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Fortran

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Fortran
Fortran logo.svg
IBM e John Backus
https://fortran-lang.org
Informações gerais
Extensões comuns f, para e f90
Apareceu em 1957
Desenhado por John Backus
influenciado por codificação de velocidade

Fortran (anteriormente FORTRAN , [ 1 ]​ contração do inglês The IBM Mathematical Formula Tran slating System ) é uma linguagem de programação de alto nível de uso geral, [ 2 ] ​procedural [ 3 ] ​, imperativa de alto nível , que é especialmente adaptada para o computação numérica e computação científica . Originalmente desenvolvido pela IBM em 1957 para o computador IBM 704 , e usado para aplicações científicas e de engenharia, o FORTRAN passou a dominar esta área de programação desde cedo e tem sido usado continuamente por mais de meio século em áreas computacionalmente intensivas. como previsão numérica do tempo , análise de elementos finitos , dinâmica de fluidos computacional (CFD), física computacional e química computacional . É uma das linguagens mais populares na área de computação de alto desempenho e é a linguagem utilizada para programas que avaliam o desempenho ( benchmark ) e o ranking dos supercomputadores mais rápidos do mundo . [ 4 ]

FORTRAN engloba uma linhagem de versões, cada uma das quais evoluiu para adicionar extensões à linguagem, mantendo normalmente a compatibilidade com as versões anteriores. Versões sucessivas adicionaram suporte para processamento de dados baseado em caracteres (FORTRAN 77), programação de matriz , programação modular e programação orientada a objetos (Fortran 90/95) e programação genérica (Fortran 2003).

História

Image
Código FORTRAN em um cartão perfurado , mostrando o uso especializado das colunas 1-5, 6 e 73-80.

No final de 1953, John W. Backus apresentou uma proposta a seus superiores na IBM para desenvolver uma alternativa mais prática à linguagem assembly para programar o computador mainframe IBM 704 . A histórica equipe FORTRAN de Backus consistia dos programadores Richard Goldberg, Sheldon F. Best, Harlan Herrick, Peter Sheridan, Roy Nutt, Robert Nelson, Irving Ziller, Lois Haibt e David Sayre. [ 5 ]

Em meados de 1954, um projeto de especificação para o Sistema de Tradução de Fórmulas Matemáticas da IBM foi concluído . O primeiro manual FORTRAN apareceu em outubro de 1956 , porque os clientes estavam relutantes em usar uma linguagem de programação de alto nível , a menos que seu compilador pudesse gerar código cujo desempenho fosse comparável ao do código de linguagem assembly manuscrito.

Embora a comunidade estivesse cética em relação a essa nova linguagem, ela reduziu em 20 vezes o número de instruções de programação necessárias para operar uma máquina e rapidamente ganhou aceitação. Durante uma entrevista em 1979 com Think, a revista de funcionários da IBM, o criador John Backus disse: "Muito do meu trabalho veio de ser preguiçoso. Eu não gostava de escrever programas, então quando eu estava trabalhando no IBM 701 escrevendo programas para trajetórias, comecei a trabalhar em um sistema de programação para facilitar a escrita de programas. [ 6 ]

A linguagem foi amplamente adotada por cientistas para escrever programas numericamente intensivos, o que encorajou os escritores de compiladores a produzir compiladores que pudessem gerar código mais rápido e eficiente. A inclusão de um tipo de dados e aritmética de números complexos na linguagem ampliou a gama de aplicações para as quais a linguagem era particularmente adequada e tornou o FORTRAN particularmente adequado para aplicações técnicas como engenharia elétrica.

Em 1960, as versões do FORTRAN estavam disponíveis para os computadores IBM 709 , 650 , 1620 e 7090 . A crescente popularidade do FORTRAN estimulou significativamente os fabricantes de computadores concorrentes a fornecer compiladores FORTRAN para suas máquinas, de modo que em 1963 existiam mais de 40 compiladores FORTRAN. Por essas razões, o FORTRAN é considerado a primeira linguagem de programação amplamente usada suportada em uma variedade de arquiteturas de computador.

O desenvolvimento do FORTRAN acompanhou a evolução inicial da tecnologia do compilador. De fato, muitos avanços na teoria e design de compiladores foram motivados especificamente pela necessidade de gerar código eficiente para programas FORTRAN.

Versões

Algumas outras versões posteriores foram:

  • FORTRAN I
  • FORTRANII
  • FORTRAN IV
  • FORTRAN 66
  • FORTRAN 77
  • Fortran 90
  • Fortran 95
  • Fortran 2003
  • Fortran 2008
  • Fortran 2018

Características principais

A linguagem foi projetada tendo em mente que os programas seriam escritos em cartões perfurados de 80 colunas. Assim, por exemplo, as linhas tiveram que ser numeradas e a única alteração possível na ordem de execução foi produzida com a instrução goto . Esses recursos evoluíram de versão para versão. Os atuais contêm subprogramas, recursão e uma variedade de estruturas de controle .

Vantagens e desvantagens de sua sintaxe

Por ser uma primeira tentativa de criação de uma linguagem de programação de alto nível, possui uma sintaxe considerada arcaica por muitos programadores que estão aprendendo linguagens mais modernas. É difícil escrever um loop "for", e erros na digitação de um único caractere podem levar a erros de tempo de execução em vez de erros do compilador, se as construções mais comuns não forem usadas. Algumas versões anteriores não tinham recursos considerados muito úteis, como alocação dinâmica de memória.

Deve-se notar que a sintaxe Fortran foi destinada ao uso em trabalhos numéricos e científicos. Muitas de suas deficiências foram abordadas em revisões de linguagem recentes. Por exemplo, o Fortran 95 possui comandos muito mais curtos para realizar matemática de matrizes e possui tipos. Isso não apenas melhora muito a legibilidade do programa, mas também fornece informações úteis ao compilador.

Por essas razões, o Fortran dificilmente é usado fora dos campos científicos e da análise numérica, mas continua sendo a linguagem de escolha para o desenvolvimento de aplicativos de computação numérica de alto desempenho.

Especificações

Existem duas versões padronizadas da linguagem.

  • ANSI X3.198-1992 (R1997). Título: Linguagem de Programação "Fortran" Estendida . Conhecido como Fortran 90. É um padrão publicado pela ANS.l. .
  • ISO/IEC 1539-1:1997. Título: Tecnologia da informação - Linguagens de programação - Fortran - Parte 1: Linguagem base . Conhecido como Fortran 95. Também adotado pelo ANSI .

Abaixo segue o código fonte em linguagem Fortran de um programa que permite realizar um ajuste linear ou regressão de uma série de dados: 

REGRESSÃO  LINEAR . FORTRANS 
APLICAÇÃO 
     DIMENSÃO TEMPO ( 1000 ), PROD ( 1000 ) 
        OPEN ( 1 , FILE = 'HISTORY.txt' ) 
        I = 0 
 10      READ ( 1 , * , END = 80 ) T , P 
        I = ​​I + 1 
        TIME ( l _ _ _ _ 
        _ _ _ _ _ _ 
        _  _  _ 
 _      _ _ _ 
        _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 
        _ _ _ _ _ _ _ _ _ 
 _      _ _ _ =' , F10 .2 , ' +' , F10 .2 , ' X ' ) 20 FORMAT ( 20 F10 . 0 ) END
      
        

        SUBROTINAS AJULIN ( X , Y , N , A , B ) 
         DIMENSÃO X ( 1 ), Y ( 1 ) 
          SUMX = 0. 
          SUMY = 0. 
          SUMX2 = 0. 
          SUMY2 = 0 
          SUMXY = 0 
        DO 20  I = 1 , N 
         SUMX = SUMX + X (. l .) 
         SUMX = SUMX + Y (. l .) 
         SUMX2 = SUMX2 + ( X ( I ) * X (. l .)) 
         SUMXY2 = SUMY2 + Y ( I ) ** 2 
         SUMXY = SUMXY + ( X ( I ) * Y ( I )) 
 20     CONTINUAR 
PROD = SUMX * SUMY B = ( SUMXY - PROD / N ) / ( SUMX2 - SUMX ** 2 / N ) A = ( SUMY / N - B * SUMX / N )        FINAL DE RETORNO

Basicamente, no programa é lido um certo número de pares ordenados de um arquivo ASCII , é chamada uma rotina que calcula a linha de ajuste correspondente, usando o método dos mínimos quadrados , e então retorna fornecendo os coeficientes ou parâmetros da linha em questão. .

Referências

  1. ↑ Nomes de versões anteriores ao FORTRAN 77 são convencionalmente escritos com todas as letras maiúsculas (FORTRAN 77 era a versão em que o uso de letras minúsculas em palavras-chave era estritamente fora do padrão). A capitalização foi eliminada em referência a versões mais recentes começando com Fortran 90. Os padrões de idioma oficiais agora se referem ao idioma como "Fortran". Porque a capitalização (ou a falta dela) da palavra FORTRAN nunca foi 100% consistente no uso real, e porque muitos têm crenças apaixonadas sobre o assunto, este artigo, em vez de tentar ser normativo, adota a convenção de usar as letras maiúsculas FORTRAN ao se referir a versões do FORTRAN até o FORTRAN 77 e o title-caps Fortran ao se referir a versões do Fortran a partir do Fortran 90 em diante. Esta convenção é refletida na capitalização de FORTRAN nos padrões ANSI X3.9-1966 (FORTRAN 66) e ANSI X3.9-1978 (FORTRAN 77) e o título caps Fortran no ANSI X3.198-1992 (Fortran 90) , normas ISO/IEC 1539-1:1997 (Fortran 95) e ISO/IEC 1539-1:2004 (Fortran 2003).
  2. ↑ Desde o FORTRAN 77, que introduziu o CHARACTERtipo de dados.
  3. ↑ Desde FORTRAN II (1958).
  4. ↑ http://www.top500.org/project/linpack
  5. ↑ http://www.softwarepreservation.org/projects/FORTRAN/index.html#By_FORTRAN_project_members
  6. ↑ Morre John Backus, criador do Fortran - Gadgets - MSNBC.com

Links externos

Recursos de programação

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