Fortran: эволюция самого быстрого языка программирования

Fortran (Formula Translation) – это древний высокоуровневый язык программирования, в переводе означает “формульный транслятор”. Программа создавалась для решения инженерных и научных задач. В статье рассказываем, для чего используется устаревший язык сегодня, как им овладеть и какие у него перспективы развития. 

Что такое Fortran

Fortran считается самым быстрым языком в мире. Фортран разработан в 1950-х годах под руководством Джона Бэкуса в компании IBM. Formula Translation признают одной из самых старых. Главная цель разработки заключалась в упрощении взаимодействия с компьютерами. 

В 1950-е годы компьютеры применялись в научной среде. Большинство пользователей состояло из ученых, преподавателей, инженеров. Для научных расчетов нужны были специализированные сотрудники, которые понимали машинный код и систему ассемблера.

Задумка Джона Бэкуса заключалась в создании доступных условий, чтобы ученые работали без посредников. Тогда программист придумал высокоуровневый язык, напоминающих алгебраические формулы, чтобы преподаватели могли легко ориентироваться. Главными заслугами разработчика стали:

• Возможность кодить с помощью алгебраических формул
• Автоматизация многократного исполнения задач

Источник: ru.freepik.com

В чем его плюсы и минусы

Как его применяют в современном мире

Язык фортран до сих пор остается оптимальным для работы над сложными числовыми массивами. Его применяют в разработке программ и библиотек, где требуются математические расчеты. Язык по прежнему помогает решать проблемы в областях  инженерии и науки. Фортран используют в прикладной математике, вычислительной гидродинамике, финансовом деле. Благодаря ему прогнозируют погоду, исследуют состояние океана. Он незаменим в областях, где требуется высокая точность и быстрая производительность вычислений. Фортран также часто используется в академических и исследовательских институтах по всему миру. 

Какие перспективы развития языка

Fortran не стоит на месте. С момента основания он продолжает развитие, при этом сохраняет совместимость с предыдущими настройками:

• Первая версия создается для компьютеров IBM 704.
• “Fortran 77” поддерживает строчные символы.
• В 1961 году появляются команды COMMON и EQUIVALENCE.
• В 1962 году получает широкое распространение. Используется на всех компьютерах, включая Apple. 
• В нулевых добавляется возможность объектно-ориентированного и параллельного программирования.

Фортран продолжает использоваться в научных приложениях. Важные аспекты для развития языка:

• Поддерживает современную архитектуру. Адаптируется к параллельным системам.
• Улучшается производительность. Используются различные методы получения оптимального программного кода при сохранении его функциональных возможностей.
• Продолжает развиваться с учетом современных технологий и потребностей. 

В будущем программа останется востребованной в научных, инженерных областях благодаря высокой скорости работы и точности вычислительных операций. С появлением новых технологий и расширением его функциональности, Fortran продолжит служить мощным инструментом для научных исследований.

Как правильно его использовать

Главные особенности программирования Fortran:

• Поддерживает использование структурированных программ и модульности кода, что упрощает разработку и поддержку больших программ.
• Fortran обладает высокой производительностью благодаря оптимизированным компиляторам и встроенным функциям для работы с массивами данных.
• Имеет строгую статическую типизацию, что позволяет избежать многочисленных ошибок во время компиляции и повышает надежность программ.
• Мощные математические возможности. Fortran имеет широкий спектр математических функций и операций, подходит для научных исследований.
• Поддерживает параллельное программирования, благодаря которому несколько задач исполняются одновременно. 

Как пользоваться языком программирования Fortran:

1. Установите компилятор Fortran на компьютер. Например, GNU Fortran или Current Flang.
2. Напишите программу, используя стандартные конструкции языка: объявление переменных, операторы присваивания, условные операторы.
3. Сохраните программу в файл с расширением ".f" или ".f90".
4. Скомпилируйте программу с помощью выбранного инструмента.
5. Запустите скомпилированную программу,  проверьте на ошибки. 
6. Внесите правки при необходимости.

Чем отличается от других популярных языков

Источник: ru.freepik.com

Главное, что нужно знать

Главные моменты, которые нужно знать о языке программирования Fortran:

• Fortran разработан в 1957 году фирмой IBM для научных и проектировочных расчетов. Это одна из древних и влиятельных систем, которая сыграла ключевую роль в развитии науки. 
• Язык использует статическую типизацию. Типы переменных определяются на этапе компиляции и остаются неизменными во время выполнения программы.
• Ориентация на вычислительные задачи: Fortran в первую очередь предназначен для математических задач, таких как решение дифференциальных уравнений, аппроксимация функций, обработка массивов данных. Язык остается популярным в научной, проектировочной деятельности благодаря эффективности сложных вычислительных операций, богатой истории использования в исследовательских целях.
• Недостаток программы заключается в устаревшем синтаксисе, который уступает инструкциям современных языков программирования. 
• Современные версии (Fortran 90 и выше) предоставляют поддержку параллельных вычислений, что делает его конкурентоспособным в области высокопроизводительных вычислений.