Meniu Închide

What is Fortran?

Oyetoke Tobi Emmanuel
Oyetoke Tobi Emmanuel

Follow

Dec 14, 2019 · 6 min read

Fortran is an imperative programming language compiled for general purposes that are particularly suitable for numerical computing and scientific computing.

Fortran was first launched in 1954, Fortran is and is still commonly used as the oldest programming language. Scientific fields, in particular, numerical weather prediction, computational fluid dynamics, and computational physics find their applications.

Fortran is quite common in high-performance computing and is used to mark the program bench and rank the fastest supercomputers in the world.

Fortran is a compiled language, or more specifically it is compiled ahead-of-time. Cu alte cuvinte, trebuie să efectuați un pas special numit compilare a codului scris înainte de a-l putea rula pe un calculator. Acesta este punctul în care Fortran diferă de limbajele interpretate, cum ar fi Python și R, care rulează prin intermediul unui interpretor care execută instrucțiunile direct, dar cu prețul vitezei de calcul.

Fortran este limbajul de programare dominant utilizat în aplicațiile inginerești. Prin urmare, este important ca absolvenții de inginerie să fie capabili să citească și să modifice codul Fortran. Din când în când, așa-numiții experți prezic că Fortran va scădea rapid în popularitate și va dispărea în curând. Aceste previziuni au eșuat întotdeauna. Fortran este cel mai longeviv limbaj de programare pentru calculatoare din istorie. Unul dintre principalele motive pentru care Fortran a supraviețuit și va supraviețui este inerția software.
De-a lungul anilor, o colecție vastă de coduri a fost scrisă cu Fortran în multe mașini științifice și inginerești, permițând limbajului să persiste.
Câteva dintre motivele pentru care ar trebui să învățați Fortran:

1. Suport încorporat pentru argumente în subrutine
2. Set bogat de funcții intrinseci
3. Suport încorporat pentru numere complexe
4. Suport pentru notația de matrice care permite operații pe secțiuni de matrice
5. Reguli puternice de aliasing pentru pointerii de memorie, rezultând un cod mai eficient după compilare
6. Unele coduri moștenite sunt scrise în Fortran și sunt încă în funcțiune.

Fortran Basics

FORTRAN a fost conceput pentru oamenii de știință, ingineri și programatori. Există un set de reguli care guvernează codul Fortran și dacă un cod este valid și poate fi compilat. Fortran folosește un termen popular de structură a codului numit Sintaxă- o combinație de caractere și cuvinte cheie rezervate pentru a crea un program Fortran și a emite o instrucțiune către calculator.

Acesta este un termen de bază al programării Fortran:

Structura programului

Aceasta este structura programului Fortran și are un cuvânt cheie rezervat pentru a face exact acest lucru. Fortran folosește cuvântul cheie PROGRAM, urmat, opțional, de un nume pentru program pentru a începe un program și îl încheie cu cuvântul cheie END PROGRAM. Exemplu:

PROGRAM myprogram
! Do some stuff, other code, statements, functions
END PROGRAM

În cadrul instrucțiunilor PROGRAM, puteți defini funcții, declara variabile care să fie utilizate în aceste funcții, la fel ca în alte limbaje de programare.

Definirea variabilelor

Celea sunt valori sau date utilizate în programul dumneavoastră. O variabilă se poate referi la o singură valoare, cum ar fi 1, sau poate indica o structură de date mai mare, cum ar fi o listă. Ele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a stoca date precum texte, cuvinte, zecimale și multe altele.

Care variabilă se referă de obicei la un tip de date. Un tip de date descrie ce tip de date se așteaptă ca variabila să conțină. Acesta poate fi fie numere, care sunt numere întregi, fie cuvinte, care este un șir de caractere. Am putea spune x=3, acest lucru înseamnă că x deține un tip de date de tip întreg, totuși, nu am specificat ce tip de date deține. Majoritatea limbajelor de programare vă cer să specificați ce tip de date trebuie să dețină o anumită variabilă.

În Fortran, variabilele sunt declarate ca mai jos:

INTEGER :: n = 3
INTEGER :: m = 6

Codul de mai sus în Fortran înseamnă că vom crea două variabile INTEGER. Cuvântul cheie INTEGER este folosit pentru a specifica ce fel de date creăm și anume o variabilă cu numere. Mai există și altele, cum ar fi REALLOGICAL , etc.

Mesaj de citire și scriere

Acesta este cel mai simplu mod de a vedea rezultatele unui calcul sau de a imprima un mesaj pe consolă și, de asemenea, colectează intrări de la utilizatori pentru a fi utilizate într-un calcul, de exemplu. Practic, aceasta oferă o modalitate de a imprima un mesaj pe consolă și o modalitate prin care utilizatorii pot introduce valori folosind tastatura direct din program.

Citește: Funcția READ îi spune programului FORTRAN să înregistreze valorile pe care le introduceți folosind tastatura și să le stocheze în variabilele pe care le definiți în program. Putem vedea un exemplu funcțional :

READ(*,*) a, b, c

În funcțiile Fortran, toate intrările necesare funcției sunt plasate într-o listă în interiorul a două paranteze rotunde (paranteze), ca în citire (input1, input2, etc…). Când programul rulează și ajunge la instrucțiunea READ, vă va cere să introduceți o variabilă și să apăsați enter.

Scriere: Funcția WRITE este similară cu funcția READ. Ea doar tipărește valorile date pe ecranul consolei. De exemplu:

WRITE(*,*) a, b, c

Aceasta ar imprima valorile atribuite variabilelor specificate în cod.

Operații matematice

Fortran este conceput în primul rând pentru calcule numerice și are multe funcții încorporate pentru operații matematice. În Fortran, folosim funcțiile de bază: +, -, *, / pentru adunare, scădere, înmulțire și împărțire.

Procesul de luare a deciziilor

Acesta este fluxul logic al unui program. Acesta este, de exemplu, locul în care se fac cele mai multe calcule și decide asupra rezultatelor finale. Este un pic ca deciziile logice pe care le luăm în viața de zi cu zi. De exemplu, am putea spune IF plouă THEN nu ieși afară, ELSE există o umbrelă la care ești liber să te duci. Mai jos este un exemplu:

LOGICAL :: Raining
LOGICAL :: UmbrellaIF (Raining .AND. Umbrella) THEN
WRITE(*,*) "Its raining and I have an umbrella, I can go out"
ELSE
WRITE(*,*) "Its raining and I have no umberella, I can't g out"
END IF

Componente ale procesului decizional:

  1. Eațiile IF și THEN: Aceste două cuvinte cheie sunt folosite pentru a lua decizii logice în cadrul unui program. Construcția IF THEN este folosită pentru a face ceva pe baza îndeplinirii unei condiții.
  2. Eapoziția ELSE: Instrucțiunea ELSE este de obicei opțională, deși este utilă dacă aveți ceva ce doriți să faceți în cazul în care condiția este falsă. De cele mai multe ori, instrucțiunea ELSE este utilizată aici pentru a imprima un mesaj de eroare în cazul în care condițiile nu sunt îndeplinite.
  3. End IF statement: Aceasta indică sfârșitul blocului decizional. Trebuie să vă amintiți să îl încheiați întotdeauna cu instrucțiunea END IF.

Compilare

Majoritatea limbajelor de programare trebuie, de obicei, să fie compilate sau să treacă printr-un proces înainte de a putea fi rulate sau executate. Programele Fortran trebuie să fie compilate în ceea ce înțelege calculatorul folosind compilatorul gfortran. Acesta compilează codul Fortran în ceea ce înțelege calculatorul. Salvați codul într-un fișier text cu extensia .f90 și rulați-l împotriva compilatorului pentru a genera codul mașină.

Puteți rula comanda de mai jos în directorul terminalului dumneavoastră:

gfortran example.f90 -o example

Aceasta îi spune lui gfortran să ia fișierul example.f90 și să genereze un program numit example pentru ca noi să îl rulăm. Indicativul -o ne permite să indicăm un nume de ieșire pentru programul nostru generat. Acest lucru va genera un fișier example în directorul dvs. care poate fi rulat din linia de comandă.

Vantaje ale Fortran

Fortran are multe avantaje, dintre care câteva sunt:

  1. În cercurile științifice, Fortran este foarte puternic. Are un ecosistem bogat de instrumente pentru acest domeniu.
  2. Fortran produce cel mai rapid cod nativ din lume. De aceea, calculul științific este perfect.
  3. Fortran este extrem de optimizat pentru vectorizare, ceea ce îl face excelent pentru modelarea supercomputerelor.
  4. Fortranul modern este uimitor de simplu de citit și de înțeles. Comparați cu C++.
  5. Fortran nu folosește sintaxa teribilă a regulii off-side pe care o găsiți în Python.

Caracteristicile principale ale Fortran

  1. FORTRAN II a aprobat limbajul de programare procedurală care permite scrierea algoritmică a codului.
  2. Declarația COMMON este folosită pentru a accesa variabilele globale care vor fi folosite în programele pentru subrutine.
  3. FORTRAN II permite subrutinelor să execute sarcinile și să fie scrise valorile de întoarcere.
  4. Care tip inerent sau derivat poate fi un POINTER.
  5. Caracterele minuscule în textul sursă sunt acum permise. Un punct și virgulă poate fi utilizat într-o singură linie sursă pentru a distinge diverse instrucțiuni.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *