FORTRAN 77

작성자

익명

작성일

2025.09.11

조회수

버전

FORTRAN 77 ANSI 표준 고정 형식 수치 해석 고성능 컴퓨팅

FORTRAN 7

개요

FORTRAN 7은 FORTRAN(*mula slation의 약자) 계열의 프로그래밍어 중 하나로, 1978년에 공식적으로 미국국립표준협회(American National Standards, ANSI)에 의해 표준화된 버전. 공식 명칭은 ANSI X3.9-197이며, 일반적으로 FORTRAN 77*이라고 불린다. 이 언어는 1966년에 표준화된 FORTRAN 66의 후속 버전으로, 과학 기술 계산 및 수치 해석 분야에서 널리 사용되었으며, 고성능 컴퓨팅(HPC)의 기초를 다진 중요한 언어로 평가받는다.

FORTRAN 77은 구조적 프로그래밍의 일부 요소를 도입하면서도 여전히 명령형 프로그래밍 패러다임에 기반을 두며, 특히 배열 연산과 수학적 계산에 최적화되어 있다. 20세기 후반까지 공학, 물리학, 기후 모델링, 항공우주 등 다양한 분야에서 주요 개발 언어로 사용되었다.

역사적 배경

FORTRAN의 발전 과정

FORTRAN은 1957년 IBM에서 최초로 개발된 고급 프로그래밍 언어로, 수학 공식을 컴퓨터 코드로 변환하는 데 초점을 맞추었다. 이후 FORTRAN II, FORTRAN IV를 거쳐 1966년 FORTRAN 66이 ANSI 표준으로 채택되었다. 그러나 FORTRAN 66은 언어 기능이 제한적이고, 다양한 컴파일러 간 호환성 문제가 존재했다.

이러한 문제를 해결하고 현대적인 프로그래밍 요구에 부응하기 위해 ANSI는 1978년 새로운 표준인 FORTRAN 77을 발표하였다. 이는 전 세계적으로 널리 수용되었으며, 1980년대와 1990년대 초반까지 과학 컴퓨팅 분야의 사실상 표준 언어로 자리 잡았다.

FORTRAN 77의 의의

FORTRAN 77은 다음과 같은 중요한 발전을 이루었다: - 구조적 제어 흐름의 도입 (DO 루프의 개선, [IF-THEN-ELSE](/doc/%EA%B8%B0%EC%88%A0/%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D/%EC%A0%9C%EC%96%B4%20%EA%B5%AC%EC%A1%B0/IF-THEN-ELSE) 블록 지원) - 문자열 처리 기능 추가 - 로컬 변수와 서브루틴 강화 - 입출력(I/O) 기능의 확장

이러한 개선은 프로그래머가 더 명확하고 유지보수하기 쉬운 코드를 작성할 수 있도록 도왔다.

주요 언어 특징

1. 고정 형식(Fixed-Format) 소스 코드

FORTRAN 77은 고정 형식(Fixed Format)을 사용한다. 이 형식은 소스 코드의 각 줄이 특정한 위치에 따라 의미를 갖는 구조로, 다음과 같은 규칙을 따른다:

열 위치	의미
1–5	라벨(Label)
6	연속 라인 표시(공백이면 명령문 시작, 다른 문자면 이전 줄의 연속)
7–72	명령문 본문
73–80	식별자 또는 주석(대부분 무시됨)

예시:

      PROGRAM HELLO
      PRINT *, 'Hello, World!'
      END

참고: 6열에 문자를 넣으면 이전 줄의 연속으로 간주된다. 예를 들어, 긴 명령문을 여러 줄에 걸쳐 쓸 때 6열에 문자(*, + 등)를 넣어 연결한다.

2. 변수 선언 및 데이터 타입

FORTRAN 77은 기본적으로 암시적 타입 지정(Implicit Typing)을 사용한다: - 변수 이름이 I, J, K, L, M, N으로 시작하면 정수(INTEGER) - 그 외는 실수(REAL)

하지만 [IMPLICIT NONE](/doc/%EA%B8%B0%EC%88%A0/%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D/%ED%83%80%EC%9E%85%20%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C/IMPLICIT%20NONE) 문이 없으므로, 명시적인 변수 선언을 권장한다.

      INTEGER A, B, C
      REAL X, Y
      CHARACTER*20 NAME

CHARACTER*20은 최대 20자 길이의 문자열을 의미한다.

3. 제어 구조

조건문

FORTRAN 77은 IF 문을 지원하며, THEN, ELSE, ENDIF를 사용하여 블록 구조를 형성할 수 있다.

      IF (X .GT. 0.0) THEN
          Y = SQRT(X)
      ELSE
          PRINT *, 'X must be non-negative'
      ENDIF

비교 연산자는 .GT.(greater than), .LT.(less than), .EQ.(equal) 등 점으로 감싼 형태를 사용한다.

반복문

DO 루프는 FORTRAN의 핵심 반복 구조이다.

      DO 10 I = 1, 10
          PRINT *, I
   10   CONTINUE

또는 END DO를 사용하는 블록 형식도 가능하다.

      DO I = 1, 10
          PRINT *, I
      END DO

4. 서브프로그램

FORTRAN 77은 함수(FUNCTION)와 서브루틴(SUBROUTINE)을 통해 코드 재사용을 지원한다.

      PROGRAM MAIN
      X = 5.0
      Y = SQUARE(X)
      PRINT *, Y
      END

      FUNCTION SQUARE(A)
      REAL SQUARE, A
      SQUARE = A * A
      RETURN
      END

활용 분야

FORTRAN 77은 주로 다음 분야에서 사용되었다: - 기후 및 기상 모델링 (예: GCMs, General Circulation Models) - 유체역학 시뮬레이션 (CFD: Computational Fluid Dynamics) - 원자력 공학 및 입자 물리학 - 수치 선형대수 및 최적화 알고리즘

특히, 대규모 수치 계산에서의 효율성과 컴파일러 최적화 기술의 발전 덕분에 오랜 기간 사용되었다.

FORTRAN 77 이후의 발전

FORTRAN 77은 1990년대 초반 Fortran 90의 등장으로 점차 대체되기 시작했다. Fortran 90은 다음과 같은 혁신을 도입하였다: - 자유 형식(Free-format) 소스 코드 - 배열 중심 프로그래밍(Array operations) - 모듈(Module) 기반 코딩 - 포인터와 동적 메모리 할당

이후 Fortran 95, 2003, 2008, 2018로 발전하며 객체지향, 병렬 처리 등을 지원하게 되었다.

참고 자료 및 관련 문서

ANSI X3.9-1978: FORTRAN 77의 공식 표준 문서
Fortran 77 for Engineers and Scientists – Stephen J. Chapman
Programmer's Guide to Fortran 90 – Walter S. Brainerd et al.
NAG Fortran Library: FORTRAN 기반의 과학 계산 라이브러리
GNU Fortran Compiler (gfortran): FORTRAN 77 및 이후 버전 지원

결론

FORTRAN 77은 과학 기술 컴퓨팅의 역사에서 중요한 전환점이 된 언어이다. 구조적 프로그래밍 요소의 도입과 함께, 이전 버전보다 훨씬 유지보수하기 쉬운 코드를 작성할 수 있게 되었으며, 수십 년 동안 수치 해석 분야의 핵심 도구로 사용되었다. 오늘날에는 Fortran 90 이상의 현대 버전이 주로 사용되지만, 많은 레거시 코드와 고성능 컴퓨팅 애플리케이션에서 여전히 FORTRAN 77의 영향을 찾아볼 수 있다.

📝 마크다운 원본

이 문서의 마크다운 원본 내용입니다.

# FORTRAN 7

## 개요

FORTRAN 7은 **FORTRAN**(****mula ****slation의 약자) 계열의 프로그래밍어 중 하나로, 1978년에 공식적으로 미국국립표준협회(American National Standards, ANSI)에 의해 표준화된 버전. 공식 명칭은 **ANSI X3.9-197**이며, 일반적으로 **FORTRAN 77**이라고 불린다. 이 언어는 1966년에 표준화된 FORTRAN 66의 후속 버전으로, 과학 기술 계산 및 수치 해석 분야에서 널리 사용되었으며, 고성능 컴퓨팅(HPC)의 기초를 다진 중요한 언어로 평가받는다.

FORTRAN 77은 구조적 프로그래밍의 일부 요소를 도입하면서도 여전히 명령형 프로그래밍 패러다임에 기반을 두며, 특히 배열 연산과 수학적 계산에 최적화되어 있다. 20세기 후반까지 공학, 물리학, 기후 모델링, 항공우주 등 다양한 분야에서 주요 개발 언어로 사용되었다.

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## 역사적 배경

### FORTRAN의 발전 과정

FORTRAN은 1957년 IBM에서 최초로 개발된 고급 프로그래밍 언어로, 수학 공식을 컴퓨터 코드로 변환하는 데 초점을 맞추었다. 이후 FORTRAN II, FORTRAN IV를 거쳐 1966년 **FORTRAN 66**이 ANSI 표준으로 채택되었다. 그러나 FORTRAN 66은 언어 기능이 제한적이고, 다양한 컴파일러 간 호환성 문제가 존재했다.

이러한 문제를 해결하고 현대적인 프로그래밍 요구에 부응하기 위해 ANSI는 1978년 새로운 표준인 **FORTRAN 77**을 발표하였다. 이는 전 세계적으로 널리 수용되었으며, 1980년대와 1990년대 초반까지 과학 컴퓨팅 분야의 사실상 표준 언어로 자리 잡았다.

### FORTRAN 77의 의의

FORTRAN 77은 다음과 같은 중요한 발전을 이루었다:
- **구조적 제어 흐름**의 도입 (`DO` 루프의 개선, `IF-THEN-ELSE` 블록 지원)
- **문자열 처리** 기능 추가
- **로컬 변수**와 **서브루틴 강화**
- **입출력(I/O) 기능의 확장**

이러한 개선은 프로그래머가 더 명확하고 유지보수하기 쉬운 코드를 작성할 수 있도록 도왔다.

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## 주요 언어 특징

### 1. 고정 형식(Fixed-Format) 소스 코드

FORTRAN 77은 **고정 형식(Fixed Format)**을 사용한다. 이 형식은 소스 코드의 각 줄이 특정한 위치에 따라 의미를 갖는 구조로, 다음과 같은 규칙을 따른다:

| 열 위치 | 의미 |
|--------|------|
| 1–5    | 라벨(Label) |
| 6      | 연속 라인 표시(공백이면 명령문 시작, 다른 문자면 이전 줄의 연속) |
| 7–72   | 명령문 본문 |
| 73–80  | 식별자 또는 주석(대부분 무시됨) |

예시:
```fortran
      PROGRAM HELLO
      PRINT *, 'Hello, World!'
      END
```

> **참고**: 6열에 문자를 넣으면 이전 줄의 연속으로 간주된다. 예를 들어, 긴 명령문을 여러 줄에 걸쳐 쓸 때 6열에 문자(`*`, `+` 등)를 넣어 연결한다.

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### 2. 변수 선언 및 데이터 타입

FORTRAN 77은 기본적으로 **암시적 타입 지정**(Implicit Typing)을 사용한다:
- 변수 이름이 `I`, `J`, `K`, `L`, `M`, `N`으로 시작하면 정수(`INTEGER`)
- 그 외는 실수(`REAL`)

하지만 `IMPLICIT NONE` 문이 없으므로, 명시적인 변수 선언을 권장한다.

```fortran
      INTEGER A, B, C
      REAL X, Y
      CHARACTER*20 NAME
```

`CHARACTER*20`은 최대 20자 길이의 문자열을 의미한다.

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### 3. 제어 구조

#### 조건문

FORTRAN 77은 `IF` 문을 지원하며, `THEN`, `ELSE`, `ENDIF`를 사용하여 블록 구조를 형성할 수 있다.

```fortran
      IF (X .GT. 0.0) THEN
          Y = SQRT(X)
      ELSE
          PRINT *, 'X must be non-negative'
      ENDIF
```

> 비교 연산자는 `.GT.`(greater than), `.LT.`(less than), `.EQ.`(equal) 등 점으로 감싼 형태를 사용한다.

#### 반복문

`DO` 루프는 FORTRAN의 핵심 반복 구조이다.

```fortran
      DO 10 I = 1, 10
          PRINT *, I
   10   CONTINUE
```

또는 `END DO`를 사용하는 블록 형식도 가능하다.

```fortran
      DO I = 1, 10
          PRINT *, I
      END DO
```

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### 4. 서브프로그램

FORTRAN 77은 **함수**(FUNCTION)와 **서브루틴**(SUBROUTINE)을 통해 코드 재사용을 지원한다.

```fortran
      PROGRAM MAIN
      X = 5.0
      Y = SQUARE(X)
      PRINT *, Y
      END

      FUNCTION SQUARE(A)
      REAL SQUARE, A
      SQUARE = A * A
      RETURN
      END
```

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## 활용 분야

FORTRAN 77은 주로 다음 분야에서 사용되었다:
- **기후 및 기상 모델링** (예: GCMs, General Circulation Models)
- **유체역학 시뮬레이션** (CFD: Computational Fluid Dynamics)
- **원자력 공학 및 입자 물리학**
- **수치 선형대수 및 최적화 알고리즘**

특히, 대규모 수치 계산에서의 효율성과 컴파일러 최적화 기술의 발전 덕분에 오랜 기간 사용되었다.

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## FORTRAN 77 이후의 발전

FORTRAN 77은 1990년대 초반 **Fortran 90**의 등장으로 점차 대체되기 시작했다. Fortran 90은 다음과 같은 혁신을 도입하였다:
- 자유 형식(Free-format) 소스 코드
- 배열 중심 프로그래밍(Array operations)
- 모듈(Module) 기반 코딩
- 포인터와 동적 메모리 할당

이후 Fortran 95, 2003, 2008, 2018로 발전하며 객체지향, 병렬 처리 등을 지원하게 되었다.

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## 참고 자료 및 관련 문서

- **ANSI X3.9-1978**: FORTRAN 77의 공식 표준 문서
- *Fortran 77 for Engineers and Scientists* – Stephen J. Chapman
- *Programmer's Guide to Fortran 90* – Walter S. Brainerd et al.
- [NAG Fortran Library](https://www.nag.com): FORTRAN 기반의 과학 계산 라이브러리
- [GNU Fortran Compiler (gfortran)](https://gcc.gnu.org/fortran/): FORTRAN 77 및 이후 버전 지원

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## 결론

FORTRAN 77은 과학 기술 컴퓨팅의 역사에서 중요한 전환점이 된 언어이다. 구조적 프로그래밍 요소의 도입과 함께, 이전 버전보다 훨씬 유지보수하기 쉬운 코드를 작성할 수 있게 되었으며, 수십 년 동안 수치 해석 분야의 핵심 도구로 사용되었다. 오늘날에는 Fortran 90 이상의 현대 버전이 주로 사용되지만, 많은 레거시 코드와 고성능 컴퓨팅 애플리케이션에서 여전히 FORTRAN 77의 영향을 찾아볼 수 있다.

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