FORTAN kóði: Mjög gömul tungumál fyrir tölfræðitölvun

Birting: Stuðningur þinn hjálpar til við að halda vefnum í gangi! Við þénum tilvísunargjald fyrir sumar þjónusturnar sem við mælum með á þessari síðu.


Ef þú hefur reynslu af forritun geturðu lært Fortran á nokkrum klukkustundum. Það er ótrúlega auðvelt tungumál, en samt mjög öflugt.

Og til að gefa þér hugmynd um þann kraft skaltu íhuga þetta: hann kom fyrst fram árið 1957 og er enn notaður í dag til að leysa nokkur flóknustu vandamál í nútíma vísindum og verkfræði.

Mjög stutt saga af Fortran

Til þess að skilja sögu Fortran verðum við að fara aftur í fyrstu nútímatölvur.

Þingmál

Á fjórða áratugnum voru tölvurnar allar forritaðar með samsetningar tungumáli – sem gaf tölvunni beinar leiðbeiningar. Ímyndaðu þér til dæmis að þú vildir bæta við tveimur tölum í fremstu tölvu 1954, IBM 704. Þú verður að skrifa eitthvað á þessa leið (pdf):

CLA 100
Bætið við 101

CLA segir tölvunni að hreinsa uppsöfnunarskrána og bæta við það gildi sem er geymt á minni staðsetningu 100. Þá segir ADD skipuninni til tölvunnar að bæta gildinu sem er geymt á minni stað 101 við það gildi sem er geymt á uppsöfnunarskránni.

Þetta er nú þegar flókið og við höfum ekki einu sinni rætt hvernig geyma skal gildin á minni stöðum 100 og 101!

Sláðu inn FORTRAN

Ljóst er að kóðun af þessu tagi er vinnusöm og ótrúlega viðkvæmt fyrir villum. Síðla árs 1953 – stuttu áður en IBM 704 átti að gefa út – lagði tölvunarfræðingurinn John W Backus fram tillögu um að búa til tungumál á háu stigi sem myndi gera forriturum kleift að skrifa einfaldar fullyrðingar eins og I = 10 + J.

Þá gæti þýðandinn umbreytt þessu í margar línur samkomutungunnar sem tölvan krafðist. Og seint á árinu 1956 kom fyrsta FORTRAN handbókin (pdf) út. Og sex mánuðum síðar kom fyrsti þýðandinn sem breytti Fortran yfir í samkomutungumál.

FORTRAN var ekki fyrsta forritunarmálið á háu stigi. En það var sá fyrsti sem var mikið notaður. Og það eru góðar ástæður fyrir því.

Fortran Evolution

Þrátt fyrir að fyrsta Fortran þýðandinn kom út árið 1957 hélt tungumálið áfram að vaxa og þróast.

FORTRAN II

FORTRAN II kom út árið 1958 og kynnti undirverkefni og aðgerðir. Þetta var mikilvæg aðstaða vegna þess að þau gerðu kleift að þróa vel uppbyggðan kóða.

Þessir eiginleikar gerðu forritum kleift að hringja í sömu kóðakubbar sem kalla má margoft án þess að endurtaka kóðann eða nota GOTO símtöl. Helsti munurinn á þessu tvennu er að undirverndar skiluðu ekki breytum eins og aðgerðir gerðu.

FORTRAN IV / FORTRAN 66

FORTRAN IV var mjög mikilvægur áfangi. Sérstaklega fjarlægði það vélháða eiginleika og kynnti rökréttar (Boolean) aðgerðir á tungumálinu.

En FORTRAN IV var mikilvægari vegna þess að það varð meira og minna venjulegt FORTRAN fyrir forritunarfélagið. Þetta var mest vegna þess að FORTRAN 66 var sleppt rétt eftir FORTRAN IV.

Og FORTRAN 66 var fyrsta útgáfan sem hýsti opinbera American National Standards Institute (ANSI) útgáfu.

FORTRAN 77

Vegna tímasetningar þess er FORTRAN 77 sú útgáfa sem flestir hugsa um þegar þeir hugsa um tungumálið. Það bætti við fjölda mikilvægra aðgerða.

Til dæmis, þó að FORTRAN IV hafi staðhæfingar IF (þ.mt þríhliða IF staðhæfingar), var það ekki fyrr en FORTRAN 77 að ELSE og ELSE IF aðgerðir voru leyfðar. Það einnig mjög háþróaður skrá I / O og eðli vinnslu hæfileika.

Fortran 90

Þetta þýddi mikla breytingu á tungumálinu eins og sjá má einfaldlega með því að nafn tungumálsins var ekki lengur prentað með öllum hástöfum. Það gerði það að verkum að Fortran skipanir voru skrifaðar með lágstöfum og útfærðar frjálst innslátt.

En það útfærði einnig mun flóknari eiginleika eins og ofhleðslu stjórnenda. Á sama tíma fjarlægði það enga eiginleika, svo að Fortran 77 forrit virkuðu enn nákvæmlega eins og áður.

Fortran 2015

Það hafa verið nokkrar uppfærslur á tungumálinu síðan Fortran 90: Fortran 95, Fortran 2003, Fortran 2008 og komandi Fortran 2015. Allt eru þetta smávægilegar uppfærslur.

Ekkert markvert hefur gerst við tungumálið síðan Fortran 90, eða jafnvel FORTRAN 77 þar sem kóði þess mun samt yfirleitt safna saman án breytinga.

Af hverju notar fólk Fortran?

Ef þú vilt framkvæma tölulega útreikninga er til raunverulega ekki betra tungumál. Vegna þess að það hefur staðið í svo langan tíma hafa Fortran þýðendur verið fínstilltir til að framkvæma útreikninga.

En kannski er besta ástæða þess að nota Fortran að það er gífurlegt magn af núverandi kóða fyrir það sem vísindalegir forritarar gera allan tímann.

Hugleiddu þetta: Tölulegar uppskriftir: Listin um vísindaleg tölvunarfræði hefur verið nauðsynleg bók fyrir alla vísindalega forritara í áratugi. Þegar það kom fyrst út árið 1986 var það skrifað með öllum Fortran dæmum.

Ekki var minnst á þessa staðreynd á forsíðunni. Það var bara gert ráð fyrir því. Það liðu þrjú ár þar til sérstök útgáfa bókarinnar kom út með Pascal kóða. Það liðu sex ár áður en C tungumálútgáfa kom út.

Hvað gerir Fortran svo auðvelt?

Basic Fortran gerir aðeins einfalda hluti. Allir þættir þess eins og lykkjur og ef-þá staðhæfingar eru svo samþættar á öðrum tungumálum að það er ólíklegt að þú átt í vandræðum með að taka það upp.

Það eina við það sem gæti verið svolítið erfitt er að Fortran þarfnast mjög skipulags innsláttarforms – eða að minnsta kosti Fortran 66 og Fortran 77 gerðu það. Fortran 90 og áfram er mun sveigjanlegra.

En ef þú ert að vinna með Fortran eru líkurnar á að þú takist á við eldri útgáfur af kóðanum.

Dæmi um Fortran 77

dagskrárröð
c Línur sem byrja á c (eða *) eru athugasemdir
* Þetta forrit mun prenta út einfalda töluröð
heiltala n, i
n = 0
gerðu 10 i = 1, 5
n = n + i
skrifa (*, *) "The ", i, "númer í þessari röð "
+"er: ", n
10 áfram
hætta
enda

Það eru nokkur atriði sem þarf að taka eftir hér:

  • Venjulegur kóði verður að byrja á sjöunda dálki (það er, með sex bil á undan).

  • Ef „c“ eða „*“ er sett í fyrsta dálkinn er það athugasemd og ekki tekin saman.

  • Nota má dálka 1-5 fyrir yfirlýsingamerki – svipað og gamall BASIC.

  • Ef stafur er settur í dálk 6 þýðir það að haldið er áfram með kóðann frá fyrri línu. Þetta er mikilvægt vegna þess að aðeins er hægt að setja staðhæfingar frá 7. til 72. dálki.

Framleiðslan ætti að vera nokkuð skýr:

1 tölan í þessari röð er 1
Tala 2 í þessari röð er 3
Þriðja tölan í þessari röð er 6
Fjöldi í þessari röð er 10
5 tölurnar í þessari röð eru 15

Að læra Fortran

Þú hefur nokkra valkosti í því hvernig þú lærir Fortran.

Fortran námskeið

Fortran er í raun mjög einfalt tungumál til að læra ef allt sem þú þarft að gera er að búa til forrit til að leysa töluleg vandamál. Ljóst er að það er ekki val fólks sem skrifar myndræn notendaviðmót.

En fyrir vísindamenn og verkfræðinga er Fortran oft besta verkfærið fyrir starfið. Með þessum námskeiðum muntu líklega vera fær um að skrifa þín eigin gagnlegu forrit innan nokkurra klukkustunda.

  • FORTRAN 77 kennsla: Stanford University kennslan sem sýnir þér allt sem þú þarft að vita til að hefja kóðun FORTRAN 77. Og ef þú veist FORTRAN 77, þá ættir þú að geta notað næstum hvaða nútíma Fortran þýðanda.

  • 7 kennslustundir með Fortran 90/95: Ef þú vilt byrja á nýrri staðli og ekki þurfa að hafa áhyggjur af ströngum sniðum sem krafist er í fyrri útgáfum, þá er þetta staðurinn til að byrja. Það býður einnig upp á PDF handbók sem þú getur notað í staðinn.

  • Kynning og grunn Fortran: Fortran með gamla stíl með fullt af dæmum.

  • Fortran námskeið: námskeiðin benda kennslu með G95 Fortran þýðanda.

  • Forritun í FORTRAN: mjög grunn kynning á FORTRAN 77, en líklega allt sem þú þarft virkilega.

Fortran bækur

Það kemur á óvart fjöldi bóka um Fortran forritunarmálið. Þú getur fundið þetta fljótlegasta og auðveldasta leiðin til að byrja með tungumálið.

  • Fortran Forritun velgengni í dag eftir Sam Key: stutta bók sem skilar loforði um titil sinn.

  • FORTRAN 90/95 fyrir vísindamenn og verkfræðinga eftir Stephen J Chapman: ítarleg kynning á nútíma Fortran forritun með áherslu á notkun þess í vísindum.

  • Flytja til Fortran 90 eftir James Kerrigan: bók til að fá fólk sem þekkir gamla stíl Fortran í gang með Fortran 90. Það er líka frábær tilvísun.

Fortran þýðendur

Það er fjöldi þýðenda í boði. Sjá lista Wikipedia yfir Fortran þýðendur. Nokkur eiga skilið sérstaka umfjöllun:

  • GNU Fortran: opinberi Fortran þýðandinn (samhæfur við Fortran 95) sem er hluti af GNU Compiler Collection.

  • G95: ókeypis Fortran 95 þýðandi sem er í virkri þróun og er að innleiða hluta af Fortran 2003 og 2008.

  • MinGW: tengi í GNU Compiler Collection (þar á meðal Fortran) í þeim tilgangi að búa til Microsoft Windows forrit.

Fortran verkfæri

  • F2c: einfalt forrit og bókasafn til að umbreyta Fortran forritum í C. Þetta er gagnlegt fyrir C og C ++ forritara sem þurfa að nota núverandi Fortran kóða, en vilja ekki láta vanda sig við tungumálið.

  • Fortran verkfæri, bókasöfn og hugbúnað: Listi Fortran fyrirtækisins yfir verkfæri og bókasöfn (flest ókeypis) til að hjálpa Fortran merkjara. Það felur í sér hluti eins og grafík bókasöfn.

  • Einfaldlega Fortran: ódýr Linux og Windows-grunn þýðandi, sem inniheldur samþætt þróunarumhverfi og kembiforrit.

  • Modern Fortran: Style and Use by Clerman and Spector: bók til að hjálpa vísindalegum kóða að nota Fortran á skilvirkan hátt.

  • Tölulegar uppskriftir í Fortran 77: The Art of Scientific Computing: samt endanleg heimild fyrir mikilvægustu reikniritin.

Niðurstaða

Jafnvel þó að það sé mjög gamalt er Fortran áfram mikilvægt tæki fyrir forritara – sérstaklega þá sem vinna í vísindum og verkfræði. Á sama tíma er það auðvelt tungumál í notkun. Svo annað hvort sem fyrsta tungumál, eða sem annað tæki til að bæta við vopnabúr þitt, þá er það þess virði að skoða það.

Jeffrey Wilson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
    Like this post? Please share to your friends:
    Adblock
    detector
    map