Язык программирования Fortran: история создания и актуальность в 2023

История возникновения Fortran

Руководитель группы разработчиков в команде IBM — John Warner Backus в 54 году прошлого века опубликовал ряд статей, благодаря которым и стало возможным появление термина FORTRAN. Это были публикации «Предварительный отчет» и «Спецификации для IBM Matmal Transmula TRANslating System». А еще через два года работы, возглавляемая Бэкусом команда представила миру первый компилятор языка программирования Fortran (25 тыс. строк для IBM 704).

Вначале, название этой системы писалось исключительно большими буквами: FORTRAN. Его применяли для различных версий до появления Fortran 77. Для бесплатных вариантов синтаксиса новое написание использовалось, начиная с Фортран 90. Особенность версии Fortran 77 заключается в том, что в состав языка не входили строчные символы, но в качестве дополнения многие компиляторы их могут поддерживать.

Узнай, какие ИТ - профессии
входят в ТОП-30 с доходом
от 210 000 ₽/мес

Павел Симонов

Исполнительный директор Geekbrains

Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.

Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!

Скачивайте и используйте уже сегодня:

Павел Симонов

Исполнительный директор Geekbrains

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

Подборка 50+ бесплатных нейросетей для упрощения работы и увеличения заработка

Только проверенные нейросети с доступом из России и свободным использованием

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

Список проверенных ресурсов реальных вакансий с доходом от 210 000 ₽

Получить подборку бесплатно

pdf 3,7mb

doc 1,7mb

Уже скачали 31988

Как создавался язык программирования Fortran?

• Первая программа, которая компилировала текст, написанный на языке Фортран, в набор машинных кодов разрабатывалась с нуля в период с 54 по 57 года прошлого века. Тогда еще не были созданы высокоуровневые (= HLL) символьные системы. В основном все ОС отличались простотой, а память компьютеров не превышала 16 Kb. Тот компилятор был ориентирован на IBM 704. Система HLL оказалась более производительной, чем ассемблер, что и способствовало ее быстрому распространению.
• Разработка Fortran завершилась в 1958 году. Тогда же появился и третий Фортран, но эта версия еще не была широко представлена.
• Фортран IV появился уже в 1961 году. Он включал ряд улучшенных разработок, в том числе, были реализованы операторы COMMON и EQUIVALENCE.
• Еще через год агентством стандартизации США были развернуты работы по разработке стандартов для объективно ориентированной системы Фортран. Это был необходимый шаг для того, чтобы этот язык программирования мог использоваться на всех новых компьютерах. В результате Fortran получил еще большую популярность и был доступен на Apple и TRS80.
• Первый международный стандарт HLL получил реализацию в языке FORTRAN 66 в 1967 году. Благодаря его публикации, ФОРТРАН по широте своего применения намного опередил другие языки того времени. В средине 1970-х годов прошлого века эта система уже использовалась почти на всех ПК, мини или мэйнфреймах. В языке программирования FORTRAN 66 применялись утверждение if, goto-statement и spagethi-программы. Аналогичное структурированное написание программ получило особую популярность в шестидесятых и семидесятых годах.

При этом, пока не появилась версия языка программирования Fortran 90 не учитывались пробелы, расположенные между 7-м и 72-м столбцами. Другими словами, цикл «DO I = 1.5» мог представляться в форме записи. В то же время, «DO I = 1,5» имеет значение аналогичное с «DOI = 1.5».

Читайте также!

Язык программирования Lisp: в чем его уникальность

Подробнее

Большое количество промышленных кодов писались в Nastran, NAG и IMSL. Важно, чтобы обновленные вариации языка программирования были совместимы с ранними версиями. Этому требованию полностью соответствовал Фортран 90. Эта версия совместима с Fortran 77. В дальнейшем при появлении новых разработок данное требование уже не соблюдалось.

Более современные версии языка программирования Fortran 90 и 95 были обновлены до стандарта Фортран 2003, который действует до настоящего времени. Отметим, что новые программы для компилирования в машинный код могут без ограничений использоваться в современных версиях и могут поддерживать даже 64-хразрядные процессоры. Кроме того, с учетом существующих тенденций разработчики создали компиляторы для Linux в форме объектно-ориентированной системы Actor Fortran.

Структура языка программирования Fortran

Программа на языке программирования Fortran представляет собой систему, составленную из элементов библиотеки, включающих основной программный текст, модули, внешние подпрограммы и процедуры.

Любая программа включает базовый набор комбинаций компьютерных инструкций и данных. Кроме того, она может содержать/не содержать дополнительные программные модули. Синтаксис основного набора:

program program_name

implicit none

! type declaration statements

! executable statements

end program program_name

Приведем пример компьютерной программы, для добавления 2-х чисел и вывода результата:

Live Demo

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

В результате компиляции и запуска такой записи, программа позволяю получить результат в виде:

The total is 27.0000000

Дарим скидку от 60%
на обучение «Веб-разработчик» до 01 декабря

Уже через 9 месяцев сможете устроиться на работу с доходом от 150 000 рублей

Забронировать скидку

• Началом каждой компьютерной программы на языке Fortran выступает запись ключевого слова program, а в ее конце указывается end program, после чего прописано название программного продукта.
• Неявная команда none дает возможность компилирующей программе выполнить проверку правильности объявления типов переменных. Следует в обязательном порядке в начале программы прописывать оператор none вначале каждой программы.
• Для выделения комментариев в Fortran применяется установленная перед ними метка (!). Все следующие за восклицательным знаком символы или строки компилятор будет игнорировать.
• Для вывода данных на монитор следует прописать оператор print *.
• Что программа была более удобной для чтения нужно использовать отступы строк кода.
• В языке программирования Fortran могут использоваться прописные и строчные символы. Данная система не имеет чувствительности к регистрам, если это не строковые литералы.

Базовый комплект символов языка программирования Fortran включает

• Буквенные символы А … Я и А … Я.
• Цифровые обозначения 0 … 9.
• Метка подчеркивания (_)
• Спецсимволы =: + пробел — * / () [],. $ ‘! «% &; <>?
• Обозначения включают символы основной библиотеки. Модуль аутентификации (токен) может выступать ключевым словом, идентификатором, постоянной, строковым литералом или символом.
• Операторы заявления программы составляются из токенов.

Только до 25.11

Скачай подборку материалов, чтобы гарантированно найти работу в IT за 14 дней

Список документов:

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

20 профессий 2023 года, с доходом от 150 000 рублей

Чек-лист «Как успешно пройти собеседование»

Чтобы получить файл, укажите e-mail:

Введите e-mail, чтобы получить доступ к документам

Подтвердите, что вы не робот,
указав номер телефона:

Введите телефон, чтобы получить доступ к документам

Скачать подборку бесплатно pdf 2,5mb

Уже скачали 52300

Я подтверждаю согласие на обработку персональных данных.

Идентификатор — это имя, которое применяется для определения переменной, действия или других компонентов программы, которые определены пользователем. Приведем также правила его написания в языке программирования Fortran.

• Максимальное количество символов в идентификаторе — 31.
• Имя может включать буквенно-цифровые знаки, указанные выше и подчеркивание (_).
• Начинаться идентификатор может только с буквенного символа.
• У идентификатор нет чувствительности к регистру.

Ключевыми словами называют специальные, зарезервированные в библиотеке записи, которые нельзя применять в виде идентификаторов/имен.

Приведенная ниже таблица содержит ключевые слова Фортран.

Достоинства и недостатки языка Fortran

Fortran имеет свои особенности, которые выгодно отличают его среди современных языков программирования. Он был первой компилируемой системой высокого уровня, ориентированной на применение в области науки и техники. Более того, язык программирования Фортран продолжает успешно развиваться, что подтверждает его актуальность, даже при наличии систем, которые появились намного позже. Может показаться, что сейчас нет особых запросов по его использованию, но он все еще имеет большой список преимуществ.

Читайте также!

Язык Haskell: особенности и сферы применения

Подробнее

Достоинства языка программирования Fortran:

• Очень простой и доступный вариант языка для обучения программированию. Система отличается понятным синтаксисом, а ее исторический опыт применения будет полезен для тех, кто только начинает знакомиться с разработкой программ.
• Освоив азы Fortran, будет не сложно разобраться в других языках.
• Система имеет обширный набор инструментов, доступных на бесплатной основе, поэтому не придется заморачиваться с лицензиями.
• Благодаря распространенности во всем мире, Фортран имеет объемную библиотеку и большой ассортимент прикладных приложений, которые созданы за его длинную историю.
• Эта система стандартизирована для разных платформ, а ее новые версия отличаются совместимостью с более ранними вариантами.
• Язык программирования Fortran имеет набор средств (трансляторов) для преобразования в машинные системы разных компьютеров.
• Практически на всех ПК присутствует компилятор Фортран, поэтому у пользователей всегда есть возможности для сложных параллельных вычислений.
• С помощью этой системы можно формировать компактные и эффективные программные коды, чем и была обусловлена ее востребованность в то время, когда ЭВМ еще не отличались особой производительностью.
• Язык программирования Fortran полезно изучать тем, кто получает высшее образование по техническим и, особенно, физико-математическим дисциплинам.

Основные минусы языка программирования Fortran:

• Жесткие требования к формату кода. К примеру, версия Фортран 77 имеет ограничения по длине строки, а в ее начале нужно было делать отступ. Этакие условия делали неудобной работу даже при использовании перфокарт, не говоря уже о мониторе ПК. Позже, начиная со стандарта Fortran 90, эти ограничения смягчили.
• Небольшой набор команд для управления программной структурой. К примеру, очень сложно было писать программные приложения, при отсутствии оператора GOTO.
• Слабый набор средств для описания данных.

Компиляторы для языка программирования Fortran

Программы для перевода программных текстов Fortran в набор машинных годов для IBM вплоть до 1997 в основном создавались специалистами Microsoft. Затем корпорация перестала разрабатывать компиляторы для Фортран, ссылаясь на низкую рентабельность. Сейчас основной поставщик таких программ – это компания DEC, которая в 1998 г. вошла в Compaq, а затем уже они совместно слились с HP.

Популярные статьи

Высокооплачиваемые профессии сегодня и в ближайшем будущем

Дополнительный заработок в Интернете: варианты для новичков и специалистов

Востребованные удаленные профессии: зарабатывайте, не выходя из дома

Разработчик игр: чем занимается, сколько зарабатывает и где учится

Как выбрать профессию по душе: детальное руководство + ценные советы

Специалисты DEC разрабатывает компилятор, который интегрирован со средой разработки Digital Visual Fortran и базируется на Майкрософт Визуал Студио. Наибольшую популярность среди программ этой линейки получили FPS 4.0 (Майкрософт Fortran Power Station), DVF 5.0 и 6.0. Все эти компиляторы совместимы с несколькими стандартами языка программирования Fortran.

Компания Lahey относится к наиболее крупным поставщикам компиляторов Фортран. Ее специалисты разрабатывают решения, которые ориентированы на ОС Windows и Linux.

На протяжении нескольких лет лучшей средой для программирования на Фортран считалась разработка компании Watcom. Работа над этим компилятором была выделена в обособленный проект Open Watcom, который предлагал решения на открытой основе.

К известным и популярным продуктам, которые развиваются до сих пор, можно отнести компилятор Intel Fortran Compiler. С его помощью можно проводить оптимизацию кода под платформы Интел ia32 и ia64.

Среди решений, поставляемых на бесплатной основе, стоит отметить компилятор, созданный разработчиками Sun Microsystems (входит в Sun Studio). Этот продукт обеспечивает генерацию эффективного кода под SPARC, x86 и x86_64, а также совместим с ОС Solaris, так и GNU/Linux.

Открытую среду программирования для FORTRAN 77 предлагает фонд свободного программного обеспечения GNU. Этот компилятор доступен почти для всех платформ и совместим с GCC. При этом, продукт фонда не поддерживает все современные стандарты Fortran. Стоит упомянуть и проект g95, который занимается разработкой среды для Fortran 95 на базе GCC компилятора.

Перспективы языка программирования Fortran

По статистике, около 0,74 % запросов в популярных поисковых системах в отношении языков программирования связаны с системой Fortran. Чтобы показать, насколько высок этот показатель, стоит отметить, что у таких известных языков, как Lisp, Scala, Clojure, LabVIEW, Haskell, Rust и VHDL, он оказался намного меньшим.

За время развития системы Fortran компиляторы для нее создавали: IBM, Майкрософт, Compaq, Hewlett-Packard, Oracle и др. В результате этот язык программирования получил совместимость с ОС Windows, Mac OS и Linux. Сейчас, благодаря приложению CCTools для Андроид, программу-компилятор даже можно взять с собой. Ее запуск, при некоторых манипуляциях, возможен и на iPhone.

Спрос на использование Фортран остается довольно высоким в научной и технической сферах. Этот язык программирования применяют для анализа прогнозов погоды, сейсмической активности, в молекулярной динамике и океанографии. Это эффективная система обработки и представления данных в цифровой форме, которая зарождалась еще в те времена, когда только стали появляться первые калькуляторы для массового потребителя.

Сейчас основным «соперником» рассматриваемой системы выступает MATLAB, отличающейся более высокой универсальностью и удобством работы. При этом, конкурент имеет и свои минусы. У MATLAB присутствуют жесткие ограничения по параметрам ПО. Он обходится довольно дорого и часто его применение можно считать излишним.

Сложно предвидеть развитие IT технологий и языков программирования на ближайшие 20 или даже 10 лет. Если же сегодня проанализировать основных конкурентов Фортран, к примеру Go то можно отметить, что основные недостатки их обусловлены универсализацией. Другими словами, разработчики языка программирования Fortran четко определились со специализацией, которая ориентирована на учёных.

Они принимают во внимание мнение своей целевой аудитории и стремятся удовлетворить ее пожелания. Скорее всего, и в будущем команда Фортран не станет отказываться от своей направленности в угоду новым тенденциям. Это значит, что еще минимум одно поколение программистов будет использовать эту систему, а затем миру будет представлена новая версия популярного языка программирования Fortran.

Автор статьи:

Редакция сайта GeekBrains Шеф-редактор раздела Программирование