在全局优化时，会在内存中安排以便于优化。第一个FORTRAN编译器使用这一权重法来在编译时作运行时生成代码的。在当时来说是非常复杂的。这一技术最初记载于1957年的一篇关于第一个FORTRAN编译器实现的文章中，作者是J. Backus等人。许多年之后，FREQUENCY语句对代码已经没有作用了，就被作为注释语句对待了，因为编译器不再作这种编译时模拟了。 以下摘自1957的论文："FORTRAN自动编码系统"，作者：Backus等人，FREQUENCY语句和它在编译时运行时的用法，以优化生成的代码。引文：
The fundamental uni a basic block is a stretch of program which has a single entry point and a single exit point. The purpose of section 4 is to prepare for section 5 a table of predecessors (PRED table) which enumerates the basic blocks and lists for every basic block each of the basic blocks which can be its immediate predecessor in flow, together with the absolute frequency of each such basic block link. This table is obtained by an actual "execution" of the program in Monte-Carlo fashion, in which the outcome of conditional transfers arising out of IF-type statements and computed GO TO'S is determined by a random number generator suitably weighted according to whatever FREQUENCY statements have been provided.
这份报告中有一个完整列表，可查阅于PDF (24.2 KB).
-专用的Fortran编程语言
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