Основы и особенности Fortran

Общая информация о Fortran

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.

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.

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.