Fortran что это за программа

Содержание

FORTRAN

Фортран (Fortran) — первый реализованный язык программирования высокого уровня (после Планкалкюля), правда, с одной небольшой оговоркой — для машин, построенных по классической схеме фон Неймана. Создан в период с 1954 по 1957 год группой программистов под руководством Джона Бэкуса (John Backus) в корпорации IBM. Через пару лет начались его коммерческие поставки. До этого программирование велось либо непосредственно в машинных кодах, либо на символических ассемблерах. Название Fortran является аббревиатурой от FORmula TRANslator, то есть, переводчик формул.

Фортран широко используется в первую очередь для научных и инженерных вычислений. Одно из преимуществ современного Фортрана — большое количество написанных на нём программ и библиотек подпрограмм. Среди учёных, например, ходит такая присказка, что любая математическая задача уже имеет решение на Фортране, и, действительно, можно найти среди тысяч фортрановских пакетов и пакет для перемножения матриц, и пакет для решения сложных интегральных уравнений и многие, многие другие. Ряд таких пакетов создавались на протяжении десятилетий и популярны по сей день (главным образом в научной среде).

IDE для разработки на Fortran

Большинство таких библиотек является фактически достоянием человечества: они доступны в исходных кодах, хорошо документированы, отлажены и весьма эффективны. Поэтому изменять, а тем более переписывать их на других языках программирования накладно, несмотря на то, что регулярно производятся попытки автоматического конвертирования FORTRAN-кода на современные языки программирования.

Современный Фортран (Fortran 95 и Fortran 2003) приобрёл черты, необходимые для эффективного программирования для новых вычислительных архитектур; позволяет применять современные технологии программирования, в частности, ООП.

История

В конце 1953 Джон Бэкус предложил начать разработку эффективной альтернативы ассемблеру для программирования на ПК IBM 704. Уже к середине 1954 была закончена черновая спецификация языка Fortran. Первое руководство для Fortran появилось в октябре 1956 вместе с первым компилятором, поставленным в апреле 1957. Компилятор был оптимизирующим, потому что клиенты отказывались использовать язык программирования высокого уровня, который был не в состоянии генерировать код с производительностью ниже, чем у ассемблера.

В то время сообщество относилось скептически к новому способу программирования и не верили в то, что Fortran позволит программировать быстрее и эффективнее. По словам самого Джона Бэкуса большая часть его работы была направлена на то чтобы «быть ленивым». Ему жутко не нравилось писать программы под IBM 701 на ассемблере.

Язык был широко принят учеными для написания программ с интенсивными вычислениями. Включение комплексного типа данных сделало его особенно подходящим для технических приложений.

К 1960 году существовали версии Fortran для компьютеров IBM 709, 650, 1620, 7090. Его большая популярность побуждала конкурирующих изготовителей компьютеров создавать компиляторы Fortran для своих компьютеров. Таким образом, уже к 1963 существовало более 40 компиляторов для разных платформ. Именно по этому Fortran считают первым широко используемым языком программирования.

Структура программы на Fortran

Поскольку FORTRAN оказался столь успешным языком, в Европе возникли опасения, что IBM будет доминировать в компьютерной отрасли. Немецкое общество прикладной математики (German society of applied mathematics — GAMM) создало комитет по разработке универсального языка. В то же время Association for Computing Machinery (ACM) организовала похожий комитет в США.

Несмотря на то, что у европейцев было некоторое беспокойство по поводу господства американцев, оба этих комитета слились в один. Под руководством Питера Наура (Peter Naur) этот комитет разработал IAL (International Algorithmic Language). Предлагавшееся название ALGOL (ALGOrithmic Language) было вначале отвергнуто. Но поскольку оно стало общеупотребительным, официальное имя IAL пришлось впоследствии изменить на ALGOL 58. Новая версия появилась в 1960 г., и ALGOL 60 (с небольшими изменениями, сделанными в 1962 г.) с 60-х и до начала 70-х гг. прошлого века был стандартом академического языка программирования.

Фортран в СССР

Фортран в СССР появился позже, чем на Западе, поскольку поначалу у нас более перспективным языком считался Алгол. Во внедрении Фортрана большую роль сыграло общение советских физиков со своими коллегами из CERN, где в 1960-х годах почти все расчёты велись с использованием программ на Фортране.

Первый советский компилятор с Фортрана был создан в 1967 г. для машины «Минск-2», однако он не получил большой известности. Широкое внедрение Фортрана началось после создания в 1968 г. компилятора ФОРТРАН-ДУБНА для машины БЭСМ-6. Машины ЕС ЭВМ, появившиеся в 1972 г., уже изначально имели транслятор Фортрана («позаимствованный» с IBM/360 вместе с другим программным обеспечением).

Стандарты

Фортран — жёстко стандартизированный язык, именно поэтому он легко переносится на различные платформы. Существует несколько международных стандартов языка:

FORTRAN IV (позже положенный в основу FORTRAN 66 (1966);
FORTRAN 77 (1978)

множество улучшений: строковый тип данных и функции для его обработки, блочные операторы IF, ELSE IF, ELSE, END IF, оператор включения фрагмента программы INCLUDE и т. д.

значительно переработан стандарт языка. Введён свободный формат написания кода. Появились дополнительные описания IMPLICIT NONE, TYPE, ALLOCATABLE, POINTER, TARGET, NAMELIST; управляющие конструкции DO … END DO, DO WHILE, CYCLE, SELECT CASE, WHERE; работа с динамической памятью (ALLOCATE, DEALLOCATE, NULLIFY); программные компоненты MODULE, PRIVATE, PUBLIC, CONTAINS, INTERFACE, USE, INTENT. Появились новые встроенные функции, в первую очередь, для работы с массивами
в языке появились элементы ООП

дальнейшее развитие поддержки ООП в языке. Взаимодействие с операционной системой

Компиляторы

До 1997 основным производителем компиляторов Fortran для IBM PC совместимых компьютеров была корпорация Microsoft. Впоследствии она отказалась от их разработки в связи с низкой прибыльностью. На данный момент компиляторы поставляет фирма DEC, вошедшая в 1998 г. в состав Compaq и вместе с последней в 2002 г. слившаяся с HP.

Компания DEC поставляет компилятор, интегрированный в среду разработки Digital Visual Fortran, основанную на Microsoft Visual Studio. Наиболее известными продуктами этой линейки являются FPS 4.0 (Microsoft Fortran Power Station), DVF 5.0 и 6.0. Каждый компилятор может поддерживать несколько стандартов Фортрана.

Слияния компаний явились причиной того, что последующие продукты появлялась на рынке под торговыми марками Compaq и HP. В настоящее время HP продаёт среду разработки версии 6.6 для Intel/win32. Поддержка Fortran реализована также для всех высокопроизводительных платформ HP.

Другим крупным поставщиком систем разработки на Fortran является фирма Lahey, предлагающая интегрированные решения для Windows и Linux.

Долгое время лучшим компилятором Fortran считался компилятор фирмы Watcom, который был выделен в отдельный проект Open Watcom, развивающий компилятор на открытой основе.

Известен и развивается также компилятор фирмы Intel — Intel Fortran Compiler, который позволяет оптимизировать код под платформу Intel ia32 и ia64.

Среди бесплатных компиляторов Fortran следует выделить компилятор от Sun Microsystems, входящий в состав Sun Studio, который генерирует эффективный код под SPARC, x86 и x86_64 и доступен как для ОС Solaris, так и GNU/Linux.

Фонд свободного программного обеспечения GNU выпускает открытый компилятор FORTRAN 77 g77, доступный практически для любой платформы и полностью совместимый с GCC, но не поддерживающий всех языковых конструкций современных стандартов Fortran. Также существует проект g95 по созданию на основе GCC компилятора Fortran 95.

Возможности и структура программы

Fortran имеет достаточно большой набор встроенных математических функций, поддерживает работу с целыми, вещественными и комплексными числами высокой точности. Выразительные средства языка изначально были весьма бедны, поскольку Fortran был одним из первых языков высокого уровня. В дальнейшем были добавлены многие лексические конструкции, характерные для структурного, функционального и даже объектно-ориентированного программирования.

Структура программ изначально была ориентирована на ввод с перфокарт и имела ряд удобных именно для этого случая свойств. Так, 1-я колонка служила для маркировки текста как комментария (символом C), с 1-й по 5-ю располагалась область меток, а с 7-й по 72-ю располагался собственно текст оператора или комментария.

Колонки с 73-й по 80-ю могли служить для нумерации карт (чтобы восстановить случайно рассыпавшуюся колоду) или для краткого комментария, транслятором они игнорировались. Если текст оператора не вписывался в отведённое пространство (с 7-й по 72-ю колонку), в 6-ой колонке следующей карты ставился признак продолжения, и затем оператор продолжался на ней. Расположить два или более оператора в одной строке (карте) было нельзя. Когда перфокарты ушли в историю, эти достоинства превратились в серьёзные неудобства.

Именно поэтому в стандарте, начиная с Fortran 90, в добавление к фиксированному формату исходного текста появился свободный формат, который не регламентирует позиции строки, а также позволяет записывать более одного оператора на строку. Введение свободного формата позволило создавать код, читабельность и ясность которого не уступает коду, созданному при помощи других современных языков программирования, таких как C или Java.

Взаимодействие с другими языками

Многие системы программирования позволяют компоновать полученные в результате трансляции программы на Fortran объектные файлы с объектными файлами, полученными от компиляторов с других языков, что позволяет создавать более гибкие и многофункциональные приложения. Для языка Фортран также доступно большое количество библиотек, содержащих как подпрограммы решения классических вычислительных задач (LAPACK, IMSL, BLAS), задач организации распределенных вычислений (MPI, pvm), так и задач построения графических интерфейсов (Quickwin, FORTRAN/TK) или доступа к СУБД (Oracle).

Наследие Fortran

Fortran использовался более пятидесяти лет и существует огромная часть принадлежащая ему и по сей день. Fortran — основной язык для некоторых задач требующих огромных вычислений, таких как моделирование погоды и климата, гидрогазодинамика, вычислительная химия, квантовая хромодинамика, моделирование динамики солнечной системы, вычисление орбит искусственных спутников и многие другие задачи.

Переносимость

Поначалу переносимость для Fortran была весьма насущной проблемой, потому что не существовало ни одного единого стандарта и даже справочной информации от IBM. И компьютерные фирмы соперничали между собой, обеспечивая несовместимость для разных компиляторов. Исправило дело появление стандартов. Стандарт 1966 года устанавливал синтаксис и семантику, но продавцы продолжали внедрять несовместимые расширения. Осмотрительные программисты понимали, что использование несовместимых расширений вызовет проблемы переносимости и зачастую использовали программы наподобие «The PFORT Verifier» для выявления несовместимых расширений.

Несовместимые расширения были не единственной проблемой. Существовал ряд проблем с численными вычислениями. Позже была развита и внедрена практически универсальная идея двоичной арифметики с плавающей запятой.

Доступ к исполняемой среде (например, к командной строке, переменным среды) был весьма затруднителен, пока на это не обратили на это внимание в стандарте 2003 года.

Сейчас относительно просто реализовать полностью переносимую программу на Fortran.

Элементы синтаксиса:

Комментарий до конца строки Регистрозависимость Регулярное выражение идентификатора переменной Присваивание значения переменной Объявление переменной Объявление переменной с присваиванием значения Группировка выражений Блок Равенство Неравенство Сравнение Вызов функции Вызов функции без параметров Последовательность Если — то Если — то — иначе Цикл с постусловием Цикл for — next для диапазона целых чисел с инкрементом на 1 Цикл for — next для диапазона целых чисел с декрементом на 1

! или * в первом символе строки

Нет

[a-zA-Z][_a-zA-Z0-9]

type :: variable

type :: variable = value

()

do . end do

= или .EQ.

/= или .NE.

== < >= <> или .LT. .GT. .LE. .GE.

CALL f(a,b. )

CALL f

конец строки

if condition then . end if

if condition then . else . endif

DO . WHILE (condition)

do label i = 1, 10

do label i = 10, 1, -1

Ссылки:

Портал ресурсов по Fortran (англ.)
Книга о Fortran на wikibooks (англ.)
Статья из Википедии «Fortran» (англ.)
Статья из Википедии «Fortran language features» (англ.)
Исчерпывающая документация по стандартам Fortran (англ.)
Параллельные вычисления в ИММ УрО РАН (рус.)
Статья из Википедии «Фортран»
Сайт, посвященный Fortran (рус.)
Подборка программ для Fortran (англ.)
Структурированная информация по Fortran (англ.)
Рабочая группа ISO/IEC по Fortran (англ.)
Информация о различных современных компиляторах Fortran и дополнений к ним (add-ons) (англ.)

Источник: progopedia.ru

The Fortran Programming Language#

Fortran (Фортран) изначально был разработан для приложений с интенсивными вычислениями в области науки и проектирования. Тщательно разработанные и протестированные оптимизирующие компиляторы и библиотеки позволяют писать программы, которые исполняются так быстро, насколько это возможно на используемом оборудовании.

Статическая и сильная типизация

Fortran использует статическую и сильную типизацию, что позволяет компилятору отлавливать многие ошибки программирования на ранних стадиях. Это также позволяет компилятору генерировать эффективный двоичный код.

Простота изучения и использования

Fortran — это относительно небольшой язык, который удивительно прост в изучении и использовании. Выразить большинство математических и арифметических операций над большими массивами так же просто, как написать их в виде уравнений на доске.

Fortran позволяет писать программы, используя подход, который лучше всего подходит для решения вашей задачи: императивный, процедурный, ориентированный на массивы, объектно-ориентированный или функциональный.

Fortran — это язык программирования со встроенной поддержкой параллельных вычислений с интуитивно понятным синтаксисом, похожим на синтаксис массивов, для обмена данными между процессорами. Вы можете запускать практически один и тот же код на одном процессоре, на многоядерной системе с общей памятью или на HPC с распределенной памятью или облачной системе. Комассивы, группы, события и коллективные процедуры позволяют выражать различные модели параллельного программирования, которые наилучшим образом соответствуют поставленной задаче.

Часто задаваемые вопросы

Каков статус языка Fortran?

Fortran является зрелым языком и при этом находится в стадии активного развития. Последний стандарт языка — Fortran 2018. Следующий разрабатываемый стандарт, Fortran 2023, планируется выпустить в 2023 году. Существует более десятка открытых и проприетарных компиляторов Fortran . Кроме того, активно разрабатываются такие проекты с открытым исходным кодом, как Стандартная Библиотека (Standard Library) и Менеджер пакетов для языка Fortran (Fortran Package Manager).

Для чего используется Fortran?

Fortran в основном используется в областях, где вычисления традиционно использовались ранее – в науке и проектировании. К ним относятся численное прогнозирование погоды и состояния океана, вычислительная гидродинамика, прикладная математика, статистика и финансовое дело. Fortran является основным языком, использующимся в высокопроизводительных вычислениях (HPC) и используется в тестах производительности быстрейших суперкомпьютеров мира.

Стоит ли мне использовать Fortran для моего нового проекта?

Если вы пишете программу или библиотеку для выполнения быстрых арифметических вычислений над большими числовыми массивами, Fortran – оптимальный инструмент для такой работы.

Mailing list

Subscribe to our mailing list to discuss anything Fortran related, announce Fortran projects, discuss development of core fortran-lang.org projects (stdlib, fpm), and get the latest news.

Discourse

Join the discussion about all things Fortran on the fortran-lang discourse.

Twitter

RSS feed

RSS clients can follow the RSS feed.

Open source

Contribute code, report bugs and request features at GitHub.

Сделать Fortran лучше

У вас есть идея как улучшить язык? Вы можете написать новые предложения или внести вклад в существующие предложения для Комитета по стандарту языка Fortran на странице в GitHub.

Вы также можете помочь сделать Fortran лучше, внося свой вклад в разработку набора инструментов, таких как Стандартная Библиотека, Менеджер пакетов для языка Fortran, или этот веб-сайт.

Пишите программы на Fortran

Или просто пишите программы на Fortran для своих исследований, бизнеса или учёбы. Вы можете узнать, как начать обучение языку здесь .

Источник: fortran-lang.org

История языков программирования: как Fortran позволил пользователям общаться с ЭВМ на «ты»

В 2017 году языку Fortran исполняется 60 лет. За это время язык несколько раз дорабатывался. «Современными» версиями считаются Fortran 90, 95, 2003 и 2008. Если изначально это был язык программирования высокого уровня с чисто структурной парадигмой, то в более поздних версиях появились средства поддержки ООП и параллельного программирования. На сегодняшний день Fortran реализован для большинства платформ.

До появления языка Fortran разработчики программировали, используя машинный код и ассемблер. Язык высокого уровня быстро набрал популярность, так как был прост в изучении и обеспечивал генерацию эффективного исполняемого кода. Это существенно упростило жизнь программистам.

В 1950 году, когда Джону Бекусу было 25 лет, он, получив степень магистра математики в Колумбийском университете, устроился программистом в фирму IBM. Вскоре он возглавил группу, разрабатывающую интерпретатор под названием «Быстрый кодировщик» для компьютера марки IBM-701. Затем он работал в составе группы по созданию более мощного преемника модели 701, машины IBM-704.

В 1953 году Бекус выступил с рационализаторской инициативой. Он предложил создать язык и компилятор к нему, которые должны были упростить программирование модели IBM-704. Система позволяла записывать программы в алгебраической форме, а компилятор должен был автоматически переводить ее в машинные коды.

С этим предложением Джон Бекус, как говорится, оказался в нужном месте, в нужное время. С опозданием выйдя на рынок, фирма IBM испытывала затруднения с увеличением сбыта своих компьютеров. По этой причине она поддерживала исследования по информатике в Колумбийском, Гарвардском и некоторых других университетах. Помимо этого, IBM и сама искала пути снижения стоимости программирования, а также пыталась упростить работу с компьютерами, чтобы сделать их более привлекательными, «дружественными» для пользователей.

Дело в том, что в то время с компьютерами работали в основном ученые, инженеры и преподаватели. Вычислительные машины использовались для научных расчетов. Однако эти люди испытывали большие сложности, так как приходилось использовать машинные коды и язык ассемблера. А это требовало довольно глубокого знания устройства и действия самого компьютера.

«Большой конфуз»

По ошибке, которую Бекус назвал «большим конфузом», компилятор был послан в лабораторию «Вестингауз-Беттис» в виде колоды перфокарт и без каких-либо инструкций; что и позволило Гербу Брайту из лаборатории «Вестингауз-Беттис» запустить Fortran вслепую. Остальные пользователи получили систему на магнитной ленте вместе с руководством для оператора.

В одну из пятниц апреля 1957 года в компьютерный центр атомной лаборатории «Вестингауз-Беттис» возле Питтсбурга почтальон доставил загадочную посылку. Программист Херб Брайт и двое его коллег открыли ящик, на котором не было никаких пометок, и обнаружили там стопку примерно из 2 тысяч перфокарт, без единой инструкции.

Рассматривая перфокарты, Брайт вспомнил, что в IBM как раз шла окончательная отладка языка высокого уровня, предназначенного для использования на IBM-704. Может, почтальон принес именно этот долгожданный компилятор? Брайт и его друзья решили загрузить загадочные карты в компьютер и посмотреть, что получится.

Брайт вложил в считывающее устройство компьютера тестовую программу, написанную на Фортране, и нажал кнопку пуска. Новый компилятор выдал на принтер сообщение: «на карте № 25 обнаружена ошибка в операторе — пропущена запятая».

Программисты, привыкшие к запутанным сообщениям в виде числовых кодов, были поражены ясностью этой информации. Неверный оператор исправили и снова нажали кнопку пуска. Ленты начали вращаться, и компьютер выдал стопку перфокарт программы. Когда карты загрузили в считывающее устройство, заработал принтер и без остановки напечатал 28 страниц.

Компьютер лишь слегка ошибся в формате выходных данных. «Но числа были правильными! Числа были правильными!» — восклицал позднее Брайт.

На самом деле, примерно в одно и то же время с Fortran’ом появилось еще два языка высокого уровня – Кобол и Алгол. Начиная с конца 50-х годов они долгое время лидировали в компьютерном мире. Большинство современных программ написано на языках, которые представляют собой потомки этих трех языков.

Распространение и адаптация

Но поначалу Fortran принимали без особой теплоты. Программисты, как вспоминал Бекус, «весьма скептично воспринимали все наши заявки». Однако по сравнению со своими предшественниками Fortran был сравнительно прост для обучения и использования.

Кроме того, фирма IBM снабжала все модели 704 Fortran’ом бесплатно. В результате к 1958 году более половины всех машинных команд на 60 компьютерах фирмы были получены не вручную, а «автоматически», с помощью нового языка высокого уровня.

Бекус понимал, что конкурирующие производители тоже займутся разработкой языков высокого уровня для своих вычислительных машин. Однако Fortran быстро стал нормой и его адаптировали для различных моделей ЭВМ. Первую адаптацию осуществила сама фирма IBM. Через пять лет Fortran использовался на шести различных моделях компьютеров фирмы IBM, а также на компьютерах компании «Сперри Рэнд», «Филко» и других.

Небольшая группа, в которую входил Дэвид Хеммис, за короткое время адаптировала Fortran к машине IBM-650, меньшей, чем IBM-704. Хеммис и его коллеги разработали систему «FORTRANSIT» (FOR TRANSIT — для перехода); позднее эти два слова слились в одно. Таким образом, система FORTRANSIT стала первым транслятором исходного, работающим на ЭВМ нескольких моделей.

Дэвид Хеммис – один из первых разработчиков компьютерных языков, за рулем своего автомобиля выпуска 1928 года. Фотография сделана в Уэстхемптоне (шт. Нью-Йорк) во время автомобильных гонок 1957 года.

Доработка

Тем не менее, работу над новым языком нужно было продолжать достаточно долго: это стало ясно еще в начале 1957 года, когда продолжался процесс отладки. Бекус и другие разработчики понимали, что язык нуждается в более точной системе диагностики программных ошибок. Кроме того, необходимо было реализовать возможность раздельного и независимого написания подпрограмм и программных модулей. Таким образом язык получил бы еще одно преимущество – повторное использование кода.

Благодаря усилиям разработчиков всего через год после создания оригинала появился Fortran II. Одно из достоинств нового языка состояло в том, что он позволял вставлять в программы фрагменты кода на ассемблере. Более поздняя версия, Fortran III, была создана в 1958 году. Про Fortran IV, который еще больше расширил возможности языка, стало известно в 1962 году.

Ядро языка, его основные операторы и выражения, оставались практически неизменными на протяжении многих лет. Но, поскольку Фортран многократно адаптировался ко все новым системам машин, для которых он не предназначался, постепенно накапливались отличия. Одни возможности терялись, новые возникали. Это неизбежно порождало путаницу.

Например, не все компиляторы одинаково истолковывали важнейший оператор DO: некоторые всегда выполняли цикл хотя бы один раз, не проверяя, нужно ли его вообще выполнять, другие осуществляли такую проверку. Чтобы навести порядок в подобных вопросах, производители и пользователи компьютеров договорились провести стандартизацию языка.

В 1966 году первый стандарт получил название Fortran 66. В 1977 году, соответственно, вышел стандарт Fortran 77. В 1991 году появился Fortran 90. Fortran 95 создан в 1997 году.

Fortran в СССР

В Советском союзе ко двору больше пришелся Алгол-60. Поэтому Fortran в этой стране появился позже. Тем не менее, постепенно он вышел на первое место по популярности. Были разработаны компиляторы (трансляторы) для большинства отечественных ЭВМ – «Минск-32», БЭСМ-4, БЭСМ-6, АС-6, ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ, МВК «Эльбрус» и так далее.

В ИПМ им. Келдыша в разное время было разработано несколько трансляторов. Два из них – Фортран-Алмо и Форшаг (Фортран шаговый) были написаны на языке Алмо и код генерировали на этом же языке. Это позволило установить трансляторы на несколько разнотипных ЭВМ. В обоих трансляторах реализован стандарт Fortran 66.

Форшаг также включал язык диалога, который позволил создавать, редактировать и выполнять трансляцию кода в диалоговом режиме. Помимо этого, был разработан комплекс графических программ для Фортрана – Графор, который активно использовался на различных ЭВМ.

Основы и особенности Fortran

Fortran (от англ. Formula Translator – «переводчик формул») – это кроссплатформенный алгоритмический язык программирования, разработанный на раннем этапе развития вычислительной техники для решения научных и инженерных задач.

С течением времени, в процессе использования Fortran, к этому языку постепенно добавилось огромное количество готовых библиотек и кодов программ, позволяющих эффективно находить ответы на многие задачи, в частности, из области физико-математических наук, среди которых решение уравнений математической физики, решение интегральных и дифференциальных уравнений, а также многих вопросов из линейной алгебры (в особенности, задач, связанных с матрицами) и т.д. Кроме этого, Fortran поддерживает проведение параллельных вычислений на высокопроизводительных кластерах.

Решим твою учебную задачу всего за 30 минут
Попробовать прямо сейчас

За время существования Fortran, с момента его создания фирмой IBM в середине 1950-х гг., было принято несколько стандартов этого языка. Все они полностью совместимы от более ранних к более поздним. К ним относятся Fortran 66, Fortran 77 (наиболее известная версия), Fortran 90 (возникший в связи с возрастанием мощности ЭВМ и появлением различных компьютерных платформ).

Далее продолжали создаваться очередные версии Fortran – в 1995 г. (для персональных компьютеров с операционными системами Windows 95 и Windows NT), в 2003 г. и в 2008 г., поддержка которых осуществляется нынешними компиляторами.

Итак, язык программирования Fortran в своём длительном развитии постоянно совершенствовался. В последних версиях проверенного временем Фортрана были включены возможности для осуществления объектно-ориентированного подхода при написании кода, а также поддержка современного стиля программирования. Вдобавок к этому, The Portland Group выпустила специальный компилятор PGI CUDA Fortran Compiler, который обеспечивает возможность проводить высокопараллельные расчёты на видеокартах.

«Основы и особенности Fortran»
Готовые курсовые работы и рефераты
Консультации эксперта по предмету
Помощь в написании учебной работы
Замечание 1

В научной среде язык Fortran зачастую оказывается до сих пор востребованным. Так, большинство важных моделей, например, из области физики атмосферы (в том числе и для проведения расчётов, позволяющих составить прогноз погоды), создаются именно на Фортране.

Для написания кода программ на языке Fortran потребуется любой текстовый редактор. Чтобы воспользоваться подсветкой синтаксиса, можно выбирать, например, Notepad++ (поддерживает синтаксис только 77 стандарта) или SublimeText. Для компиляции программ удобно использовать свободный GNU Fotran.

Особенности Fortran, его преимущества и недостатки

Фортран занимает особое место среди языков программирования. Являясь первым компилируемым языком программирования высокого уровня для решения научно-технических задач, он до сих пор продолжает развиваться, оказавшись более удачным, чем некоторые из более поздних языков программирования. При кажущейся в настоящее время невостребованности Фортрана, данный язык программирования обладает целым рядом преимуществ.

Достоинства языка Фортран:

Достаточно простой и удобный в обучении язык с понятным синтаксисом и богатой историей, который подходит для первого знакомства с программированием.
После изучения основ языка Фортран можно довольно легко переучиться на любой другой язык программирования.
Имеет бесплатный набор средств, позволяя не задумываться над лицензиями.
Широко распространён по всему миру, отличаясь наличием всевозможных библиотек и существованием огромных фондов прикладных программ, которые уже были накоплены ранее.
Является стандартизированным и кроссплатформенным языком программирования, в котором каждая последующая версия совместима с предыдущими.
Снабжён эффективными трансляторами для различных типов ЭВМ.
Практически на любом суперкомпьютере установлен фортрановский компилятор, что создаёт возможность проводить параллельные вычисления в сложных расчётах.
Позволяет создавать оптимальные и эффективные программные коды, что обеспечивало его незаменимость во времена ЭВМ с невысокой производительностью.
Полезен для студентов технических и, в особенности, физико-математических специальностей.
Актуален и востребован в настоящее время среди пользователей, решающих различные научно-технические задачи, связанные с численным моделированием и сложными математическими расчётами.

Тем не менее, на протяжении всего своего существования Fortran, будучи очень полезным и надёжным инструментом для решения довольно трудных задач, не отличался особыми изысками в области технологии программирования.

Так, к недостаткам языка Fortran относятся:

Жёсткая структура формата программного кода. Так, в стандарте FORTRAN 77 существовало ограничение на длину строки, и было необходимо делать отступ в её начале. Это создавало неудобства в далёкие времена перфокарт, и тем более – при работе с дисплеем на ПК. Поэтому в версии Fortran 90 эти правила были смягчены.
Примитивный набор операторов, предназначенных для управления структурой программы (так, без оператора GOTO написать программу было практически невозможно).
Слабые средства для описания данных.

Итак, реализация «свободной формы» исходного кода программы в более новых стандартах Fortran была просто необходима для того, чтобы его можно было причислить к современным языкам программирования.

Источник: spravochnick.ru

Применение языка Фортран

Фриланс-мастер

Алгоритмический язык Фортран — первый и наиболее распространенный язык высокого уровня, изначально созданный для программирования расчетных задач. Он появился очень давно — в 1954-1957 гг., когда автор этой статьи ещё не родился и даже не планировался, поскольку его родители ещё были детьми. Но, как это не удивительно, и тогда уже было программирование, а, следовательно, и компьютеры. Правда, занимали они целую комнату, но это уже другой вопрос.

Название языка образовано из начальных слогов английских слов FORmula TRANslator (переводчик формул). Это говорит о применении языка — в основном он предназначался для математиков и физиков, чтобы они могли сами создавать программы и не просить об этом программистов, которых тогда было очень мало и в очереди приходилось стоять долго.

Я, честно говоря, когда-то думал, что язык пишется как FORTRUN и содержит в себе слово RUN (программисты поймут, почему мне такая мысль пришла в голову). Впрочем, это к делу не относится.

Фортран и сегодня используется и развивается. Потому что он намного опередил своё время. Если хорошо присмотреться, то его отголоски вы найдёте почти во всех современных языках программирования — от С++ до Python.

Вот несколько причин, по которым Фортран до сих пор востребован:

Устойчивость применений. С самого начала Фортран был направлен на решение научно-технических задач обработки числовых данных, что и отразилось в его названии. Эта область отличается консерватизмом: идеи многих применяющихся до сих пор вычислительных алгоритмов были разработаны сотни лет назад. Математические задачи довольно мало связаны с вводом/выводом данных, способами хранения информации и другими вопросами быстро меняющейся архитектуры компьютеров, поэтому развитие информационных технологий не сильно повлияло на развитие Фортрана.
Очень большой объем готовых математических наработок. Гордостью Фортрана всегда была богатая коллекция математических библиотек. Они переходили с одной платформы на другую, оттачивая алгоритмы и расширяя состав и возможности. Исходные тексты подобных библиотек одновременно служат отличным пособием при изучении численных методов и алгоритмов, а также при разработке собственных.
Межплатформенная совместимость. В основе высокой степени переносимости кода на Фортране между различными платформами лежали жесткие стандарты, которых уже с середины 1960-х гг. старались придерживаться все разработчики компиляторов. Требовалась и обратная совместимость — поддержка даже морально устаревших конструкций. Это было особенно важно для математических программ, срок полезной службы которых значительно превышает время существования конкретных компьютерных систем.
Высокая эффективность исполняемого кода. Фортран все время опережал конкурентов (причем весьма существенно) и по быстродействию, и по компактности программ — главным образом благодаря использованию более простых конструкций языка (его стандарты всегда были проще и имели в виду простоту реализации).

Как язык программирования, Фортран на фоне богатых возможностей его современных конкурентов выглядит достаточно примитивно. Но этот его недостаток является одновременно и преимуществом, потому что программы на Фортране по большей части разрабатывали не программисты, а математики. А математикам все эти штучки-дрючки в виде графического интерфейса, ООП, сетевых технологий и т.п. не сильно нужны. Им главное — это простота и естественность, близкая к математическому языку.

И математики брали из новых языков только то, что было действительно нужно. Поэтому Фортран как язык программирования развивался достаточно медленно. Он и сейчас не имеет многих возможностей, без которых современный язык программирования считается неконкурентоспособным. Потому что Фортран им и не конкурент. Он уникален в своей области применения.

И хотя эта область достаточно узкая, в этой узкой нише он продолжает оставаться любимчиком учёных, которые предпочитают самостоятельно писать код для своих расчётов.

Источник: info-master.su