زبان برنامه نویسی فرترن (فرترن). مرده متحرک. فرترن

از من خواسته شد تا اولین پست خود را اینجا بنویسم، جایی که vt4a2h استفاده از C ++ را برای یادگیری پیشنهاد می کند. بله، روشن است این موضوعبسیاری از نسخه ها شکسته شد.

من، احتمالاً مانند اکثر دانش‌آموزان در وسعت سرزمین مادری ما، شروع به درک اصول اولیه از طریق یک صفحه آبی کردم، اما نه مرگ، بلکه Turbo Pascal 7.0. البته Basic نیز وجود داشت که من برای اولین بار با آن برخورد کردم سن پیش دبستانیدر رایانه شوروی "الکترونیک". سپس به نظر یک ویرایشگر متن عجیب به نظر می رسید، زیرا رایانه، از چشم یک کودک، برای بازی ساخته شده است. با این حال ، قبلاً در مؤسسه ، با زبان فرترن آشنا شدم ، با یادگیری آن ، هنوز در تعجبم که چرا از آن برای تدریس استفاده نمی شود.

بله، بسیاری خواهند گفت که زبان مرده است، مطابقت ندارد واقعیت های مدرن، و کتاب های درسی با نام، مانند تصویر، فقط باعث لبخند می شوند. من سعی خواهم کرد توضیح دهم که چرا این زبان بسیار قابل توجه است و چرا آن را به عنوان زبان اول توصیه می کنم. اگر علاقه مند هستید، under cat خوش آمدید.

من معتقدم که اساس اصول برنامه نویسی را باید در سال های تحصیلی، حداقل در دبیرستان، گذاشت. حتی اگر در زندگی از رایانه فقط برای تایپ در Word "e" یا برای برقراری ارتباط استفاده شود در شبکه های اجتماعی، حداقل دانش از چیستی یک الگوریتم و نحوه ساختار دهی دنباله ای از اقدامات به منظور بدست آوردن نتیجه مطلوب، حداقل آنها در بزرگسالی به پسر جوان آسیب نمی رسانند، اما به احتمال زیاد به شکل گیری یک طرز فکر خاص کمک می کنند.

برای اینکه درس های علوم کامپیوتر یک شادی باشد و نه یک کابوس، دانش آموز باید بفهمد که چه کاری انجام می دهد، چگونه این کار را انجام می دهد و چرا این کار به این صورت انجام می شود نه غیر از این. از این گذشته ، در واقع ، شما باید اطلاعات مربوط به چرخه و عملگر شرطی را به درستی منتقل کنید تا شخص بتواند به تنهایی برنامه بنویسد. در عین حال، هر چه نحو زبان ساده‌تر باشد، درک منطق نوشتن کد آسان‌تر است. اگر شخصی یاد بگیرد که الگوریتم درستی بنویسد، برای برنامه نویسی به زبان های دیگر، فقط باید نحو این زبان را بداند و اساس آن از قبل گذاشته شده است.

چرا فرترن اینقدر قابل توجه است؟

از این رو نام خود زبان: برایملا تراناسلاتور یا «مترجم فرمول». آن ها در ابتدا، زبان بر روی افراد بدون آموزش خاص متمرکز بود، به این معنی که باید تا حد امکان ساده باشد.

خب، سازندگان در سادگی موفق شدند. اولین برنامه کلاسیک به این صورت است:

برنامه hw write(*,*) "سلام، دنیا!" پایان
نحو حتی کمی ساده تر از پاسکال است، نیازی به قرار دادن در انتهای خط نیست. ; " یا " : "در مقابل علامت مساوی. علاوه بر این، مردم با حداقل دانش به انگلیسی، درک معنای ساده ترین برنامه دشوار نیست.

در اینجا می خواهم توجه داشته باشم که فرترن چندین تجدید نظر در استانداردها دارد که اصلی ترین آنها 77 و 90 هستند (با حفظ تداوم). 77 فرترن واقعا قدیمی است، برای طول خط محدودیتی وجود دارد، و باید در ابتدای خط فرورفتگی کرد، که می تواند برای یک نامزد برنامه نویس جوان شوک فرهنگی ایجاد کند. جای تعجب نیست که برنامه های نوشته شده در فرترن 77 از زبان دوست من نام بزرگ "کد برژنف" را دریافت کردند. بنابراین تمام متن من به استاندارد زبان 90 و جدیدتر اشاره دارد.

به عنوان مثال، در اینجا یک کد برای محاسبه مجموع اعداد صحیح غیر منفی از 1 تا n، وارد شده از صفحه کلید، توسط دانشجوی فارغ التحصیل من در هنگام آموزش برنامه نویسی از ابتدا نوشته شده است. بر روی آن بود که آموزش Fortran را به عنوان زبان اول تجربه کردم. امیدوارم که به نفع او بوده باشد و آزمایش من موفقیت آمیز بود. حداقل او اصول اولیه را در یکی دو کلاس یاد گرفت که اولین آن یک سخنرانی در مورد زبان بود.

برنامه chisla ضمنی هیچ ! متغیرهای عدد صحیح n,i,s ! بدنه chisla s=0 بنویسید (*,*) "n را وارد کنید" بخوانید (*,*) n اگر (n.le.0) سپس بنویسید (*,*) "منفی یا صفر" وگرنه i=1,n s انجام دهید =s+i پایان بنویسید (*,*) "Sum=", s end if end
به راحتی می توان فهمید که روشی که ما فکر می کنیم، نحوه نوشتن کد است. اصولاً هیچ مشکلی نمی تواند برای دانش آموز پیش بیاید. مطمئناً یک خواننده با دقت می‌پرسد که هیچکدام ضمنی و دو ستاره درون پرانتز که با کاما از هم جدا شده‌اند، برای چیست. هیچکدام ضمنی به ما می گوید که ما به صراحت نوع متغیرها را مشخص می کنیم، در حالی که بدون این ورودی، کامپایلر خود نوع را حدس می زند. ستاره اول به این معنی است که ورودی و خروجی روی صفحه هستند و دومی نشان می دهد که فرمت ورودی / خروجی به طور خودکار تعیین می شود. در واقع، برنامه های فرترن پیچیده تر از کد نوشته شده در بالا به نظر نمی رسند.

در مورد محیط نرم افزار چطور؟

برای نوشتن برنامه در فرترن، هر ویرایشگر متن. اگر می‌خواهید نحو برجسته شود، می‌توانید از Notepad++ (فقط از نحو استاندارد ۷۷ پشتیبانی می‌کند) یا SublimeText استفاده کنید. ما برنامه را نوشتیم، با چه چیزی کامپایل خواهیم کرد؟ همه چیز در اینجا ساده است، می توانید از گنو فوتران رایگان استفاده کنید. اگر استفاده غیرتجاری برنامه ریزی شده باشد، می توان از کامپایلر اینتل که به خوبی برای پردازنده هایی با همین نام بهینه شده است و با حداقل IDE مورد نیاز عرضه می شود، حرکت کرد. آن ها آستانه ورود بسیار مطلوب است.

به گفته بسیاری از کاربران، بهترین محیط توسعه فرترن، Compaq Visual Fortran 6.6 است که آخرین نسخه آن در اوایل دهه 2000 منتشر شد. چرا محیطی مبتنی بر ویژوال استودیو 6.0 که بدون رقص با تنبور، حداکثر روی ویندوز XP 32 بیتی راه اندازی می شود و محدودیتی در حافظه استفاده شده دارد، در بین توسعه دهندگان فرترن محبوبیت زیادی پیدا کرده است. پاسخ در شکل زیر نشان داده شده است.

این Compaq Array Visualizer است که ابزار بسیار مفیدی برای تجسم آرایه های 1، 2 و 3 بعدی در حین اشکال زدایی یک برنامه به طور مستقیم از دیباگر است. به قول معروف، یک بار امتحانش کردید، همین الان بخورید. واقعیت این است که فرترن اکنون عمدتاً در علم (که بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت) استفاده می شود، به ویژه در حوزه ای که من با آن سروکار دارم، یعنی در فیزیک جو. هنگام اشکال زدایی برنامه ها، آرایه ها حوزه های مختلف هواشناسی مانند دما، فشار، سرعت باد را نشان می دهند. یافتن خطا در فیلدهای گرافیکی بسیار ساده تر از مجموعه ای از اعداد است، به خصوص از آنجایی که معمولاً مشخص است که فیلد چگونه باید باشد، بنابراین خطاهای آشکار فورا قطع می شوند.

متأسفانه، تمام پیشرفت‌ها در کامپایلر از Compaq به اینتل منتقل شد. اینتل در ابتدا از Array Visualizer پشتیبانی می کرد، با این حال، آن نسخه ها قبلاً انعکاسی کم رنگ از محصول Compaq بودند، کار کردن با آنها مانند قبل راحت نبود، اما حداقل عملکرد حداقل حفظ شد. متأسفانه، اینتل توسعه نسخه های جدید Array Visualizer را متوقف کرده است و به این امر پایان داده است ابزار مفید. به همین دلیل است که انجمن فرترن در اکثر موارد برنامه ها را می نویسد و آنها را تحت Compaq Visual Fortran در ویندوز اشکال زدایی می کند و محاسبات رزمی را روی سرورهای تحت لینوکس با استفاده از کامپایلرهای اینتل راه اندازی می کند. اینتل، لطفاً درخواست های کاربران را بشنوید، یک ابزار تجسم آرایه معمولی را به دیباگر خود برگردانید!

جایگاه فرترن در دنیای مدرن

و اکنون به موضوعی می‌رسیم که معمولاً با همکارانم که از Matlab استفاده می‌کنند، بحث‌های داغی ایجاد می‌کند، آنها استدلال می‌کنند که زبان نادری که در این پست توضیح داده شده است برای هیچ چیز مفید نیست. در اینجا من با آنها مخالفم. واقعیت این است که فرترن در طول تاریخ در محاسبات مهندسی یا علمی مورد استفاده قرار گرفته است و به همین دلیل به مرور زمان کتابخانه ها و کدهای آماده بسیاری برای برنامه های حل یک مشکل خاص به دست آورده است.

کد به معنای واقعی کلمه از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود و به خوبی مستند شده است. شما می توانید بسیاری از راه حل های آماده برای معادلات فیزیک ریاضی، جبر خطی (در اینجا باید به اجرای موفقیت آمیز کار با ماتریس ها اشاره کرد)، انتگرال و معادلات دیفرانسیلو خیلی خیلی بیشتر احتمالاً یافتن مسئله ای از رشته علوم فیزیکی و ریاضی که الگوریتمی در زبان فرترن برای آن پیاده سازی نشود، دشوار است. و اگر بهینه سازی عالی کامپایلرهای اینتل برای پردازنده های اینتل، پشتیبانی از محاسبات موازی در خوشه های با کارایی بالا را در نظر بگیریم، مشخص می شود که چرا این زبان جایگاه اول شایسته ای را در جامعه علمی به خود اختصاص می دهد. من فکر می کنم می توانید یک کامپایلر Fortran را روی هر ابرکامپیوتری نصب شده پیدا کنید.

اکثر مدل های جدی، حداقل از حوزه فیزیک جو، در فرترن نوشته شده اند. بله، بله، پیش بینی آب و هوا که هر از چند گاهی به آن علاقه مند هستند، طی محاسبات مدل های نوشته شده به این زبان به دست می آید. علاوه بر این، زبان در رکود نیست، بلکه دائماً در حال بهبود است. بنابراین، پس از استانداردهای 77 و 90 که قبلا توضیح داده شده بود، نسخه های جدید 95، 2003، 2008 ظاهر شدند که پشتیبانی از آنها در کامپایلرهای فعلی پیاده سازی شده است. آخرین نسخه هافرترن تا حدودی زبان قدیمی تست شده را تازه کرد، پشتیبانی از سبک مدرن را اضافه کرد، برنامه نویسی شی گرا را اضافه کرد، که نبود آن تقریباً برگ برنده اصلی مخالفان این زبان بود. علاوه بر این، گروه پورتلند کامپایلر PGI CUDA Fortran را منتشر کرده است که امکان محاسبات بسیار موازی روی کارت‌های ویدئویی را فراهم می‌کند. بنابراین، بیمار بیش از زنده است، به این معنی که برنامه نویسان فرترن هنوز مورد تقاضا هستند.

به جای حرف آخر

• یادگیری Fortran بسیار آسان است، نحو برای یک فرد ناآماده واضح است. با یادگیری اصول اولیه، یادگیری مجدد هر زبان دیگری آسان است.
• مجموعه رایگان ابزارها به شما این امکان را می دهد که سوالات غیر ضروری از صاحبان حق چاپ دریافت نکنید.
• این زبان برای معلمان آشنا است، زیرا برای مدت طولانی وجود داشته است و معلمان ما عمدتاً نمایندگان نسل قدیمی هستند.
• این به طور گسترده در سراسر جهان توزیع شده است و گنجینه ای از کتابخانه های مختلف است.
• استاندارد، کراس پلتفرم و سازگار با نسخه های قبلی.
• به دلیل تمرکز بر محاسبات علمی و مهندسی برای دانشجویان رشته های فنی و به ویژه فیزیکی و ریاضی مفید است.
• مرتبط و مورد تقاضا تا به امروز.

تاریخچه ایجاد زبان برنامه نویسی Fortran. استانداردهای موجود نسخه زبان برنامه نویسی فرترن.

برنامه های اولین کامپیوترها توسط برنامه نویسان به زبان های دستوری ماشین نوشته شده است. این یک فرآیند بسیار پر زحمت و طولانی است. زمان قابل توجهی بین شروع برنامه و شروع استفاده از آن سپری شده است. این مشکل تنها با ایجاد ابزارهای اتوماسیون برنامه نویسی قابل حل است.
اولین "ابزار"ی که باعث صرفه جویی در کار برنامه نویسان شد، برنامه های فرعی بودند. در آگوست 1944، اولین زیربرنامه برای محاسبه sinx برای ماشین رله Mark-I به سرپرستی گریس هاپر (یک برنامه نویس زن، افسر نیروی دریایی ایالات متحده) نوشته شد.
بیش از یک گریس هاپر نگران مشکل تسهیل کار برنامه نویسان بود. در سال 1949، جان ماچلی (یکی از سازندگان کامپیوتر ENIAC) سیستم کد کوتاه را توسعه داد که می توان آن را پیشرو زبان های برنامه نویسی سطح بالا دانست. برنامه نویس مشکل را برای حل در فرم نوشت فرمول های ریاضی، فرمول ها را به کدهای دو حرفی تبدیل کرد. به علاوه برنامه ویژهاین کدها را به کد ماشین باینری ترجمه کرد. بنابراین، J. Mauchli یکی از اولین مفسران بدوی را توسعه داد. و در سال 1951 G. Hopper اولین کامپایلر A-0 را ایجاد کرد. او اولین کسی بود که این اصطلاح را معرفی کرد.

اولین زبان های سطح بالا: Cobol و Fortran
در دهه 1950، گروهی به رهبری G. Hopper شروع به توسعه زبان جدید و کامپایلر B-0 کردند. جدید زباناجازه می دهد برنامه نویسی به زبانی نزدیک به انگلیسی معمولی باشد. توسعه دهندگان این زبان حدود 30 کلمه انگلیسی را انتخاب کردند که برای شناخت آنها G. Hopper روشی را ارائه کرد که در اپراتورهای زبان های برنامه نویسی آینده حفظ شد: هر کلمه حاوی ترکیبی منحصر به فرد از حروف اول و سوم است. به همین دلیل، کامپایلر می تواند در هنگام تولید کد ماشین برنامه، تمام حروف دیگر کلمه را نادیده بگیرد.
نیاز به ظهور چنین سیستمی که زبان آن نزدیک به محاوره است، G. Hopper با این واقعیت مرتبط است که دامنه رایانه ها گسترش می یابد و در ارتباط با آن دایره کاربران رشد می کند. به گفته جی. هاپر، باید از تلاش‌ها برای «تبدیل همه آن‌ها صرفنظر کرد ریاضیدانان".
در سال 1958، سیستم B-0 FLOW-MATIC نام گرفت و بر پردازش داده های تجاری متمرکز بود. در سال 1959، زبان COBOL (زبان تجاری مشترک) مستقل از ماشین (Cobol) توسعه یافت. زبان برنامه نویسیسطح بالا برای مترجم مربوطه از آن زبان. مشاور ایجاد زبان COBOLجی. هاپر دوباره صحبت کرد.
در سال 1954، پیامی در مورد ایجاد زبان FORTRAN (FORmula TRANslation) (Fortran) منتشر شد. زادگاه این زبان، مقر IBM در نیویورک بود. یکی از توسعه دهندگان اصلی است

جان بکوس. او همچنین نویسنده NFB (Backus Normal Form) شد که برای توصیف نحو بسیاری از زبان های برنامه نویسی استفاده می شود. در همان دوره، زبان ALGOL در کشورهای اروپایی و در اتحاد جماهیر شوروی رایج شد. مانند FORTRAN بر مسائل ریاضی تمرکز داشت. این فناوری برنامه نویسی پیشرفته آن زمان - برنامه نویسی ساخت یافته را پیاده سازی کرد.

Fortran در اتحاد جماهیر شوروی.

Fortran در اتحاد جماهیر شوروی دیرتر از غرب ظاهر شد ، زیرا در ابتدا Algol زبان امیدوار کننده تری در کشور ما به حساب می آمد. ارتباط فیزیکدانان شوروی با همکارانشان از سرن، جایی که در دهه 1960 تقریباً تمام محاسبات با استفاده از برنامه های فرترن انجام می شد، نقش مهمی در معرفی فرترن داشت.

اولین کامپایلر Fortran شوروی در سال 1967 برای ماشین Minsk-2 ایجاد شد، اما شهرت زیادی کسب نکرد. معرفی گسترده فرترن پس از ایجاد کامپایلر FORTRAN-DUBNA در سال 1968 برای ماشین BESM-6 آغاز شد. کامپیوترهای ES که در سال 1972 ظاهر شدند، در ابتدا دارای یک مترجم فرترن بودند ("قرض گرفته شده" از IBM/360 همراه با نرم افزارهای دیگر).

استانداردها

این زبان در ANSI و ISO استاندارد شده است

استانداردها توسعه یافته اند - Fortran 66، Fortran 77، Fortran 90، Fortran 95، Fortran 2003 و Fortran 2008.

استانداردسازی زبان های برنامه نویسی پیش نیازهایی را برای افزایش تحرک ایجاد می کند نرم افزاربرای کامپیوترهای با هر معماری استانداردسازی فرترن یکی از دلایل ماندگاری این زبان است، زیرا به لطف استانداردسازی است که می توان از سرمایه عظیم برنامه های کاربردی که در طول چندین دهه وجود این زبان ایجاد شده است استفاده کرد.

Fortran یک زبان بسیار استاندارد است، به همین دلیل است که به راحتی برای پلتفرم های مختلف قابل حمل است. چندین استاندارد زبان بین المللی وجود دارد:

فرترن IV(بعدها اساس را تشکیل داد فرترن 66 (1966);

فرترن 77(1978) بسیاری از پیشرفت‌ها: نوع داده رشته‌ای و توابع برای پردازش آن، دستورات بلوک IF، ELSE IF، ELSE، END IF، عبارت گنجاندن قطعه برنامه شامل دستورات و غیره.

فرترن 90(1991) استاندارد زبان را به طور قابل توجهی تجدید نظر کرد. یک فرمت رایگان برای نوشتن کد معرفی کرد. ظاهر شد توضیحات اضافیضمنی هیچ، نوع، قابل تخصیص، اشاره گر، هدف، فهرست نام. ساختارهای کنترلی DO … END DO, DO WHILE,CYCLE, SELECT CASE, WHERE; کار با حافظه پویا (ALLOCATE، DEALLOCATE، NULLIFY)؛ اجزای نرم افزارماژول، خصوصی، عمومی، حاوی، رابط، استفاده، هدف. توابع داخلی جدید ظاهر شد، اول از همه، برای کار با آرایه ها، عناصر OOP در زبان ظاهر شدند

فرترن 95(1997) - تصحیح استاندارد قبلی فرترن 2003(2004) توسعه بیشتر پشتیبانی OOP در زبان. تعامل با سیستم عامل عملگر و ساختار FORALL معرفی شده‌اند که به انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به عملگر و ساختار WHERE برای اختصاص آرایه‌ها و جایگزینی حلقه‌های دست و پاگیر اجازه می‌دهد. FORALL به شما این امکان را می دهد که هر انتساب یا عملگر بخش را جایگزین کنید و به ویژه عبارت WHERE دسترسی به مورب یک ماتریس را فراهم می کند. این اپراتوردر محاسبات موازی امیدوارکننده در نظر گرفته می‌شود و به اجرای کارآمدتر موازی‌سازی نسبت به حلقه‌ها کمک می‌کند.

فرترن 2003(2004) توسعه بیشتر پشتیبانی OOP در زبان. تعامل با سیستم عامل. ویژگی های زیر نیز اضافه شده است: 1. ورودی/خروجی داده ناهمزمان 2. ابزار تعامل با زبان. 3. بهبود قرار دادن داده های پویا. فرترن 2008(2010) استاندارد پشتیبانی با استفاده از زبان محاسباتی موازی (Co-Arrays Fortran) را فرض می کند. همچنین قرار است حداکثر بعد آرایه ها را به 15 افزایش دهد، ویژگی های داخلی را اضافه کند توابع ریاضیو غیره.

نسخه زبان برنامه نویسی فرترن

برنامه نویسانی که برنامه ها را منحصراً در اسمبلر توسعه می دادند در مورد امکان زبان سطح بالا با کارایی بالا تردید جدی داشتند، بنابراین معیار اصلی در توسعه کامپایلرهای فرترن کارایی کد اجرایی بود. تعداد زیادی کتابخانه برای این زبان ایجاد شده است که از مجموعه های آماری گرفته تا بسته های کنترل ماهواره ای را شامل می شود، بنابراین Fortran همچنان به طور فعال مورد استفاده قرار می گیرد. یک نسخه استاندارد از Fortran WF (فورترن با عملکرد بالا) برای ابرکامپیوترهای موازی با چندین پردازنده وجود دارد.

کوبول (Cobol).این یک زبان کامپایل شده برای کاربرد در زمینه اقتصادی و حل مشکلات تجاری است که در اوایل دهه 60 توسعه یافت. این به دلیل "پرحرفی" عالی آن قابل توجه است - اپراتورهای آن گاهی شبیه عبارات معمولی انگلیسی هستند. Cobol ابزارهای بسیار قدرتمندی را برای کار با حجم زیادی از داده های ذخیره شده در انواع مختلف پیاده سازی کرده است رسانه خارجی. برنامه های کاربردی زیادی در این زبان ایجاد شده است که امروزه به طور فعال مورد بهره برداری قرار می گیرند.

الگول (الگول).زبان کامپایل شده ایجاد شده در سال 1960. در نظر گرفته شده بود که جایگزین فرترن شود، اما به دلیل ساختار پیچیده تر، استفاده گسترده ای از آن نشد. در سال 1968 نسخه Algol 68 ساخته شد که از نظر قابلیت ها هنوز از بسیاری از زبان های برنامه نویسی جلوتر است اما به دلیل نبود رایانه های کارآمد کافی، امکان ایجاد کامپایلرهای خوب به موقع برای آن وجود نداشت. .

پاسکال (پاسکال).زبان پاسکال که در اواخر دهه 70 توسط Niklaus Wirth، بنیانگذار بسیاری از ایده های برنامه نویسی مدرن ایجاد شد، از بسیاری جهات شبیه Algol است، اما تعدادی از الزامات ساختار برنامه را سخت تر می کند و دارای ویژگی هایی است که به آن امکان موفقیت می دهد. هنگام ایجاد پروژه های بزرگ استفاده می شود.

پایه (اساسی).برای این زبان هم کامپایلر و هم مترجم وجود دارد و از نظر محبوبیت در دنیا رتبه اول را دارد. در دهه 60 به عنوان ایجاد شد آموزش زبانو بسیار آسان برای یادگیری این یکی از زبان های برنامه نویسی امیدوارکننده است.

C (Ci).این زبان در آزمایشگاه بل ایجاد شد و در ابتدا به عنوان یک زبان انبوه در نظر گرفته نشد. برنامه ریزی شده بود که جایگزین اسمبلر شود تا بتواند برنامه های به همان اندازه کارآمد و فشرده ایجاد کند و در عین حال به نوع خاصی از پردازنده وابسته نباشد. بسیاری از برنامه های کاربردی و سیستمی و تعدادی از سیستم عامل های معروف (یونیکس) در دهه 70 به این زبان نوشته شدند.

جاوا (جاوا، جاوا).این زبان توسط Sun در اوایل دهه 90 بر اساس C++ ساخته شد. این برنامه برای ساده سازی توسعه برنامه های کاربردی مبتنی بر ++C با حذف همه ویژگی های سطح پایین از آن طراحی شده است. ولی ویژگی اصلیاز این زبان - کامپایل نه به کد ماشین، بلکه به بایت کد مستقل از پلت فرم (هر دستور یک بایت را اشغال می کند). این بایت کد را می توان با استفاده از یک مفسر - ماشین مجازی جاوا، که نسخه های آن امروزه برای هر پلتفرمی ایجاد شده است، اجرا کرد. به دلیل وجود بسیاری از ماشین های جاوا، برنامه های جاوا را می توان نه تنها در سطح کد منبع، بلکه در سطح بایت کد باینری نیز پورت کرد، به همین دلیل است که امروزه جاوا پس از بیسیک در رتبه دوم محبوبیت در جهان قرار دارد.

که در اخیراسیستم های برنامه نویسی متمرکز بر ایجاد برنامه های کاربردی ویندوز:

· کیسه پلاستیکی بورلند دلفی (Delphi) جانشین درخشان خانواده کامپایلر Borland Pascal است که ابزارهای توسعه بصری با کیفیت بالا و بسیار راحت را ارائه می دهد. کامپایلر فوق العاده سریع آن به شما امکان می دهد تقریباً هر مشکل برنامه نویسی برنامه را به طور موثر و سریع حل کنید.

· کیسه پلاستیکی مایکروسافت ویژوال بیسیک - ابزاری مناسب و محبوب برای ایجاد برنامه های ویندوز با استفاده از ابزارهای بصری. حاوی ابزارهایی برای ایجاد نمودارهاو ارائه ها.

· کیسه پلاستیکی Borland C++ - یکی از رایج ترین ابزارها برای توسعه برنامه های DOS و Windows.

فرترن در سال 2017 60 ساله می شود. در این مدت، این زبان چندین بار اصلاح شده است. فرترن 90، 95، 2003 و 2008 نسخه های "مدرن" در نظر گرفته می شوند.اگر در ابتدا یک زبان برنامه نویسی سطح بالا با پارادایم صرفا ساختاری بود، سپس در نسخه های بعدی OOP و ابزارهای پشتیبانی برنامه نویسی موازی ظاهر شدند. تا به امروز، Fortran برای اکثر پلتفرم ها پیاده سازی شده است.

قبل از ظهور زبان فرترن، توسعه دهندگان با استفاده از کد ماشین و اسمبلر برنامه ریزی می کردند. زبان سطح بالا به سرعت محبوبیت پیدا کرد زیرا یادگیری آن آسان بود و کد اجرایی کارآمد تولید می کرد. این امر زندگی برنامه نویسان را بسیار ساده کرده است.

در سال 1950، زمانی که جان بکوس 25 ساله بود، مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته ریاضیات از دانشگاه کلمبیا دریافت کرد و به عنوان برنامه نویس در IBM مشغول به کار شد. او به زودی گروهی را رهبری کرد که مترجمی به نام «رمزگذار سریع» برای رایانه برند IBM-701 توسعه دادند. او سپس به عنوان بخشی از یک تیم برای ساخت جانشین قدرتمندتر 701، ماشین IBM-704 کار کرد.

در سال 1953، بکوس ابتکار منطقی سازی را مطرح کرد. او پیشنهاد ساخت یک زبان و یک کامپایلر برای آن را داد که قرار بود برنامه نویسی مدل IBM-704 را ساده کند. این سیستم امکان نوشتن برنامه ها را به شکل جبری فراهم می کرد و کامپایلر مجبور بود آن را به طور خودکار به کدهای ماشین ترجمه کند.

با این پیشنهاد، جان بکوس، همانطور که می گویند، در جای مناسب، در زمان مناسب. آی‌بی‌ام با ورود دیرهنگام به بازار، در افزایش فروش رایانه‌هایش با مشکل مواجه شد. به همین دلیل، او از تحقیقات در علوم کامپیوتر در کلمبیا، هاروارد و چندین دانشگاه دیگر حمایت کرد. علاوه بر این، خود آی‌بی‌ام به دنبال راه‌هایی برای کاهش هزینه‌های برنامه‌نویسی بود و همچنین سعی کرد کار با رایانه‌ها را ساده‌تر کند تا آنها را برای کاربران جذاب‌تر و «دوستانه‌تر» کند.

واقعیت این است که در آن زمان دانشمندان، مهندسان و معلمان عمدتاً با رایانه کار می کردند. برای محاسبات علمی از رایانه استفاده می شد. با این حال، این افراد مشکلات زیادی را تجربه کردند، زیرا مجبور بودند از کدهای ماشین و زبان اسمبلی استفاده کنند. و این نیاز به دانش نسبتاً عمیقی از دستگاه و عملکرد خود رایانه داشت.

بنابراین، آنها مطمئناً با یادگیری یک زبان سطح بالا موافقت می کنند، به خصوص اگر شبیه فرمول های جبری باشد که آنها به آن عادت کرده اند. چنین استدلالی IBM را بر آن داشت تا Fortran را توسعه دهد.

IBM-704

محققان IBM که Fortran را ایجاد کردند هیچ ایده ای نداشتند پراهمیتاین زبان را بدست آورید هنگامی که آنها در اوایل سال 1954 شروع به کار کردند، علم کامپیوتر به طور خود به خود در حال توسعه بود و همه به یک هوس کار می کردند. این امر منجر به ظهور برنامه نویسان حرفه ای و دانشمندان کامپیوتر شد.

یکی از مدیران IBM تصمیم گرفت که شطرنج بازان بسازند برنامه نویسان خوببنابراین او در طول بازی های شطرنج با یکی از کارمندان IBM (که اتفاقاً قهرمان شطرنج ایالات متحده بود) با نامزدهای برنامه نویس احتمالی صحبت کرد.

تعداد کمی از هشت نفری که در توسعه فرترن دخیل بودند به طور جدی با کامپیوتر آشنا بودند. آنها از دانشگاه ها و خطوط هوایی و همچنین تیم های برنامه نویسی خود آی بی ام آمده بودند.

قبل از ورود به کالج، بکوس دانش آموز متوسطی بود ("بیشتر از آنچه به یاد دارم مدارس را گذراندم"). پس از خدمت در ارتش در طول جنگ جهانی دوم، او به نیویورک رفت و در آنجا وارد دانشکده مهندسی رادیو شد. بکوس بعداً اعتراف کرد: «محدودیت آرزوهای من ساختن یک دستگاه بازتولید کننده صدا با کیفیت بالا بود.

با این حال، معلمی در تعمیر تلویزیون و رادیو، علاقه بکوس را به ریاضیات برانگیخت و او را متقاعد کرد که در دانشگاه کلمبیا ادامه تحصیل دهد. بنابراین با متواضعانه یکی از پربارترین مشاغل در تاریخ محاسبات را آغاز کرد.

آنها مفاهیم اساسی زبان جدید را برجسته کردند، به ویژه، عملگر انتساب (به عنوان مثال، N = 100)، که مقادیر خاصی را به متغیرها اختصاص می دهد، متغیرهای نمایه شده را معرفی می کند، که به رایانه می گوید کدام عنصر از لیست متغیرها است. مورد نیاز (به عنوان مثال، X (3) به معنای سومین عنصر لیست، به نام X)، یک عملگر DO بسیار مهم را پیشنهاد کرد، که به شما امکان می داد دنباله ای از عبارات مورد نظر را چند بار تکرار کنید.

همانطور که بکوس بیان کرد، اکثر مردم فکر می کردند که سهم اصلی فرترن توانایی نوشتن برنامه ها به عنوان فرمول های جبری به جای زبان ماشین است. اما در واقع اینطور نیست. به نظر او، فرترن در درجه اول سازماندهی چرخه ها را خودکار کرد. اهمیت این وظیفه در توسعه کاربردهای علمی را به سختی می توان دست بالا گرفت. کار روی زبان به سرعت پیش رفت.

با این حال، توسعه کامپایلر یک موضوع کاملا متفاوت است. Backus متوجه شد که رفع شک و تردید در مورد امکانات برنامه نویسی "خودکار" یعنی نوشتن برنامه ها به زبان های سطح بالا آسان نیست. او فکر کرد که این زمانی اتفاق می‌افتد که برنامه‌های فرترن به اندازه برنامه‌های نوشته شده با کد ماشین یا زبان اسمبلی سریع و قابل اعتماد باشند.

طبق برنامه، شش ماه برای توسعه کامپایلر در نظر گرفته شد، اما کار روی آن بیش از دو سال طول کشید.

در پایان سال 1956 و در سال 1957، شدت کار بر روی تنظیم دقیق و اشکال زدایی کامپایلر به طور چشمگیری افزایش یافت. در این دوره، اعضای گروه اغلب اتاقی را در یک هتل مجاور اجاره می‌کردند و در طول روز می‌خوابیدند و شب‌ها روی دستگاه کار می‌کردند تا تا آنجا که ممکن بود زمان دستگاه بدون وقفه را داشته باشند. باگ ها یکی یکی برطرف شدند و در آوریل 1957 کامپایلر برای صاحبان ماشین IBM-704 آماده شد.

" سردرگمی بزرگ "

یک روز جمعه در آوریل 1957، یک پستچی بسته ای مرموز را به مرکز کامپیوتر آزمایشگاه اتمی Westinghouse-Bettis در نزدیکی پیتسبورگ تحویل داد. هرب برایت برنامه نویس و دو نفر از همکارانش یک کشوی بدون علامت را باز کردند تا یک پشته از حدود 2000 کارت پانچ شده را بدون دستورالعمل پیدا کنند.

با نگاهی به کارت های پانچ شده، برایت به یاد آورد که IBM در آخرین مراحل اشکال زدایی یک زبان سطح بالا برای استفاده در IBM-704 است. شاید پستچی این کامپایلر مورد انتظار را آورده باشد؟ برایت و دوستانش تصمیم گرفتند نقشه های مرموز را در رایانه دانلود کنند و ببینند چه اتفاقی می افتد.

برایت روی یک خواننده کامپیوتر سرمایه گذاری کرد برنامه تستدر فرترن نوشته شده و دکمه شروع را فشار داده است. کامپایلر جدید پیامی به چاپگر صادر کرد: "خطایی در اپراتور روی کارت شماره 25 پیدا شد - کاما وجود نداشت."

برنامه نویسانی که به پیام های گیج کننده در قالب کدهای عددی عادت داشتند، از وضوح این اطلاعات شگفت زده شدند. اپراتور اشتباه تصحیح شد و دکمه شروع دوباره فشار داده شد. نوارها شروع به چرخیدن کردند و کامپیوتر یک دسته از کارت های برنامه پانچ شده را بیرون داد. هنگامی که کارت ها در خواننده بارگذاری شدند، چاپگر شروع به کار کرد و 28 صفحه را بدون توقف چاپ کرد. کامپیوتر فقط در فرمت خروجی یک اشتباه جزئی مرتکب شد. اما اعداد درست بودند! اعداد درست بود!" برایت بعداً فریاد زد.

در واقع، تقریباً همزمان با Fortran، دو زبان سطح بالا دیگر ظاهر شدند - Cobol و Algol. از اواخر دهه 50، آنها برای مدت طولانیپیشرو در دنیای کامپیوتر اکثریت برنامه های مدرنبه زبان هایی نوشته شده است که از فرزندان این سه زبان هستند.

توزیع و سازگاری

علاوه بر این، آی‌بی‌ام تمام مدل‌های 704 را به‌صورت رایگان به همراه فرترن عرضه کرد. در نتیجه، تا سال 1958، بیش از نیمی از تمام دستورالعمل‌های ماشین روی 60 رایانه این شرکت، نه به صورت دستی، بلکه «به‌طور خودکار» و با استفاده از یک زبان سطح بالا دریافت می‌شد.

Backus متوجه شد که سازندگان رقیب نیز زبان های سطح بالا را برای رایانه های خود توسعه می دهند. با این حال، فرترن به سرعت تبدیل به یک هنجار شد و برای مدل های مختلف کامپیوتری اقتباس شد. اولین اقتباس توسط خود IBM انجام شد. پنج سال بعد، Fortran روی شش مورد استفاده قرار گرفت مدل های مختلفرایانه‌های IBM، و همچنین رایانه‌های Sperry Rand، Filco و دیگران.

گروه کوچکی که دیوید همیس را شامل می‌شد، در مدت کوتاهی فورترن را با دستگاه IBM-650 که کوچکتر از IBM-704 بود، تطبیق دادند. Hemmis و همکارانش سیستم "FORTRANSIT" را توسعه دادند (FOR TRANSIT - for the transition). بعداً این دو کلمه در یک کلمه ادغام شدند. بنابراین، سیستم FORTRANSIT به اولین مترجم نسخه اصلی تبدیل شد که بر روی رایانه های چند مدل اجرا می شود.

دیوید همیس، یکی از اولین توسعه دهندگان زبان کامپیوتر که ماشین سال 1928 خود را رانندگی می کند. عکس گرفته شده در وستهمپتون، نیویورک، در طول مسابقه اتومبیل رانی 1957.

اصلاح

به لطف تلاش های توسعه دهندگان، تنها یک سال پس از ایجاد نسخه اصلی، Fortran II ظاهر شد. یکی از مزایای زبان جدید این بود که اجازه می داد قطعاتی از کد را در اسمبلر در برنامه ها درج کند. نسخه بعدی، Fortran III، در سال 1958 ساخته شد. Fortran IV که قابلیت های زبان را بیشتر گسترش داد، در سال 1962 شناخته شد.

هسته اصلی زبان، عملگرها و عبارات اصلی آن، در طول سال ها تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده است. اما، از آنجایی که فورترن بارها و بارها با سیستم‌های ماشینی جدیدی که برای آن در نظر گرفته نشده بود، تطبیق داده شد، تفاوت‌ها به تدریج انباشته شد. برخی فرصت ها از دست رفت، فرصت های جدیدی پدید آمد. این امر به ناچار سردرگمی ایجاد کرد.

به عنوان مثال، همه کامپایلرها عملگر بسیار مهم DO را به یک شکل تفسیر نمی‌کنند: برخی همیشه حلقه را حداقل یک بار اجرا می‌کنند، بدون اینکه بررسی کنند که آیا اصلاً نیاز به اجرا دارد یا خیر، برخی دیگر چنین بررسی را انجام می‌دهند. برای نظم بخشیدن به چنین مسائلی، سازندگان و کاربران کامپیوتر با استانداردسازی زبان موافقت کردند.

در سال 1966 اولین استاندارد Fortran 66 نام گرفت.در سال 1977 به ترتیب استاندارد Fortran 77 منتشر شد.در سال 1991 Fortran 90 ظاهر شد.Fortran 95 در سال 1997 ایجاد شد.

فوترن در اتحاد جماهیر شوروی

در IPM آنها. کلدیش، مترجمان متعددی در زمان های مختلف توسعه یافتند. دو مورد از آنها - Fortran-Almo و Fortran (Stepping Fortran) به زبان Almo نوشته شده و کد به همان زبان تولید شده است. این امکان نصب مترجم بر روی انواع مختلف رایانه را فراهم کرد. هر دو کامپایلر استاندارد Fortran 66 را پیاده سازی می کنند.

Forshag همچنین دارای یک زبان گفتگو است که به شما امکان می دهد کد را در حالت گفتگو ایجاد، ویرایش و ترجمه کنید. علاوه بر این، مجموعه ای از برنامه های گرافیکی برای Fortran - Grafor توسعه داده شد که به طور فعال در رایانه های مختلف استفاده می شد.

فرترن تا به امروز در بین دانشمندان محبوب است. این اولین زبان برنامه نویسی سطح بالا است که مترجم دریافت کرده است استفاده عملیو توسعه بیشتر همانطور که در کتابچه راهنمای IBM در سال 1957 آمده است، "فرترن روشی کارآمد برای نوشتن برنامه ها برای مدل 704 ارائه می دهد، یادگیری آن آسان است و به دانش عمیق کامپیوتری نیاز ندارد."

از آن زمان، دانشمندان، مهندسان و دانشجویان قادر به برقراری ارتباط با کامپیوتر بدون کمک برنامه نویسان حرفه ای هستند که در اسمبلر می نویسند.

با این حال، نسل بعدی برنامه نویسان شروع به برخورد با فرترن به عنوان یک "فسیل" کردند.ادزگر دایکسترا، به طعنه گفت که آموزش این زبان به دانش آموزان باید با یک جرم جدی برابر باشد.

زبان برنامه نویسی فرترن عمدتاً برای محاسبات علمی استفاده می شود. این زبان که در سال 1954 اختراع شد، قدیمی ترین زبان برنامه نویسی سطح بالا است و پس از آن Lisp (1958)، Algol (1958) و COBOL (1959) قرار دارند. تعداد کتابخانه های علمی نوشته شده در فرترن و ایجاد مترجم-تدوین کننده های ویژه امکان استفاده از این زبان را امروزه فراهم می کند. علاوه بر این، ماشین‌حساب‌های متعددی برای بردارسازی، پردازنده‌های مشترک، موازی‌سازی ایجاد شده‌اند که این زبان را برای استفاده در تولید صنعتی در هم می‌زنند. دنیای مدرن.

جان بکوس، مهندس رادیو IBM، در سال 1954 مقالاتی را تحت عناوین "گزارش مقدماتی"، "مشخصات سیستم IBM Matmal Transmula Translating" منتشر کرد که باعث پیدایش اصطلاح FORTRAN شد. سپس دو سال تلاش دیگر توسط کل تیمی که او رهبری کرد طول کشید تا اولین کامپایلر زبان برنامه نویسی فرترن را بنویسد (25000 خط برای IBM 704).

نام این زبان در ابتدا نوشته شده بود حروف بزرگ FORTRAN و برای ارجاع به نسخه های زبان تا فرترن 77 استفاده شده است، برخلاف نسخه های نحوی رایگان از فرترن 90. در استاندارد فرترن 77، حروف کوچک بخشی از زبان نیستند، اما اکثر کامپایلرها علاوه بر استاندارد

امروزه زبان برنامه نویسی فرترن زبان برنامه نویسی غالبی است که در آن استفاده می شود کاربردهای مهندسی. بنابراین، مهم است که مهندسان فارغ التحصیل بتوانند کد فرترن را بخوانند و اصلاح کنند. هر از گاهی، به اصطلاح متخصصان پیش‌بینی می‌کنند که این زبان محبوبیت خود را از دست می‌دهد و به زودی اصلاً استفاده نمی‌شود.

این پیش بینی ها همیشه شکست خورده اند. فرترن پایدارترین زبان برنامه نویسی کامپیوتر در تاریخ است. یکی از دلایل اصلی ماندگاری زبان برنامه نویسی فرترن و ادامه حیات آن، اینرسی نرم افزار است. بعد از اینکه یک شرکت منابع زیادی و احتمالاً میلیون ها دلار را برای یک محصول نرم افزاری خرج کرد، بعید است که نرم افزار را به زبان دیگری ترجمه کند.

مزیت اصلی فرترن این است که توسط سازمان های بین المللی ANSI و ISO استاندارد شده است. بنابراین، اگر برنامه ای با ANSI نوشته شده باشد، بر روی هر رایانه ای با کامپایلر Fortran 77 اجرا می شود. این اطلاعات مهمی است. بنابراین، برنامه های زبان برنامه نویسی شی گرا Fortran در دستگاه های نرم افزاری مختلف وجود دارد.

مراحل ایجاد بستر زبان:

1. در سالهای 1954-1957، اولین کامپایلر از ابتدا توسعه یافت. در آن روزها "زبان های سطح بالا" (= HLL) وجود نداشت، اکثر سیستم عامل ها ساده بودند و حافظه کوچک، چیزی در حدود 16 کیلوبایت. اولین کامپایلر بر روی IBM 704 اجرا شد. این زبان HLL بسیار کارآمدتر از برنامه نویسی به زبان اسمبلی بود و در زمان خود بسیار محبوب بود.
2. در سال 1958 FORTRAN II منتشر شد. FORTRAN III در همان سال ساخته شد، اما هرگز به تولید عمومی عرضه نشد.
3. FORTRAN IV در سال 1961 ساخته شد. این شامل پیشرفت هایی مانند اجرای عملگرهای COMMON و EQUIVALENCE بود.
4. در سال 1962، کمیته ASA شروع به توسعه استانداردی برای زبان برنامه نویسی شی گرا Fortran کرد. این به فروشنده این امکان را می داد که از آن در هر رایانه جدید استفاده کند. و این واقعیت باعث شد که HLL محبوب‌تر شود، این زبان در دسترس قرار گرفت سیستم های اپلو TRS80.
5. در سال 1967، FORTRAN 66، اولین استاندارد HLL در جهان، منتشر شد. انتشار استاندارد به این معنی بود که این زبان بیش از هر زبان دیگری اجرا شد. در اواسط دهه 1970، تقریباً هر رایانه، مینی فریم یا مین فریم به زبان استاندارد FORTRAN 66 مجهز شده بود. چنین برنامه نویسی ساختاری در دهه 60 و 70 رایج شد.
6. «فرترن» روی کارت‌های پانچ به‌ویژه با سیستم FMS وجود داشت و طرح‌بندی منابع خود را بهینه می‌کرد تا زمانی که فرترن 90 یک نحو «رایگان» را معرفی کرد. در آن کد آرایه فرترن از ستون 7 شروع می شود و نباید بیش از 72 هزار کاراکتر باشد.

همچنین لازم به ذکر است که قبل از Fortran 90، فاصله بین ستون های 7 و 72 اهمیتی نداشت. بنابراین چرخه "DO I = 1.5" را می توان "DOI = 1.5" نیز نوشت. از سوی دیگر، "DO I = 1.5" معادل "DOI = 1.5" است.

کدهای صنعتی متعددی در کتابخانه های Nastran، NAG و IMSL-Fortran نوشته شده است. سازگاری نسخه های جدید با نسخه های قبلی مهم است. به همین دلیل، Fortran 90 به طور کامل با Fortran 77 سازگار است. با این حال، نسخه های بعدی استاندارد ناسازگاری هایی را معرفی کردند.

زبان‌های پیشرفته‌تر Fortran 90 و Fortran 95 به زودی دنبال شدند و به استاندارد فعلی Fortran-2003 به‌روزرسانی شدند. با توجه به اینکه کامپایلرهای مدرن به طور نامحدود در تمام جریان ها کار می کنند نسخه های ویندوزو حتی از پردازنده های 64 بیتی پشتیبانی می کند. در همین حال، سازندگان روند زمان را تشخیص داده اند و کامپایلرهایی را برای لینوکس در قالب زبان برنامه نویسی شی گرا Actor Fortran ارائه می دهند.

پیش نیازهای استفاده از زبان برنامه نویسی

شما باید درک کنید که فرترن هنوز یک زبان برنامه نویسی پرکاربرد است و عمدتاً در زمینه اکتشاف استفاده می شود. کاربردهای کلاسیک، مانند فیزیک یا مهندسی، که در آن محاسبات ریاضی گسترده و پیچیده انجام می شود. آنها کتابخانه های ریاضی بسیار مفیدی هستند که برای کامپایلرهای مختلف وجود دارند. به طور خلاصه، می توان ادعا کرد که امروز زبان فرترنهنوز هم به چند دلیل استفاده می شود:

• در دسترس بودن کتابخانه‌های کاربردی متعددی که طی سال‌ها توسعه یافته‌اند.
• در دسترس بودن نرم افزار در "فرترن" که نیاز به بسیار دارد منابع مهمبرای توسعه زمانی که تغییر به زبان دیگر بسیار پرهزینه در نظر گرفته می شود.
• داشتن کامپایلرهای قدرتمند با توابع داخلی فرترن که فایل های اجرایی بسیار سریع تولید می کنند.
• این زبان برای مخترعی که دوره تخصصی کامپیوتر نداشته است، بیشتر در دسترس است.

بسیاری از برنامه های علمی در حال حاضر به زبان های C و C++ نوشته می شوند که کامپایلرهای آنها در اکثر ماشین ها موجود است. سایر زبان های کامپایل شده گاهی اوقات برای محاسبات علمی و به ویژه برای برنامه هایی مانند Scilab یا Matlab استفاده می شوند. مورد دوم همچنین شامل کتابخانه های BLAS و LAPACK است که در برنامه نویسی فرترن توسعه یافته اند. Matlab در اصل یک برنامه Fortran بود که در دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی توزیع می شد.

اگرچه Tom Lahey اکنون "تنها" کامپایلر عمومی است، سیستم های کامپیوتری Lahey همچنان توسط بسیاری از برنامه نویسان استفاده می شود. Lahey چندین سال است که با فوجیتسو کار می کند، Lahey بر تجزیه کننده فرترن تمرکز کرده است و فوجیتسو روی تولید کننده کد است. مجموعه فعلی کامپایلر برای ویندوز Lahey Fujitsu Fortran 95 (LF95) نام دارد و در نسخه های مختلفی موجود است که برخی از آنها با Visual Studio .NET 2003 نیز ادغام می شوند.

همچنین یک نسخه ارزان قیمت از LF95 Express بدون IDE مخصوص به خود وجود دارد. نسخه فعلی 7.1 است. در لینوکس توسط کامپایلر Lahey/Fujitsu Fortran 95 v6.2 برای لینوکس فراخوانی می شود و در دو نسخه مختلف موجود است. مثلا، نسخه حرفه ایشامل سازگاری OpenMP v2.0، یک موتور گرافیکی ساده Winteracter Starter Kit، یک کتابخانه ریاضی، و یک کتابخانه زیرروال علمی Fujitsu 2 است.

سازنده دیگر Absoft است. کامپایلرها و C++ نه تنها برای ویندوز و لینوکس، بلکه برای OS X در مکینتاش نیز وجود دارند. این کامپایلرها مورد توجه توسعه دهندگانی هستند که نیاز دارند یا می خواهند از هر سه پلتفرم پشتیبانی کنند. متأسفانه Absoft بین نسخه های 32 بیتی و 64 بیتی در لینوکس تمایز قائل می شود، در حال حاضر نسخه 10.0 فرترن 95 برای لینوکس 64 بیتی استفاده می شود.

مجموعه کامپایلر EKOPath نسبتاً جدید در بازار است. این شامل کامپایلرهای ++C و محیط توسعه لینوکس فرترن است که به طور جداگانه نیز در دسترس هستند و عمدتاً برای کاربران 64 بیتی AMD استفاده می شوند. همچنین روی Intel EM64T کار می کند. همچنین، مایکروسافت یک بار سعی کرد یک "بازار ارزان" برای فرترن پیدا کند و Powerstation مایکروسافت را به بازار آورد.

شاید بازار برای غول نرم افزاری خیلی کوچک بود، اما دیجیتال در سال 1997 بخشی از کدها را در اختیار گرفت و از تجربه خود با کامپایلرهای یونیکس و OpenVMS Digital استفاده کرد. این تولد Digital Visual Fortran هنوز بسیار موفق بود. در برخی موارد، Digital سپس به Compaq منتقل شد، کامپایلر به نسخه فعلی Compaq Visual Fortran (CVF) v6.6 نهایی شد.

علاوه بر پلتفرم های 32 بیتی "عادی"، کامپایلرهای 64 بیتی مختلفی وجود دارد، به عنوان مثال برای Intel Itanium و Intel EM64T. اگرچه آنها برای محدوده تحویل "فوری" نیستند، اما برای آنها در دسترس هستند دانلود رایگاناز طریق سیستم پشتیبانی وب اینتل Premier.

پس از ثبت نام یک بار و تا حدی دست و پا گیر، می توانید به مدت یک سال از آن استفاده کنید و هر چند هفته یکبار به روز رسانی های جدید را ارائه کنید. حتی نسخه های قدیمی تر نیز در دسترس خواهند بود.

برنامه فرترن دنباله ای از خطوط متن است. متن باید از نحو خاصی پیروی کند. به عنوان مثال: دایره ای به شعاع r، مساحت c.

این برنامه شعاع واقعی را می خواند و مساحت یک دایره با شعاع r را محاسبه می کند:

"Radius r:" read (*, *) r;

مساحت = 3.14159 * r * r;

بنویسید (*، *) "Area =";

خطوطی که با "C" شروع می شوند، نظرات هستند و هدفی جز خوانایی برنامه برای انسان ندارند. در ابتدا تمام برنامه های فرترن با حروف بزرگ نوشته می شد. اکثر برنامه نویسان اکنون با حروف کوچک می نویسند زیرا خواناتر است.

یک برنامه فرترن معمولاً از یک برنامه اصلی یا درایور و چندین زیر روال، رویه یا زیرروال تشکیل شده است. ساختار برنامه اصلی:

• نام برنامه؛
• اعلامیه ها؛
• بیانیه؛
• متوقف کردن؛
• پایان.

مواردی که به صورت مورب هستند نباید به عنوان متن تحت اللفظی، بلکه به عنوان یک توصیف کلی در نظر گرفته شوند. دستور توقف اختیاری است و ممکن است اضافی به نظر برسد، زیرا به هر حال برنامه زمانی که به پایان برسد متوقف می شود، اما توصیه می شود همیشه برنامه را با دستور توقف پایان دهید تا تاکید کنید که جریان اجرا پایان یافته است.

قوانین موقعیت ستون

Fortran 77 یک زبان فرمت رایگان نیست، اما دارای مجموعه ای از قوانین بسیار سختگیرانه برای قالب بندی است کد منبع. اکثر قوانین مهمقوانین چیدمان ستون هستند:

• سرهنگ 1: خالی یا "c" یا "*" برای نظرات.
• سرهنگ 2-5: برچسب اپراتور.
• سرهنگ 6: ادامه خط قبل.
• سرهنگ 7-72: ادعا.
• سرهنگ 73- 80: شماره دنباله.

یک خط فرترن که با علامت "c" یا ستاره در ستون اول شروع می شود یک نظر است. نظرات می توانند در هر نقطه از برنامه ظاهر شوند. خوب نوشته شده اند، آنها برای خوانایی یک برنامه حیاتی هستند. کدهای تجاریفرترن اغلب حاوی حدود 50 درصد نظرات است. همچنین ممکن است با برنامه هایی روبرو شوید که استفاده می کنند علامت تعجب(!). این در Fortran 77 بسیار غیر استاندارد است اما در Fortran 90 مجاز است.

علامت تعجب می تواند در هر نقطه از یک خط ظاهر شود. گاهی اوقات یک دستور در یک خط قرار نمی گیرد، در این صورت می توان عبارت را به دو یا چند خط تقسیم کرد و از کاراکتر ادامه در موقعیت استفاده کرد.

1. C23456789 - این موقعیت ستون را نشان می دهد.
2. "C" - بیانیه بعدیاز دو منطقه خطوط فیزیکی عبور می کند.
3. مساحت = 3.14159265358979+ * r * r.

فضاهای خالی با شروع Fortran 77 نادیده گرفته می شوند. بنابراین، اگر همه فضاها در فرترن 77 حذف شوند، برنامه همچنان از نظر نحوی صحیح است، اگرچه تقریباً برای اپراتورها قابل خواندن نیست.

نام متغیرها در فرترن شامل 1-6 کاراکتر است که از حروف a-z و اعداد 0-9 انتخاب می شوند. کاراکتر اول باید یک حرف باشد. Fortran 90 اسامی متغیرهایی با طول دلخواه را مجاز می کند. Fortran 77 بین حروف بزرگ و کوچک تفاوتی قائل نمی شود، در واقع فرض می کند که تمام ورودی ها با حروف بزرگ هستند. با این حال، تقریباً تمام کامپایلرهای F77 حروف کوچک را می پذیرند. هر متغیری باید در یک اعلان تعریف شود. این نوع متغیر را تعیین می کند. رایج ترین لیست های متغیر عبارتند از:

• عدد صحیح؛
• واقعی؛
• دقت دو برابر؛
• مجتمع;
• منطقی؛
• شخصیت.

لیست متغیرها باید شامل نام هایی باشد که با کاما از هم جدا شده اند. هر متغیر باید دقیقا یک بار اعلام شود. اگر متغیر تعریف نشده باشد، F 77 از مجموعه ای از قوانین ضمنی برای تعیین نوع استفاده می کند. این بدان معنی است که همه متغیرهایی که با حروف "in" شروع می شوند اعداد صحیح هستند و بقیه واقعی هستند. بسیاری از برنامه های قدیمی F77 از این قوانین ضمنی استفاده می کنند، اما برنامه نویسان نباید این کار را انجام دهند، زیرا احتمال خطا در یک برنامه به طور چشمگیری افزایش می یابد اگر متغیرها را به طور متناقض اعلام کنند.

Fortran 77 فقط یک نوع برای متغیرهای عدد صحیح دارد. اعداد صحیح معمولاً به صورت متغیرهای 32 بیتی (4 بایتی) ذخیره می شوند. بنابراین، همه متغیرهای عدد صحیح باید مقادیری در محدوده [-m, m] داشته باشند، جایی که m تقریباً 2 * 109 است.

F 77 دو تا دارد انواع متفاوتبرای متغیرهای ممیز شناور، به نام دقت مضاعف واقعی. برخی از محاسبات عددی نیاز به دقت بسیار بالایی دارند و باید از دقت مضاعف استفاده شود. معمولا یک واقعی یک متغیر 4 بایتی و یک دو برابر 8 بایت است، اما این به ماشین بستگی دارد.

نسخه های غیر استاندارد "فرترن" از دستور واقعی * 8 برای نشان دادن متغیرهای ممیز شناور 8 بایتی استفاده می کنند. برخی از ثابت ها بارها در یک برنامه ظاهر می شوند. بنابراین، مطلوب است که آنها را فقط یک بار در ابتدای برنامه تعریف کنید. برای این کار از عملگر پارامتر استفاده می شود. همچنین برنامه ها را خواناتر می کند. به عنوان مثال، برنامه برای مساحت یک دایره باید به این صورت نوشته شود.

نحو عملگر پارامتر (نام = ثابت، ...، نام = ثابت). قوانین عملگر پارامتر:

1. یک "متغیر" تعریف شده در یک دستور پارامتر یک متغیر نیست، بلکه یک ثابت است که مقدار آن هرگز نمی تواند تغییر کند.
2. "متغیر" می تواند حداکثر یک عبارت پارامتر را نمایش دهد.
3. پارامتر عملگر باید قبل از اولین عملگر اجرایی بیاید

چند دلیل خوب برای استفاده از یک پارامتر - به کاهش اشتباهات تایپی کمک می کند، تغییر ثابتی که بارها در یک برنامه ظاهر می شود آسان است.

عبارات بولی فقط می توانند مقدار .TRUE را داشته باشند. یا .FALSE. و می توان با مقایسه با استفاده از عملگرهای رابطه ای شکل داد.

نمادهایی مانند "<» или «=» для сравнения в F 77, но можно использовать правильную двухбуквенную аббревиатуру, заключенную точками. Однако такие символы разрешены в Fortran 90.

عبارات منطقی را می توان با عملگرهای منطقی "AND"، "OR"، "NOT" ترکیب کرد که معنای واضحی دارند. مقادیر Truth را می توان در متغیرهای بولی ذخیره کرد. تکلیف شبیه به تکلیف حسابی است.

مثال: منطقی a، ba = .TRUE.b = a .AND. 3.LT. 5/2

ترتیب اولویت بسیار مهم است. قاعده این است که ابتدا عبارات حسابی، سپس عملگرهای رابطه ای و در نهایت عملگرهای منطقی ارزیابی می شوند. بنابراین، b به .FALSE اختصاص داده می شود. در مثال بالا، متغیرهای بولی به ندرت در فرترن استفاده می شوند، اما اغلب در عبارات شرطی مانند عبارت "if" استفاده می شوند.

ثابت و تکلیف

ساده ترین شکل یک عبارت ثابت است. 6 نوع ثابت مربوط به 6 نوع داده وجود دارد. در اینجا چند عدد ثابت وجود دارد: 10-10032767+15

ثابت واقعی: 1.0-0.252.0E63.333E-1.

نماد E به این معنی است که ثابت را در 10 به توان بعد از "E" ضرب کنیم. بنابراین 2.0E6 دو میلیون و 3.333E-1 حدود یک سوم است.برای ثابت هایی که بزرگتر از بزرگترین مجاز واقعی هستند یا نیاز به دقت بالایی دارند باید از دقت مضاعف استفاده کرد. علامت گذاری مانند ثابت های واقعی است، با این تفاوت که "E" با "D" جایگزین می شود.

مثال: 2.0D-11D99.

در اینجا 2.0D-1 یک پنجم دقت دو برابر است، در حالی که 1D99 یک و 99 صفر است.

نوع بعدی ثابت های پیچیده است. آنها با یک جفت ثابت (عدد صحیح یا واقعی) مشخص می شوند که با کاما از هم جدا شده و در پرانتز قرار می گیرند.

مثالها عبارتند از: (2، -3) (1،9،9E-1). عدد اول قسمت واقعی و عدد دوم قسمت خیالی است.

نوع پنجم ثابت های بولی است. آنها فقط می توانند یکی از این دو معنی را داشته باشند:

لطفا توجه داشته باشید که باید نقاط حاوی حروف نوشته شود.

آخرین نوع ثابت های کاراکتر است. آنها بیشتر به عنوان آرایه ای از کاراکترها به نام رشته استفاده می شوند. آنها متشکل از یک توالی دلخواه از کاراکترهای محصور شده در آپاستروف (نقل قول) هستند:

"همه چی میره!"

"روز خوبی است"

ثابت های رشته و کاراکتر به حروف بزرگ و کوچک حساس هستند. اگر بخواهید یک آپاستروف واقعی در خود رشته داشته باشید مشکل پیش می آید. در این مورد، شما باید آپستروف را دو برابر کنید: "It" "s a nice day" به معنای "چه روز فوق العاده ای است"

عبارات شرطی اجزای ضروری هر زبان برنامه نویسی هستند. رایج ترین این عبارات در فرترن عبارت «اگر» است که در واقع چندین شکل دارد.

ساده ترین عبارت منطقی "if" در توضیحات فرترن است: if (عبارت منطقی) دستور اجرایی.

این باید در یک خط نوشته شود، برای مثال هنگام تعریف قدر مطلق x:

اگر (x.LT.0) x = -x

اگر قرار است بیش از یک دستور در یک "if" اجرا شود، باید از نحو زیر استفاده شود: if (عبارت منطقی) thenstatementsendif.

جریان اجرا از بالا به پایین. عبارات شرطی به صورت متوالی ارزیابی می شوند تا زمانی که یک مقدار واقعی پیدا شود. سپس کد مناسب اجرا می شود و کنترل پس از پایان "if" به دستور بعدی منتقل می شود.

اگر عبارات را می توان چندین سطح تو در تو قرار داد. برای اطمینان از خوانایی، استفاده از تورفتگی مناسب مهم است. به عنوان مثال:

if (x.< y"endifelseif (x .LT. 0) thenwrite(*,*) "x is negative"elsewrite(*,*) "x is zero"endif

برنامه نویسان باید از تودرتو کردن سطوح بسیاری از عبارات «اگر» اجتناب کنند زیرا پیروی از آن دشوار خواهد بود.

می توانید از هر ایستگاه کاری یونیکس با کامپایلر F 77 استفاده کنید. برنامه نویسان با تجربه توصیه می کنند از Sun یا Dec استفاده کنید.

یک برنامه فرترن شامل متن ساده ای است که از قوانین نحوی خاصی پیروی می کند. این کد منبع نامیده می شود. برنامه نویسان از یک ویرایشگر برای نوشتن کد منبع استفاده می کنند. رایج ترین ویرایشگرها در یونیکس emacs و vi هستند، اما ممکن است برای مبتدیان کمی دشوار باشد. می توانید از ویرایشگر ساده تری مانند xedit که در ویندوز X کار می کند استفاده کنید.

پس از اینکه یک برنامه فرترن نوشته شد، در فایلی با پسوند ".f" یا ".for" ذخیره می شود و برنامه به فرمی قابل خواندن توسط ماشین ترجمه می شود. این کار با استفاده از یک برنامه خاص به نام کامپایلر انجام می شود. کامپایلر Fortran 77 معمولاً به عنوان f77 شناخته می شود. نتیجه کامپایل به طور پیش‌فرض نام تا حدودی رمزآلود "a.out" داده می‌شود، اما در صورت تمایل می‌توانید نام دیگری را انتخاب کنید. برای اجرای برنامه کافی است نام فایل اجرایی مانند "a.out" را وارد کنید. کامپایلر کد منبع را به کد شی ترجمه می کند و پیوند دهنده یا لودر آن را به یک فایل اجرایی ترجمه می کند. همانطور که می بینید، این روش اصلا پیچیده نیست و در دسترس هر کاربری است.

شبیه سازی یکی از متداول ترین روش های تولید و سایر سیستم های موجود در کارخانه های امروزی است. اکثر مدل های شبیه سازی با استفاده از زبان برنامه نویسی شی گرا Actor Fortran یا یک بسته نرم افزاری شبیه سازی که به زبان سنتی نوشته شده است ساخته می شوند. این ابزارها محدودیت های خود را دارند. فناوری شی‌گرا در بسیاری از زمینه‌ها مورد پذیرش فزاینده‌ای قرار گرفته است و رویکردی انعطاف‌پذیرتر و کارآمدتر برای مدل‌سازی سیستم کسب‌وکار را نوید می‌دهد.

برنامه نویسی Simula Fortran با یک زبان برنامه نویسی علمی رایج به نام FORTRAN مقایسه می شود. یک مدل شبیه سازی نظامی معمولی در هر دو SIMULA و FORTRAN برنامه ریزی شده است. برنامه SIMULA 24% کوتاهتر از نسخه FORTRAN بود.

نسخه SIMULA نیز ساده تر است و تصویر بهتری از مدل شبیه سازی شده ارائه می دهد. از سوی دیگر، زمان اجرا برای اجراهای تولید با زبان برنامه نویسی شی گرا Simula Fortran 64 درصد سریعتر است. سنجش مزایا و معایب نشان می‌دهد که SIMULA نرم‌افزاری سودآور و با هزینه‌های کارکنان بالاتر و هزینه‌های رایانه کمتر خواهد بود.

CUDA نشان می‌دهد که چگونه توسعه‌دهندگان برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا می‌توانند با استفاده از Fortran، زبان آشنا برای محاسبات علمی و آزمایش عملکرد ابر رایانه، از قدرت پردازنده‌های گرافیکی استفاده کنند. نویسندگان هیچ تجربه محاسباتی موازی قبلی را فرض نمی کنند و فقط اصول اولیه را پوشش می دهند و از بهترین شیوه ها استفاده می کنند. کارایی محاسبات GPU با استفاده از CUDA Fortran توسط معماری GPU هدف ارائه می شود.

CUDA Fortran برای دانشمندان و مهندسان، بخش‌های محاسباتی فشرده کد را شناسایی می‌کند و کد را برای مدیریت داده، موازی‌سازی و بهینه‌سازی عملکرد تغییر شکل می‌دهد. همه اینها در فرترن و بدون نیاز به بازنویسی برنامه به زبان دیگری انجام می شود. هر مفهوم با مثال های واقعی نشان داده شده است، بنابراین می توانید عملکرد کد را فورا مشاهده کنید.

شاید روزی یک شرکت جهانی "بالاخره جهانی شود" و تصمیم بگیرد که دیگر به Fortran نیازی نیست، اما نه اکنون. به لطف قابلیت های فعلی فرترن مدرن، بسیاری از برنامه نویسان و دانشمندان آینده را پشت آن می بینند. علاوه بر این، تولیدکنندگان زیادی در دنیا وجود دارند که از توسعه کامپایلرهای مدرن زندگی می کنند و از این فرآیند درآمد خوبی کسب می کنند.

من اولین بار در مورد Fortran در اوایل کودکی از پدرم شنیدم. او گفت که در دهه 70 مجبور شد ساعت ها در تقریباً تنها رایانه دانشگاه صف بکشد تا با استفاده از کارت پانچ شده یک کد اولیه را اجرا کند. راستش را بخواهید، از آن زمان و تا همین اواخر (با وجود تحصیلات فنی) من کاملاً مطمئن بودم که فرترن در جایی دور مانده است، در دنیایی که جعبه های مقوایی عجیب و غریب با سوراخ ها به عنوان حامل اطلاعات عمل می کنند و رایانه ها آنقدر گران هستند که به نظر می رسد. به عنوان یک جاذبه واقعی

وقتی فهمیدم فرترن فقط در جای دیگری استفاده نمی شود، در حال توسعه، تقاضا و همچنان مرتبط است، تعجب کردم. اگر شما هم تا این لحظه باور داشتید که فرترن مدت هاست مرده است، در اینجا حقایق جالبی برای شما آورده ایم که چرا او هنوز راه می رود.

حداقل 10 به روز رسانی زنده ماند

در واقع، Fortran که از معلمان مدرسه یا دانشگاه می شنوید بین سال های 1954 و 1957 ایجاد شده است. این زبان به عنوان اولین زبان سطح بالا کاملاً پیاده سازی شده در تاریخ ثبت شد، پیشرفت کوچکی در دنیای فناوری اطلاعات ایجاد کرد، اما در واقع خیلی راحت و کاربردی نبود. IBM تقریباً بلافاصله شروع به "تکمیل" آن کرد، قبلاً در سال 1958 FORTRAN II و به موازات آن FORTRAN III ظاهر شد. اما فقط در دهه 70، زمانی که ماشین های قابل حمل به اندازه کافی ظاهر شدند، زمانی که یک استاندارد کامل IBM FORTRAN IV توسعه یافت، و FORTRAN 66 با حلقه ها، برچسب ها، دستورات شرطی، دستورات I/O و دیگران با استانداردهای مدرن امکانات اولیه.

آخرین نسخه در سال 2010 ظاهر شد، نام آن Fortran 2008 است (همانطور که می بینید، در طول تاریخ، نام منحصراً با حروف بزرگ نوشته نشده است)، مشخصه آن انواع محاسبات موازی است که به طور مثبت هم بر سرعت پردازش داده ها و هم بر ابعاد آرایه های پردازش شده تأثیر می گذارد. علاوه بر این، Fortran 2015 قرار است در سال 2018 منتشر شود. از این اعلامیه برمی آید که یکپارچگی با C را بهبود می بخشد و همچنین کاستی های فعلی را برطرف می کند.

در 30 زبان برنامه نویسی محبوب گنجانده شده است

تا به امروز، 0.743٪ از جستجوها در موتورهای جستجو در مورد زبان های برنامه نویسی به طور خاص به Fortran اختصاص داده شده است. برای اینکه به شما بفهمیم چقدر جالب است، فقط تصور کنید که زبان هایی مانند Lisp، Scala، Clojure، LabVIEW، Haskell، Rust و VHDL در رتبه های پایین تری قرار دارند.

می تواند در اندروید (و نه تنها) کار کند

کامپایلرهای Fortan در طول تاریخ طولانی آن توسط شرکت هایی مانند IBM، مایکروسافت، Compaq، HP، Oracle توسعه یافته اند و این زبان را امروزه با ویندوز، سیستم عامل مک و لینوکس سازگار می کنند. علاوه بر این، به لطف برنامه CCTools برای اندروید، یک برنامه کامپایلر مفید اکنون برای همراه داشتن در دسترس است. شما همچنین می توانید کامپایلر را بر روی آیفون خود اجرا کنید، اما در این مورد باید جادویی انجام دهید.

با متلب رقابت می کند

تا اینجای کار در این متن اصل مطلب یعنی محدوده فرترن گفته نشده است. بنابراین این زبان مورد تقاضا در علم و مهندسی است که به طور کامل یا جزئی برای پیش بینی آب و هوا، اقیانوس شناسی، دینامیک مولکولی، تجزیه و تحلیل لرزه شناسی استفاده می شود. به طور کلی، این یک زبان "علم داده" واقعی است که از زمانی می آید که ماشین حساب برای اولین بار به فروش انبوه رفت.

در عین حال، شایان ذکر است که فرترن بخشی از محبوبیت خود را مدیون میراث است. در طول سال‌ها، تقریباً بدون رقابت، این زبان پایگاه عظیمی از مشتریان، کتابخانه‌ها و افزونه‌ها را به دست آورده است. علاوه بر این، هر نسخه بعدی از Fortran به ناچار از نسخه های قبلی پشتیبانی می کند. بنابراین شرایطی پیش آمده که عوامل مهمی وجود ندارد تا دانشمندان و مهندسان مجبور به ترک این اتحادیه شوند.

در واقع، رقیب اصلی فرترن امروز، متلب است که همه کاره تر، کاربردی تر و راحت تر است. با این حال، متلب در عین حال دارای محدودیت های سختگیرانه ای در مورد نرم افزار مورد استفاده است، بسیار گران است و در بیشتر موارد به سادگی اضافی است.

آینده نسبتا روشنی دارد

البته نمی توان پیش بینی کرد که در 10-20 سال آینده چه اتفاقی می افتد و دنیای فناوری اطلاعات در این مدت چگونه تغییر خواهد کرد. با این حال، هنگام بررسی رقبای جدید احتمالی برای Fortran (مانند Go)، اشکال اصلی آنها تعمیم است. یعنی سازندگان فرترن خیلی سریع مخاطبان هدف را در قالب دانشمندان مشخص کردند، نظر و خواسته آنها در اولویت است. بنابراین ، تصور اینکه فردا آنها به خاطر برخی روند مد از "نظم ویژه" خود دست بکشند دشوار است. بر این اساس است که می توان ادعا کرد که نسل دیگری از Fortran جسورانه ترک می کند.

و سپس آنها فقط یک نسخه جدید منتشر می کنند.