Язык программирования на Фортране, основные команды и функции

Опубликованно 08.02.2019 18:00

Язык программирования Фортран используется в основном для научных вычислений. Изобретен в 1954 году, - старейший язык программирования высокого уровня, с последующим Лисп (1958), Алгола (1958) и Кобола (1959). Количество научных библиотек, написанных на "Фортране", и создание специальных переводчики-компиляторы позволяют использовать язык сегодня. Также были созданы несколько калькуляторов для векторизации, со-процессоров, параллелизм, которые укрепляют языка для использования в промышленном производстве современного мира. Исторические вехи в Фортране

Джона Бэкуса в IBM, электронщик, опубликованной в 1954 г. под заголовками "предварительный отчет, спецификации для IBM Matmal Transmula перевод системы", которое положило начало срока Фортран. Затем прошло еще два года усилий всей команды, которую он возглавлял, чтобы написать первый компилятор языка программирования Фортран (25 000 строк для IBM 704).

Название языка изначально было прописано заглавными буквами Fortran и был использован для обозначения языках Фортран 77, в отличие от бесплатной версии синтаксиса, начиная с Fortran 90. В стандартном Фортране 77 строчные буквы не являются частью языка, но большинство компиляторов поддерживают их, в дополнение к стандартным.

Сегодня, язык программирования Фортран является доминирующим программирования, используемых в инженерных приложениях. Поэтому важно, чтобы выпускники технических университетов, может читать и изменять код на языке Фортран. Время от времени, так называемые эксперты прогнозируют, что язык потеряет свою популярность и скоро уже не будет использоваться вообще.

Эти прогнозы всегда не удалось. "Фортран" - наиболее устойчивых компьютерным языком программирования в истории. Одна из главных причин, почему язык программирования Фортран выжил и выживет-это инерция программного обеспечения. После того, как компания потратила много средств и, возможно, миллионы долларов на программный продукт, вряд ли его перевести на другой язык.

Основное преимущество Фортрана является то, что она стандартизирована международными организациями ANSI и ISO. Поэтому, если программа написана на ANSI, он будет работать на любой компьютер с компилятором Fortran 77. Это важная информация. Таким образом, программы объектно-ориентированный язык программирования Фортран, существуют различные программные средства. Языковая разница версий

Этапы создания языковой платформы: В 1954-1957 годы первый компилятор был разработан с нуля. В те времена не было никаких "языков высокого уровня" (= яву), большинство операционных систем были простые, и память была небольшой, около 16 Кб. Во-первых, компилятор работал на IBM 704. Эту яву был гораздо более эффективным, чем программирование на ассемблере, и очень популярный в то время. В 1958 году Фортран II и опубликован. В этом же году мы разработали Фортран III, но не выпущенный в серийное производство. В 1961 году был создан Фортран IV для. В нем содержатся такие улучшения, как операторов по реализации общие и эквивалентности. В 1962 году Аса комитет приступил к разработке стандарта для объектно-ориентированного языка программирования Фортран. Это позволило продавцу, чтобы использовать его в каждый новый компьютер. И этот факт сделал ее еще более популярной яву, язык стал доступен в Apple и системы TRS80. В 1967 году был выпущен Фортран 66, первый в мире стандарт яву. Публикация стандарта означает, что язык стал более широкое применение, чем любой другой. К середине 1970-х годов, практически каждый компьютер, мини-и больших ЭВМ, был снабжен стандарт Фортрана 66. Язык используется оператор if и goto-заявление и spagethi. Это структурное программирование стало популярным в 60-70-х годах. "Фортран" существовали на перфокартах, в частности, с системой ФМС, оптимизации размещения источников их пока Фортран 90 введен "свободный" синтаксис. В этом коде на Фортране массива начинается с 7-го столбца и не должна превышать 72 тыс. символов.

Следует также отметить, что до Фортран 90 заготовки имели значения между 7-й и 72-й столбец. Таким образом, цикл "я = 1.5" также может быть написано ", Дой = 1,5". С другой стороны, "я = 1,5" эквивалентно "Дой = 1.5".

Многие промышленные коды были написаны в системы Nastran, наг и IMSL - Фортран библиотека. Совместимость новых версий с предыдущими важно. По этой причине, Фортран 90 полностью совместим с Фортран 77. Однако, в будущих версиях стандарта уже внедрены несовместимости.

Вскоре последовали более сложные языки Фортран 90 и Фортран 95, обновлен до текущего стандарта Фортран 2003. Несмотря на то, что современные компиляторы работу на неопределенный срок для всех версий Windows и даже поддерживает 64-битные процессоры. Между тем, производители признали тенденции времени и предлагают компиляторы для Linux в виде объектно-ориентированный язык программирования Фортран актер. Предпосылки для использования языка программирования

Вы должны понимать, что Фортран до сих пор широко используемым языком программирования и используется в основном в области обнаружения. Классические приложения, например, в физике или технике, работающей обширные и сложные математические вычисления. Они очень полезны обширные математические библиотеки, которые существуют для разных компиляторов. Подводя итог, можно утверждать, что сегодня Фортран до сих пор используется по ряду причин: Наличие многочисленных функциональных библиотек развивалась в течение многих лет. Наличие программного обеспечения в "Фортран", которая требует очень важного ресурса для развития, когда переход на другой язык является слишком дорогим. Наличие мощного компилятора со встроенным Фортране функции, которые производят очень быстро исполняемые файлы. Доступные для изобретателя, который имел специализированный курс компьютерный язык.

Многие научные программы, написанные на C и C ++ доступны на большинстве машин. Других компилируемых языков иногда используются для научных вычислений, особенно для программ типа Scilab или MATLAB. Последний также включает библиотеки Blas и LAPACK разработан в Fortran программирования. Матлаб изначально программа на Фортране, которые распределены в университеты и исследовательские центры. Современные компиляторы

Хотя том Лейхи сейчас "только" общий компилятор, Лейхи компьютерных систем до сих пор используют многие программисты. Лейхи уже несколько лет работает с Fujitsu, Лейхи фокусируется на парсер Фортран и Fujitsu - в генераторе кода. Текущий компилятор Suite для Windows, называемый Лейхи компания Fujitsu Фортран 95 (LF95) и доступен в различных модификациях, некоторые из которых также интегрированы с Visual студии .Чистый 2003.

Есть также недорогой вариант LF95 Express без их собственной среде. Текущая версия 7.1. в Linux называется Лейхи компилятора / компания Fujitsu Фортран 95 В6.2 для Linux и доступно в двух разных версиях. Например, Pro версия включает в себя совместимость с помощью OpenMP версии v2.0, простой графический движок Winteracter стартера, библиотека математической и научной библиотеки подпрограмм компания Fujitsu 2.

Другой производитель Absoft. Компиляторы и C ++ предназначены не только для Windows и Linux, но и для OS X на компьютерах Macintosh. Составители интерес для разработчиков, которые нуждаются или хотят поддерживать все три платформы. К сожалению, Absoft различие между 32 - и 64-разрядные версии для Linux, в настоящее время используется версия 10.0 Фортран 95 для 64-разрядной ОС Linux.

Относительно новой для рынка является пакет компилятора EKOPath Люкс. Он состоит из компиляторов C ++ и Fortran среду разработки для Linux, который также доступен отдельно и в основном предназначены для 64-битных AMDusers. Он также работает на базе Intel технологию EM64T. Майкрософт когда-то пытался найти "дешевый рынок" Фортран и вывели на рынок Майкрософт электростанция.

Возможно, рынок был слишком небольшим для софтверного гиганта, но цифровые взял часть кода в 1997 году и использовал свой опыт работы с компиляторами, цифровые системы UNIX и OpenVMS. Это было рождение еще одного очень успешного цифровой визуальный Фортран. В какой-то момент цифровая перешел в Compaq, компилятор был изменен на текущую версию Compaq визуального языка Fortran (CVF) В6.6.

Помимо "обычных" 32-битных платформ есть различные 64-битные компиляторы, например, для Intel Itanium и Intel технологию EM64T. Хотя они и не "срочно" за объем поставки, то они доступны для бесплатного скачивания через веб-системы поддержки Intel премьер.

После одного, несколько громоздкой регистрации вы можете использовать его круглый год, с новыми обновляется каждые несколько недель. Даже старые версии остаются доступными. Организационная структура программы

Программы на Фортране представляет собой последовательность строк текста. Текст должен придерживаться определенного синтаксиса. Пример: окружность радиуса R, зона c.

Эта программа читает реальный радиус определяет площадь круга с радиусом r:

запись (*, *);

'Радиусом r:'читать (*, *) Р;

площадь = 3.14159 * р * р;

писать (*, *) 'площадь =';

остановки;

конец.

Строки, начинающиеся с "C" - это комментарии, и нет цели, но, чтобы сделать программу более читабельной для человека. Изначально, все программы на Фортране были написаны прописными буквами. Большинство программистов сейчас писать в нижнем регистре, потому что это более четкая.

Программа обычно состоит из основной программы на Фортране или водитель и несколько подпрограмм, процедур или подпрограмм. Структура основной программы: название программы; Декларации; приложения; остановки; конца.

Курсив не должны восприниматься как обычный текст, а как общее описание. Оператор остановка является необязательным и может показаться излишним, поскольку программа будет остановить, когда он в любом случае дойдет до конца, но рекомендуется всегда завершать работу программы, используя оператор Stop, чтобы подчеркнуть, что поток выполнения завершается. Правила установки колонки

Фортран 77 не бесплатный языковой формат, но имеет очень строгий набор правил для форматирования исходного кода. Самые важные правила-правила столбцы: Кол. 1: пустой или "C" или "*" для комментариев. Полковник 2-5: метка оператора. Полковник 6: продолжение предыдущей линии. Полковник 7-72: заявление. Полковник 73 - 80: порядковый номер.

В Фортране линии, начиная с буквы "C" или звездочкой, в первый столбец комментарий. Комментарии могут появляться в любом месте программы. Хорошо написано, они важны для удобочитаемости программы. Коммерческие Фортран коды часто содержат около 50% замечаний. Также могут возникнуть программы, которые можно использовать восклицательный знак (!). Это очень непостоянные в Fortran 77, но допускается в Fortran 90.

Восклицательный знак может появиться в любом месте в строке. Иногда оператор не помещается в одной строке, то мы можем разделить операторов на две или более строк и использовать символ продолжения в положении.

Пример: C23456789 - это показывает положение в столбце. "С" следующие заявления двух физических линий. Площадь = 3.14159265358979+ * р * р.

Пробелы игнорируются, начиная с "Фортран 77". Поэтому, если вы удалите все пробелы в программе на Фортране 77 остается cintecele правильно, но почти нечитабельны для операторов. Переменные, типы и объявления

Имена переменных в Фортране состоит из 1-6 символов, выбранных из букв A-Z и цифры 0-9. Первый символ должен быть буквой. Фортран 90 позволяет переменных произвольной длины. Фортран 77 не различает верхний и нижний регистр, в самом деле, он предполагает, что все входные данные в верхнем регистре. Однако, почти все f 77 компиляторов будет принимать строчные буквы. Каждая переменная должна быть определена в объявлении. Это задает тип переменной. Наиболее распространены списки переменных: целое число; реальные; двойной точности; комплекса; логично; характер.

Список переменных должны состоять из имен, разделенных запятыми. Каждая переменная должна быть объявлена только один раз. Если переменная не объявлена, Ф 77 использует набор имплицитных правил, чтобы установить тип. Это означает, что все переменные, начинающиеся с букв "в" - целые числа, а все остальные настоящие. Многие старые программы Ф 77 использовать эти неявные правила, но программисты не должны делать этого, поскольку вероятность ошибки в программе резко возрастает, если они непостоянны объявлять переменные.

Фортран 77 имеет только один тип для целых переменных. Целые числа обычно хранятся в виде 32-бит (4 байта) переменных. Таким образом, все переменные должны принимать значения в диапазоне [-м, м], где М-это примерно 2 * 10 9.

Ф 77 имеет два различных типов для переменных с плавающей запятой, называемый вещественный с двойной точностью. Некоторые численные расчеты требуют очень высокой точности, использовать двойную точность. Как правило, реально это 4-байтовая переменная, а двойной точности-8 байт, но это зависит от автомобиля.

Нестандартный вариант "Фортран" использовать синтаксис типа Real * 8 обозначает 8 байт с плавающей точкой переменные. Некоторые константы появляются много раз в программе. Поэтому, желательно определить их только один раз, в начале программы. Параметром оператора. Это также делает программу более читаемой. Например, область программы из круга должно быть написано.

Параметр синтаксис (имя = константа, ..., имя = константа). Правила для параметров оператора: "Переменная", заданная в параметре пользователя является не переменной, а константой, значение которой не может измениться. "Переменная" может отображать более одного параметра оператора. Заявление параметр должен прийти до первого исполняемого оператора

Несколько хороших причин, чтобы использовать - помогает уменьшить количество опечаток, легко меняется на постоянный, который появляется много раз в программе. Логические выражения

Логические выражения могут иметь только значение .Правда. или .Ложные. и может быть сформирована путем сравнения арифметических выражений с помощью операторов отношения.

Нельзя использовать символы типа "<" или "=" для сравнения до 77 F, но вы можете использовать правильный двухбуквенное обозначение окружен точками. Однако, такие символы разрешены в Fortran 90.

Логические выражения можно комбинировать с помощью логических операторов "И", "ИЛИ", "НЕ", которые представляют несомненную ценность. Истинностных значений могут быть сохранены в логических переменных. Назначение похож на арифметические задания.

Пример: логичным, ба = .Правда.Б = а .И. 3 .ЛТ. 5/2

Очередность очень важна. Правило заключается в том, что сначала вычисляется арифметическое выражение, затем реляционные операторы, и, наконец, логических операторов. Следовательно, B будет назначен .Ложные. В приведенном выше примере логических переменных редко используются в Фортране, но они часто используются в условных операторах, таких как 'если' заявление. Постоянное и назначение

Самая простая форма выражения является константа. Есть 6 типов констант, соответствующих 6 типам данных. Вот некоторые целочисленные константы:10-10032767+15

Реальных констант:от 1.0 до 0,252.0E63.333E-1.

Электронная запись означает, что вы должны умножить константу на 10, возведенное в степень после "Е". Поэтому, 2.0E6 составляет два миллиона, и 3,333 Е-1 примерно на одну треть для констант, которые превышают по величине фактической допустимой, или которая требует высокой точности, использовать двойную точность. Обозначения те же, что и для реальных констант, за исключением "е" заменяется на "Д".

Пример:2.0 Д-11D99.

Вот 2.0 Д-1 двойной точности на одну пятую, в то время как 1D99-это одно последовал за 99 нулей.

Следующий тип-это комплексная постоянная. Они обозначаются пары констант (целых или вещественных), разделенных запятыми и заключенных в скобки.

Примеры:(2, -3)(1,9,9 Е-1). Первое число обозначает действительную часть, а второе-мнимой части.

Пятый тип-это логические константы. Они могут иметь только одно из двух значений:

.Правда.

.Ложные.

Обратите внимание, что баллы, которые содержат буквы необходимо писать.

Последний тип-это символьная константа. Они чаще всего используются в виде массива символов, называется строкой. Они представляют собой произвольную последовательность символов, заключенная в апострофы (одинарные кавычки):

'АВС'

'Все идет!'

'Это хороший день'

Строки и символьные константы чувствительны к регистру. Проблема возникает, если вы должны иметь реальную Апостроф в строке. В этом случае вам нужно двойной Апостроф: 'он"хороший день', что означает 'какой чудесный день' Условные операторы "если"

Важными элементами любого языка программирования являются условные операторы. Наиболее распространенными из таких заявлений в Фортране есть оператор "if", который на самом деле имеет несколько форм.

Самое простое-это логическое выражение "Если" в описании Фортрана: если (логическое выражение) исполняемого оператора.

Это должно быть написано в одну строку, например, при определении абсолютной величины х:

если (Х .ЛТ. 0) х = -х

Если "если" должны быть выполнены более чем один оператор, то используйте следующий синтаксис: если (логическое выражение) thenstatementsendif.

Поток исполнения сверху донизу. Условные выражения вычисляются последовательно, пока не будет найдено истинное значение. Тогда выполняется соответствующий код, и управление переходит к следующему оператору после end если.

Операторы if могут быть вложены в несколько уровней. Для обеспечения удобочитаемости, важно использовать правильные отступы. Вот пример:

если (Х .ГТ. 0) thenif (х .Гэ. г) thenwrite(*,*) 'х-положительное число, а X >= г elsewrite(*,*) 'х является положительным, но х< г endifelseif (х .ЛТ. 0) thenwrite(*,*) 'X является отрицательным'elsewrite(*,*) 'X ноль за endif

Программисты должны избегать гнездования многих уровнях согласований "если", потому что это будет трудно. Использование в Unix

Можно использовать как рабочие станции Unix с компилятора F 77. Опытные программисты рекомендуют использовать Солнце, или декабря.

Программа на Фортране состоит из обычного текста, который следует определенным правилам синтаксиса. Это называется исходный код. Программисты используют редактор для написания исходного кода. Наиболее распространенными редакторами в ОС UNIX являются Emacs и VI, но они могут быть немного сложным для начинающих пользователей. Вы можете использовать более простой редактор, например, xedit, который работает под x-окна.

После того, как программа написана на Фортране, сохраните его в файл с расширением ".F" или ".Для" и установите программу в машиночитаемой форме. Это делается с помощью специальной программы, называемой компилятором. Компилятор Фортран 77 обычно называют F77 на английском языке. Результат компиляции дается несколько загадочным названием".из" по умолчанию, но вы можете выбрать другое имя, если требуется. Чтобы запустить программу, просто введите имя исполняемого файла, например,".вне". Компилятор преобразует исходный код в объектный код и компоновщик и загрузчик - в исполняемый файл. Как видите, эта процедура абсолютно не сложная и доступна любому пользователю. Методы моделирования производства

Моделирование является одним из наиболее часто используемых методов производства и других систем на современных предприятиях. Большинство имитационных моделей, построенных с использованием объектно-ориентированного языка программирования Фортран актер, или программный пакет для моделирования, написанных на традиционном языке. Эти инструменты имеют свои ограничения. Объектно-ориентированная технология все шире используется во многих областях и обещает более гибкого и эффективного подхода к моделированию бизнес-систем.

Объектно-ориентированные языки программирования Симула компилятор Fortran по сравнению с обычным научным языком программирования Фортран. Типичный военный имитационная модель запрограммирована в СИМУЛА и Fortran. Программа СИМУЛА был 24% меньше, чем Фортран версии.

Версия СИМУЛА более простой и дает более полную картину имитации модели. С другой стороны, времени для производства работает на 64% больше с объектно-ориентированный язык программирования Симула компилятор Фортрана. Взвесив все плюсы и минусы показывает, что СИМУЛА будет более выгодно, с увеличением затрат на персонал и снизить стоимость компьютера.

Технология CUDA показывает, как высокопроизводительный разработчики приложений могут использовать мощности GPU, используя Фортран, знакомый язык для научных вычислений и тестирования производительности суперкомпьютеров. Авторы предполагают, что без предварительного параллельных вычислений, и описывает только основы и использовать лучшие практики. Расчеты эффективности графических процессоров с использованием CUDA Фортран, предусмотренных целевой архитектуры ГПУ.

Технология CUDA Fortran для ученых и инженеров будут определены ресурсоемкой части кода и измените код для управления данными, параллелизма и оптимизации производительности. Все это делается в "Фортран", без того, чтобы переписать программу на другой язык. Каждое понятие иллюстрируется практическими примерами, поэтому вы можете сразу оценить производительность кода.

Возможно, после того, как глобальная корпорация "полностью глобализированным" и решили, что "Фортран" больше не нужен, Но не сейчас. Благодаря существующим возможностям современного Фортрана, многие программисты и ученые видят в нем будущее. Кроме того, в мире достаточно производителей, которые живут за счет развития современных компиляторов и сделать хорошие деньги в этом процессе. Автор: Иван Фролов 4 декабря 2018

Категория: Гаджеты