FORTAN kód: Nagyon régi nyelv a numerikus számítástechnika számára

Közzététel: Támogatása segít fenntartani a webhely működését! Az ezen az oldalon javasolt szolgáltatások némelyikén referenciadíjat keresünk.


Ha van tapasztalata a programozással kapcsolatban, akkor néhány órában megtanulhatja a Fortran-t. Elképesztően könnyű nyelv, mégis nagyon erős.

És hogy némi képet adjon erről a hatalomról, fontolja meg ezt: először 1957-ben jelent meg, és ma is használják a modern tudomány és a mérnöki legbonyolultabb problémák megoldására..

A Fortran nagyon rövid története

A Fortran történelmének megértése érdekében vissza kell térnünk a legkorábbi modern számítógépekre.

Assembly nyelv

Az 1940-es években mind a számítógépeket összeszerelési nyelvvel programozták – közvetlen utasításokat adtak a számítógépnek. Például, képzelje el, hogy két egész számot szeretne hozzáadni az 1954-es élvonalbeli számítógéphez, az IBM 704-hez. Írnia kell valami hasonlót (pdf):

CLA 100
ADD 101

A CLA utasítja a számítógépet, hogy törölje az Akkumulátor-nyilvántartást, és adja hozzá a 100 memóriahelyen tárolt értéket. Ezután az ADD parancs utasítja a számítógépet, hogy a 101-es memóriahelyen tárolt értéket adja hozzá az Akkumulátor-regiszterben tárolt értékhez..

Ez már bonyolult, és még nem is vitattuk meg, hogyan tárolhatjuk az értékeket a 100 és a 101 memóriahelyre!

Írja be a FORTRAN elemet

Nyilvánvaló, hogy ez a kódolás fáradságos és hihetetlenül hajlamos a hibákra. Tehát 1953 végén – röviddel az IBM 704 kiadása előtt – John W Backus számítástechnikus javaslatot nyújtott be egy magas szintű nyelv létrehozására, amely lehetővé tenné a programozók számára, hogy olyan egyszerű állításokat írjanak, mint I = 10 + J.

Ezután a fordító ezt konvertálhatja a számítógép által igényelt összeszerelési nyelv sok sorába. És 1956 végére megjelent az első FORTRAN kézikönyv (pdf). És hat hónappal később megjelent az első fordító, amely Fortran-t konvertáló nyelvre konvertálta.

A FORTRAN nem volt az első magas szintű programozási nyelv. De ez volt az első, amelyet széles körben alkalmaztak. És ennek jó okai vannak.

Fortran Evolution

Noha az első Fortran-fordítót 1957-ben adták ki, a nyelv tovább növekedett és fejlődött.

FORTRAN II

Az 1958-ban kiadott FORTRAN II bevezette a szubrutinokat és a funkciókat. Ezek kritikus lehetőségek voltak, mert lehetővé tették a jól strukturált kód kifejlesztését.

Ezek a funkciók lehetővé tették a programok számára, hogy ugyanazon kódblokkok többszöri meghívására kerüljenek, a kód megismétlése vagy a GOTO hívások használata nélkül. A két dolog közötti fő különbség az, hogy az alprogramok nem adtak vissza olyan változókat, mint a függvények.

FORTRAN IV / FORTRAN 66

A FORTRAN IV nagyon fontos mérföldkő volt. Különösen eltávolította a géptől függő szolgáltatásokat, és bevezette a nyelv logikai (logikai) jellemzőit.

De a FORTRAN IV annál fontosabb volt, mert többé-kevésbé lett a FORTRAN a programozó közösség számára. Ez leginkább annak a ténynek tulajdonítható, hogy a FORTRAN 66 közvetlenül a FORTRAN IV után került kiadásra.

És a FORTRAN 66 volt az első verzió, amely a hivatalos American National Standards Institute (ANSI) verziót mentette el.

FORTRAN 77

Időzítésének köszönhetően a FORTRAN 77 az a verzió, amelyet a legtöbb ember gondol, amikor a nyelvre gondol. Számos fontos funkciót adott hozzá.

Például, bár a FORTRAN IV rendelkezik IF utasításokkal (beleértve a háromirányú IF utasításokat is), csak a FORTRAN 77 engedélyezte az ELSE és az ELSE IF funkciókat. Ez nagymértékben fejlesztette a fájlok I / O és karakterfeldolgozási képességeit is.

Fortran 90

Ez óriási változást jelentett a nyelvben, amint azt egyszerűen az a tény látja, hogy a nyelv nevét már nem nyomtatják nagybetűkkel. Ez lehetővé tette a Fortran parancsok kisbetűs írását és a szabad formátumú forrásbevitel megvalósítását.

De sokkal kifinomultabb funkciókat is megvalósított, mint például az operátor túlterhelése. Ugyanakkor nem távolított el semmilyen funkciót, így a Fortran 77 programjai továbbra is pontosan úgy működtek, mint korábban.

Fortran 2015

A Fortran 90 óta számos frissítés történt a nyelvhez: Fortran 95, Fortran 2003, Fortran 2008 és a közelgő Fortran 2015 óta. Mindezek kisebb frissítések.

A Fortran 90 óta, vagy akár a FORTRAN 77 óta semmi lényeges nem történt meg, mivel a kódja általában változatlanul fordul.

Miért használják az emberek a Fortran-t??

Ha numerikus számításokat akar végezni, akkor valóban nincs jobb nyelv. Mivel régen ilyen hosszú, a Fortran fordítókat optimalizálták a számítások elvégzésére.

De talán a legjobb ok a Fortran használatára az, hogy óriási mennyiségű létező kód létezik az olyan dolgokhoz, amelyeket a tudományos programozók folyamatosan csinálnak.

Fontolja meg ezt: Numerikus receptek: A tudományos számítástechnika művészete évtizedek óta nélkülözhetetlen könyv minden tudományos programozó számára. Amikor 1986-ban jelent meg először, az összes Fortran példával meg volt írva.

Ezt a tényt a borítón nem említették. Csak feltételezték. Három évbe telt, mire a könyv különleges kiadása megjelenik Pascal-kóddal. Hat év telt el, mire egy C nyelvű változat megjelenik.

Mi teszi ilyen egyszerűvé Fortran-t?

Az alap Fortran csak egyszerű dolgokat csinál. Az összes szempont, például a hurkok és az if-then utasítások annyira integrálódnak más nyelvekbe, hogy valószínűtlen, hogy gondjai lesznek annak felvételére..

Az egyetlen dolog, ami kissé nehéz lehet, hogy a Fortrannak nagyon strukturált bemeneti formátumra van szüksége – vagy legalábbis a Fortran 66 és a Fortran 77 megtette. A Fortran 90 és a továbbiakban sokkal rugalmasabb.

De ha a Fortrannal dolgozik, akkor valószínű, hogy a kód régebbi változataival fog foglalkozni.

Fortran 77 példa

program sorrend
c A c (vagy *) betűvel kezdődő sorok megjegyzések
* Ez a program kinyomtat egy egyszerű számtani sorozatot
n egész szám, i
n = 0
csinálj 10 i = 1, 5
n = n + i
ír(*,*) "Az ", én, "szám ebben a sorozatban "
+"jelentése: ", n
10 folytassa
állj meg
vég

Itt van néhány dolog, amit észre kell venni:

  • A rendes kódnak a hetedik oszlopban kell kezdődnie (vagyis hat szóközzel előtte).

  • Ha az első oszlopba „c” vagy „*” kerül, akkor ez egy megjegyzés, és nem fordítva.

  • Az 1-5. Oszlopok használhatók nyilatkozatcímkékhez – hasonlóan a régi BASIC stílushoz.

  • Ha egy karaktert helyez a 6. oszlopba, ez azt jelenti, hogy az előző sorból származó kód folytatódik. Ez azért fontos, mert az állításokat csak a 7. és a 72. oszlopba lehet elhelyezni.

A kimenetnek elég világosnak kell lennie:

A sorozat 1-es száma 1
A sorozat 2 száma 3
A sorozat 3 száma 6
A sorozat 4 száma 10
A sorozat 5 száma 15

Tanulás Fortran

Van néhány alternatíva a Fortran elsajátításában.

Fortran oktatóanyagok

A Fortran valóban nagyon egyszerű nyelv, amelyet el kell tanulni, ha csupán annyit kell tennie, hogy programokat készítsen a numerikus problémák megoldására. Nyilvánvaló, hogy nem a grafikus felhasználói felületeket írók választása.

A tudósok és a mérnökök számára azonban a Fortran gyakran a legjobb eszköz a munkához. Ezekkel az oktatóanyagokkal valószínűleg készen áll arra, hogy néhány órán belül készítsen saját hasznos programokat.

  • FORTRAN 77 oktatóprogram: a Stanfordi Egyetemi oktatóprogram, amely megmutatja mindazt, amit tudnia kell a FORTRAN 77 kódolásának megkezdéséhez. És ha ismeri a FORTRAN 77 programot, akkor szinte bármilyen modern Fortran fordítót képes használni..

  • 7 lecke a Fortran 90/95-rel: ha szeretne elindulni az újabb szabványtól, és nem kell aggódnia a korábbi verziók által megkövetelt szigorú formázás miatt, ez a hely a kezdéshez. Ezenkívül egy PDF kézikönyvet is kínál, amelyet helyette használhat.

  • Bevezetés és alapvető Fortran: régi stílusú Fortran, sok példával.

  • Fortran bemutatója: Az oktatóprogramok bemutatója a G95 Fortran fordító használatával.

  • Programozás a FORTRAN-ban: egy nagyon alapvető bevezetés a FORTRAN 77-be, de valószínűleg minden, amire szüksége van.

Fortran Books

Meglepően sok könyv van a Fortran programozási nyelvéről. Lehet, hogy ezek a leggyorsabb és legegyszerűbb módja a nyelv elindításához.

  • A Fortran programozási sikere egy napban, Sam Key: egy rövid könyv, amely teljesíti a cím ígéretét.

  • FORTRAN 90/95 tudósoknak és mérnököknek: Stephen J Chapman: a Fortran modern programozásának alapos bevezetése, hangsúlyozva annak tudományos felhasználását.

  • James Kerrigan vándorol a Fortran 90-hez: egy könyv, amely felhívja a Fortran 90 régi stílusát ismerő emberek életbe léptetését és működését a Fortran 90-rel. Ez is kiváló referencia.

Fortran fordítók

Számos fordító elérhető. Lásd a Wikipedia Fortran fordítóinak listáját. Néhány érdemel külön megbeszélést:

  • GNU Fortran: a hivatalos Fortran fordító (kompatibilis a Fortran 95-rel), amely a GNU Compiler Collection része.

  • G95: egy ingyenes Fortran 95 fordító, aktív fejlesztésben és a Fortran 2003 és 2008 részeinek végrehajtásában.

  • MinGW: a GNU Compiler Collection portja (beleértve a Fortran-t is) a Microsoft Windows alkalmazások létrehozására.

Fortran Tools

  • F2c: egy egyszerű program és könyvtár a Fortran programok konvertálásához C. Ez hasznos C és C ++ programozók számára, akiknek meg kell használniuk a meglévő Fortran kódot, de nem akarnak zavarni a nyelvet.

  • Fortran eszközök, könyvtárak és alkalmazásszoftverek: A Fortran Company eszköz- és könyvtárak listája (a legtöbb ingyenes) a Fortran kódolók támogatására. Magában foglalja a grafikus könyvtárakat is.

  • Egyszerűen Fortran: olcsó Linux és Windows alapú fordító, amely integrált fejlesztési környezetet és hibakeresőt tartalmaz.

  • Modern Fortran: Stílus és használat Clerman és Spector által: egy könyv, amely segít a tudományos kódolóknak a Fortran hatékony felhasználásában.

  • Numerikus receptek a Fortran 77-ben: A tudományos számítástechnika művészete: továbbra is a legfontosabb forrás a legfontosabb algoritmusok számára.

Következtetés

Annak ellenére, hogy nagyon régi, a Fortran továbbra is értékes eszköz a programozók számára – különösen a tudományban és a mérnöki munkában dolgozók számára. Ugyanakkor ez egy könnyen használható nyelv. Tehát akár első nyelvként, akár egy másik eszközként, amelyet hozzáadhat az arzenáljához, érdemes megnézni.

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