Menü Bezárás

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. Más szóval a megírt kódnak egy speciális, fordításnak nevezett lépést kell végrehajtania, mielőtt a számítógépen futtathatóvá válik. Ebben különbözik a Fortran az olyan értelmezett nyelvektől, mint a Python és az R, amelyek egy olyan értelmezőn keresztül futnak, amely közvetlenül végrehajtja az utasításokat, de a számítási sebesség rovására.

A Fortran a mérnöki alkalmazásokban használt domináns programozási nyelv. Ezért fontos, hogy a mérnöki diplomával rendelkezők tudjanak Fortran kódot olvasni és módosítani. Időről időre úgynevezett szakértők azt jósolják, hogy a Fortran népszerűsége gyorsan csökken, és hamarosan kihal. Ezek a jóslatok mindig kudarcot vallottak. A Fortran a történelem legmaradandóbb számítógépes programozási nyelve. Az egyik fő oka annak, hogy a Fortran fennmaradt és fenn is marad, a szoftverek tehetetlensége.
Az évek során számos tudományos és mérnöki gépen hatalmas mennyiségű kódot írtak Fortran nyelven, ami lehetővé tette, hogy a nyelv fennmaradjon.
Az okok közül néhány, amiért érdemes megtanulni a Fortran nyelvet:

1. Beépített támogatás az argumentumoknak az alprogramokban
2. Belső függvények gazdag készlete
3. Beépített támogatás a komplex számok számára
4. A tömbjelölés támogatása, amely lehetővé teszi a tömbrészleteken végzett műveleteket
5. A tömbökön végzett műveleteket. Erős aliasing szabályok a memóriamutatókra, ami hatékonyabb kódot eredményez a fordítás után
6. Néhány örökölt kód Fortran nyelven íródott és még mindig működik.

Fortran alapok

AFORTRAN-t tudósok, mérnökök és programozók számára tervezték. A Fortran kódra és arra, hogy egy kód érvényes-e és lefordítható-e, egy sor szabály vonatkozik. A Fortran egy népszerű kódszerkezeti kifejezést használ, amelyet szintaxisnak neveznek – a karakterek és a fenntartott kulcsszavak kombinációja a Fortran program létrehozására és a számítógépnek adott utasítás kiadására.

A következőkben a Fortran programozás alapjai:

Programszerkezet

Ez a Fortran program szerkezete, és erre a célra van egy fenntartott kulcsszó. A Fortran a PROGRAM kulcsszóval, majd opcionálisan a program nevével kezd egy programot, és a END PROGRAM kulcsszóval fejezi be. Példa:

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

A PROGRAM utasításokon belül a többi programozási nyelvhez hasonlóan függvényeket definiálhat, és deklarálhatja az ezekben a függvényekben használt változókat.

Változók meghatározása

Ezek a programban használt értékek vagy adatok. Egy változó utalhat egyetlen értékre, például 1-re, vagy mutathat egy nagyobb adatszerkezetre, például egy listára. Olyan adatok tárolására is használhatók, mint szövegek, szavak, tizedesjegyek és még sok más.

Minden változó általában egy adattípusra utal. Az adattípus leírja, hogy a változó várhatóan milyen típusú adatot tartalmaz. Lehetnek számok, amelyek egész számok, vagy szavak, amelyek karakterláncok. Mondhatnánk, hogy x=3, ez azt jelenti, hogy a x egy integer típusú adatot tart, azonban nem adtuk meg, hogy milyen típusú adatot tart. A legtöbb programozási nyelv megköveteli, hogy megadjuk, milyen típusú adatot kell tárolnia egy adott változónak.

Fortranban a változókat az alábbiak szerint deklaráljuk:

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

A fenti kód Fortranban azt jelenti, hogy két INTEGER változót hozunk létre. A INTEGER kulcsszóval adjuk meg, hogy milyen adatot hozunk létre, és ez egy számokat tartalmazó változó. Vannak mások is, mint például REALLOGICAL , stb.

Üzenet olvasása és írása

Ez a legegyszerűbb módja annak, hogy egy számítás eredményét lássuk, vagy üzenetet írjunk ki a konzolra, valamint összegyűjti a felhasználók bemeneteit, amelyeket például egy számításban felhasználhatunk. Ez alapvetően módot biztosít arra, hogy üzenetet nyomtassunk a konzolra, valamint arra, hogy a felhasználók közvetlenül a programból a billentyűzet segítségével beírhassák az értékeket.

Read: A READ funkció utasítja a FORTRAN programot, hogy rögzítse a billentyűzet segítségével beírt értékeket, és tárolja azokat a programban definiált változókban. Láthatunk egy működő példát :

READ(*,*) a, b, c

A Fortran függvényekben a függvényhez szükséges bemeneteket egy listán belül, két kerek zárójelben (zárójelben) helyezzük el, mint az olvasásban (input1, input2, stb…). Amikor a program fut, és eljut a READ utasításhoz, felszólít egy változó megadására, és megnyomja az enter billentyűt.

Írás: A WRITE funkció hasonló a READ funkcióhoz. Csak kiírja a megadott értékeket a konzol képernyőjére. Például:

WRITE(*,*) a, b, c

Ez kiírná a kódban megadott változókhoz rendelt értékeket.

Matematikai műveletek

A Fortran elsősorban numerikus számításokhoz készült, és számos beépített függvénye van a matematikai műveletekhez. A Fortranban az alapfüggvényeket használjuk: +, -, *, / az összeadásra, kivonásra, szorzásra és osztásra.

Döntéshozatal

Ez a program logikai folyamata. Itt történik például a legtöbb számítás, és itt dönt a végeredményről. Kicsit olyan, mint azok a logikai döntések, amelyeket a mindennapi életünkben hozunk. Például mondhatjuk, hogy IF esik az eső THEN ne menj ki, ELSE van egy esernyő, ahova nyugodtan mehetsz. Az alábbiakban egy példa:

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

A döntéshozatal összetevői:

  1. Az IF és THEN utasítások: Ezt a két kulcsszót arra használjuk, hogy logikai döntéseket hozzunk egy programon belül. A IF THEN konstrukciót arra használjuk, hogy egy feltétel teljesülése alapján tegyünk valamit.
  2. Az ELSE utasítás: Az ELSE utasítás általában opcionális, bár hasznos, ha van valami, amit akkor akarsz csinálni, ha a feltétel hamis. Legtöbbször az ELSE utasítás itt arra szolgál, hogy hibaüzenetet írjon ki, ha a feltételek nem teljesülnek.
  3. Az IF utasítás vége: Ez jelzi a döntési blokk végét. Nem szabad elfelejtenie, hogy mindig az END IF utasítással fejezze be.

Kompilálás

A legtöbb programozási nyelvet általában le kell fordítani vagy át kell esni egy folyamaton, mielőtt futtatható vagy végrehajtható lenne. A Fortran programokat a gfortran fordítóprogram segítségével kell a számítógép által érthetővé fordítani. Ez fordítja a Fortran kódot olyanra, amit a számítógép megért. Mentsd el a kódodat egy .f90 kiterjesztésű szöveges fájlba, és futtasd le a fordítóval a gépi kód generálásához.

A terminálkönyvtáradban futtathatod az alábbi parancsot:

gfortran example.f90 -o example

Ez azt mondja a gfortran-nek, hogy vegye a example.f90 fájlt, és generáljon egy example nevű programot, amit nekünk kell futtatni. A -o jelzővel megadhatjuk a generált programunk kimeneti nevét. Ez egy example fájlt generál a könyvtárunkban, amelyet a parancssorból futtathatunk.

A Fortran előnyei

A Fortran számos előnnyel rendelkezik, amelyek közül néhány:

  1. Tudományos körökben a Fortran nagyon erős. Gazdag eszközökoszisztémával rendelkezik ezen a területen.
  2. A Fortran a világ leggyorsabb natív kódját állítja elő. Ezért a tudományos számítástechnika tökéletes.
  3. A Fortran rendkívül optimalizált a vektorizációra, így kiválóan alkalmas a szuperszámítógépek modellezésére.
  4. A modern Fortran elképesztően egyszerűen olvasható és érthető. Összehasonlítható a C++-hoz.
  5. A Fortran nem használja a Pythonban található szörnyű off-side szabály szintaxisát.

A Fortran fő jellemzői

  1. A FORTRAN II jóváhagyta a procedurális programozás nyelvét, amely lehetővé teszi a kód algoritmikus írását.
  2. A COMMON deklarációval elérhetők a globális változók, amelyeket a programokban az alprogramok számára kell használni.
  3. AFORTRAN II lehetővé teszi az alprogramok számára a feladatok elvégzését és a visszatérési értékek megírását.
  4. Minden eredendő vagy származtatott típus lehet POINTER.
  5. A forrásszövegben most már megengedett a kisbetűs írásmód. Egyetlen forrássoron belül pontosvesszőt lehet használni a különböző utasítások megkülönböztetésére.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük