Язык программирования Fortran - описание основных команд и функций
Опубликованно 30.12.2018 00:30
Язык программирования Fortran в основном используется для научных вычислений. Изобретен в 1954 году, это старейший язык программирования высокого уровня, за которым следует Lisp (1958), Algol (1958) и COBOL (1959). Количество научных библиотек, написанных на "fortran", и создание трансляторов компиляторы позволяют использовать язык на сегодняшний день. Кроме того, были созданы несколько калькуляторов для векторизации, ее преподаватель, параллелизм, которые вкрапляют этот язык для использования в промышленном производстве в современном мире. Исторические вехи Fortran
Джон Кораблей, снижают IBM", опубликованном в 1954 году, в статье под заголовком "Предварительный доклад", "технические Характеристики для IBM Matmal Transmula TRANslating System", которые положили начало термина, FORTRAN. Затем потребовалось два года усилий целой команды, который он возглавил, для написания первого компилятора языка программирования Fortran (25 000 строк для IBM 704).
Название на языке оригинала собственный голос в верхнем регистре FORTRAN и использовался для обозначения языковых версиях до Fortran 77, в отличие от бесплатных версий синтаксиса, начиная с Fortran 90. В стандарте Fortran 77 строчные буквы не являются частью языка, но большинство компиляторов поддерживают, кроме стандарта.
На сегодняшний день язык программирования Fortran является доминирующей в программировании, используется в инженерных приложениях. Таким образом, важно, чтобы инженеры-выпускники могут читать и изменять код на языке Fortran. Время от времени, так называемые эксперты предсказывают, что язык теряет свою популярность и скоро перестанет использоваться вовсе.
Эти прогнозы всегда проваливались. "Fortran" - самый устойчивый компьютерный язык программирования, истории. Одной из основных причин, по которым язык программирования Fortran выжил и выживет - это инерция программного обеспечения. После того, как компания вложила большое количество ресурсов, и, возможно, миллионы долларов на программный продукт, вряд ли будет перевести программу на другой язык.
Основное преимущество Fortran является то, что он будет стандартизирована международными организациями ANSI и ISO. Поэтому, если программа написана на ANSI, будет работать на любой компьютер с компилятором Fortran 77. Это важная информация. Таким образом, программа объектно-ориентированного языка программирования Fortran существует программное обеспечение для различных устройств. Разница в версиях язык
Действия, чтобы создать новый язык для платформы: В 1954-1957 годы первый компилятор был разработан с нуля. В те времена не было "языки высокого уровня" (= HLL), большинство операционных систем были простыми, а память была небольшая, что-то около 16 КБ. Первый компилятор работал в IBM 704. Этот язык HLL был гораздо более эффективным, чем программирование на ассемблере, и очень популярный в свое время. В 1958 году опубликовал FORTRAN II. В этом же году была разработана FORTRAN III, но не был выпущен в широкое производство. В 1961 г. был создан FORTRAN IV. Они включали в себя улучшения, такие как развертывание операторов COMMON и EQUIVALENCE. В 1962 году Комитет ASA начал разработку стандарта для объектно-ориентированного языка программирования Fortran. Это позволило продавец использовать на каждом новом компьютере. И этот факт делал еще более популярным, HLL, язык доступен на системах Apple и TRS80. В 1967 году был выпущен FORTRAN 66, первый в мире стандарт HLL. Публикации стандарта означает, что язык стал более широко, чем любой другой. В середине 1970-х годов практически все компьютеры, mini - оснащен стандартной на языке FORTRAN 66. Язык, используемый в операторе if, goto-statement и spagethi-программы. Это структурированное программирование стало популярным между 60 и 70 лет. "Fortran" существует на перфокартах, в частности, с системой FMS, оптимизируя расположение их источников до тех пор, пока Fortran 90 не ввели "свободный" синтаксис. В ней код матрицы Fortran начинается с 7 столбца и не должен превышать 72 тысяч символов.
Также следует отметить, что до Fortran 90 пробелы не имеют значения, между 7 и 72-м столбце. Таким образом, цикл "DO I = 1.5", также можно написать "DOI = 1,5". С другой стороны, "DO I = 1,5" эквивалентно "DOI = 1.5".
Различные промышленные кодов были Nastran, НАГ и IMSL - Fortran, библиотеки. Совместимость новых версий с предыдущими важно. По этой причине, Fortran 90 полностью совместим с Фортран 77. Однако, в следующих версиях стандарта уже были введены в несовместимости.
Вскоре последовали лучшие языки программирования Фортран 90 и Фортран 95, обновленные до текущего стандарта Fortran-2003. На тот факт, что современные компиляторы работают бесконечно на всех текущих версиях Windows, и даже поддержка 64-разрядных процессоров. Между тем, производители признали, тенденции времени и предлагают компиляторы для Linux, как объектно-ориентированный язык программирования, Актер Fortran. Предпосылки использования языка программирования
Необходимо понять, что Fortran до сих пор широко используется в языке программирования и в основном используется в области открытий. Классические области применения, например, в физике или в технике, где проводятся обширные и сложные математические вычисления. В них очень полезны обширные математические библиотеки, которые существуют для различных компиляторов. Resume, можно утверждать, что на сегодняшний день язык Fortran до сих пор используется по ряду причин: Наличие множества функциональных библиотек, которые были разработаны на протяжении многих лет. Наличие программного обеспечения на "fortran", что требует значительных ресурсов для развития, когда переход на другой язык-это слишком дорого. Наличие мощных компиляторов с встроенные функции Fortran, которые производят очень быстро исполняемые файлы. Язык более доступным для изобретателя, который не специализируется на компьютерные курсы.
Многие ученые теперь программы, написанные на языках C и C ++ компиляторов, которые доступны в большинстве машин. Других компилируемых языках, часто используется для научных вычислений, и в частности для таких программ, как Scilab или Matlab. Эти последние включают библиотеки BLAS и LAPACK, разработанные в области программирования Fortran. Matlab изначально была программа на Фортране, которая распространяется в университетах и исследовательских центрах. Современные компиляторы
Хотя Том Lahey сейчас является "единственным" компилятор Lahey Computer Systems по-прежнему используется многими разработчиками. Lahey уже несколько лет работает с Fujitsu, Lahey концентрируется на анализе анализатора Fortran и Fujitsu - в генератор кода. Текущий Compiler Suite для Windows называется Lahey Fujitsu Fortran 95 (LF95) и доступна в различных вариантах, некоторые из которых интегрируется с Visual Studio .NET 2003.
Также есть дешевые версии LF95 Express без собственной IDE. Текущая версия - 7.1. в Linux называется компилятор Lahey / Fujitsu Fortran 95 v6.2 для Linux и доступно в двух разных версиях. Например, Pro версия включает в себя поддержку OpenMP v2.0, простой графический движок Winteracter Starter Kit, математика, библиотека и библиотеки подпрограмм Fujitsu 2.
Другой производитель-это Absoft. Компиляторы и C ++ предназначены не только для Windows и Linux, но также для OS X Macintosh. Эти компиляторы интересны для разработчиков, которые нуждаются или хотят иметь три платформы. К сожалению, Absoft различие 32-и 64-разрядной Linux, в настоящее время используется версия 10.0 Fortran 95 64-разрядных Linux.
Относительно новый на рынке-это пакет Компилятора EKOPath Люкс. Это включает в себя компиляторы C ++ и среда разработки на языке Fortran для Linux, которые также доступны отдельно, а в основном-для 64-разрядной AMDusers. Также работает в Intel EM64T. Microsoft раз пытался найти "дешевого рынка" Fortran и выходит на рынок Microsoft Fortran.
Возможно, рынок был слишком мал, чтобы есть не гигант, но Цифровой занимал часть кода в 1997 году и использовал свой опыт работы с компиляторами Digital Unix и OpenVMS. Это было рождение другого успешного Digital Visual Fortran. В какой-то момент Цифровой затем перешел в Compaq, компилятор был улучшен до текущей версии Compaq Visual Fortran (CVF) v6.6.
Кроме того, "нормальной" 32-разрядная, существуют различные платформы для 64-битных компиляторов, например, Intel Itanium и Intel EM64T. Несмотря на то, что они не "срочные" для объема поставки, доступны для бесплатного скачивания через систему поддержки Intel Premier.
После только один раз, несколько громоздким, часов можно использовать в течение всего года, с новыми обновляется каждые несколько недель. Даже более старые версии по-прежнему будут доступны. Организационные структуры программ
Программа Fortran-это последовательность текстовых строк. Текст должен следовать определенному синтаксису. Например: круг радиуса r, площадь з.
Эта программа считывает в режиме реального радио-и определяет площадь круга радиуса r:
write (*, *);
\'Радиус r:\'read (*, *) r;
area = 3.14159 * r * r;
write (*, *) \'Area =\';
stop;
end.
Строки, начинающиеся с "C", являются комментариями и не имеют никакой цели, кроме как сделать программу более читабельной для людей. Изначально, все программы Fortran были написаны заглавными буквами. Большинство программистов сейчас пишут в нижнем регистре, потому что это более читаемым.
Программа Fortran, как правило, состоит из основной программы, или драйвера, и несколько подпрограмм, процедур или подпрограмм. Основная структура программы: название программы; заявление; заявки; остановки; это конец.
Курсивом, следует понимать не как буквальное текста, а, скорее, как общее описание. Оператор остановка является необязательным и может показаться излишним, потому что программа остановится, когда достигнет конца, в любом случае, но мы всегда рекомендуем дополнить программу оператор остановки, чтобы подчеркнуть, что поток выполнения останавливается. Правила положение столбца
Fortran 77 не является языком свободного формата, но имеет очень строгий набор правил форматирования кода. Более крупные, что правила есть правила расположения столбцов: Col. 1: в Белый или "c" или "*" для нашего сайта. Col. 2-5: бренд оператора. Col. 6: продолжение предыдущей строки. Col. 7-72: утверждение. Col. 73 - 80: порядковый Номер.
Цепи, Fortran, который начинается с буквы "c" или звездочкой, в первый столбец, это комментарий. Комментарии могут появляться в любом месте программы. Хорошо написанные, которые имеют решающее значение для читаемости программы. Коммерческие коды Fortran, часто содержат около 50% комментариев. Также можно поэкспериментировать с программами, которые используют восклицательный знак (!). Очень напоминания на Fortran 77, но разрешено в Fortran 90.
Восклицательный знак может находиться в любом месте строки. Иногда, заявление не помещается на строке, тогда можно разделить оператор две или более линий и использование бренда продолжить, в положение.
Пример: C23456789 - это доказывает, что положение столбца. "C" - оператора проходит в двух зонах физические линии. Area = 3.14159265358979+ * r * r.
Пробелы игнорируются, начиная с "fortran 77". Поэтому, если удалите все пробелы в Fortran 77, программа по-прежнему необходимо правильное, хотя и почти не нужен для операторов. Переменные, типы и декларации
Имена переменных в Фортране, составляют от 1 до 6 символов, выбранных из букв a-z и цифр 0-9. Первый символ должен быть буквой. Fortran 90 позволяет, что имена переменных произвольной длины. Fortran 77 не учитывает регистр, в самом деле, что означает, что все входные данные являются заглавными. Тем не менее, почти все компиляторы F 77 возьмут строчные буквы. Каждая переменная должна быть определена в объявлении. Это задает тип переменной. Наиболее распространенной из списков переменных являются: integer; реального; double precision; complex; logical; character.
Список переменных должно состоять из имен, разделенных запятыми. Каждая переменная должна быть объявлена только один раз. Если переменная не объявлена, F 77 использует набор правил, подразумеваемых, чтобы определить тип. Это означает, что все переменные, начинающиеся с букв "in" являются целыми числами, а остальные реальные. Многие старые программы F 77 используют эти неявные правила, но программисты не должны этого делать, потому что вероятность ошибки в программе увеличивается, если непостоянно объявления переменных.
Fortran 77-это только один из целых типов переменных. Целые числа обычно хранятся в виде 32 бит (4 байт) переменных. Таким образом, все целые числа, переменные должны принимать значения в интервале [-m, m], где m составляет около 2 * 10 9.
F 77 имеет два различных типа переменных с плавающей запятой, и так называемые реальные двойной точности. Некоторые численные вычисления требуют очень высокой точности, и вы должны использовать двойной точности. Как правило, истинное - 4-байт переменной и двойной точности 8 байт, но это зависит от машины.
Не стандартная версия "fortran" используют синтаксис real * 8, чтобы указать 8 байт с плавающей запятой переменных. Некоторые константы, которые появляются много раз в программе. Поэтому, желательно определить только один раз, в начале программы. Для этого используется оператор выбора. Это также делает программы более читабельными. Например, площадь круга должен быть написан.
Синтаксис оператора параметр (name = constant, ..., name = constant). Правила для оператора параметры: "Переменную, определенную в инструкции параметр, а не переменная, а константа, значение которого не может меняться. "Переменная" не может отобразить более одного оператора параметр. Параметр, оператор должен прийти до первого исполняемого оператора
Некоторые из причин использовать параметр - помогает уменьшить количество ошибок, которые могут легко изменить константу, которая встречается много раз в программе. Логические выражения
Логические выражения могут иметь только одно значение .TRUE. или .FALSE. и могут быть сформированы через сравнение, арифметические выражения с использованием реляционных операторов.
Вы не можете использовать символы, такие как "<" или "=" для сравнения F-77, но вы можете использовать двухбуквенную аббревиатуру, связали точек. Тем не менее, эти символы разрешены в Fortran 90.
Логические выражения могут быть объединены логическими операторами "AND", "OR", "NOT", которые имеют очевидное значение. Значение истины может храниться в логических переменных. Назначение как и арифметического назначения.
Пример: logical a, ba = .TRUE.b = a .AND. 3 .LT. 5/2
Порядок приоритетов-это очень важно. Правило состоит в том, что сначала вычисляются арифметические выражения, а затем операторы сравнения и, наконец, логические операторы. Следовательно, b будет назначен .FALSE. В предыдущем примере, логические переменные редко используются в языке Fortran, но часто используются в условных операторах, таких как, например, оператор "if". Постоянная и назначение
Самая простая форма выражения является константа. Существует 6 типов констант, соответствующих 6 типам данных. Вот некоторые целочисленные константы:10-10032767+15
Физические константы:1,0-0,252.0E63.333E-1.
E-нотация означает, что надо умножить постоянную 10, высокой мощности, следующей за "Е". Таким образом, 2.0E6-это два миллиона и 3,333 шекеля E-1 составляет около одной трети всех постоянных, которые больше, чем больше реальный, действительный, или что требует высокой точности, необходимо использовать двойную точность. Обозначения те же, что и в реальной жизни, постоянными, за исключением того, что буква "Е" заменяется на "D".
Пример:2.0 D-11D99.
Здесь 2.0 D-1 представляет собой двойной точности на одну пятую часть, в то время как 1D99 - один, за которым следуют 99 нулей.
Следующий тип-это сложные константы. Появляются пару констант (целых или действительных), разделенных запятой и скобки.
Вот некоторые примеры:(2, -3)(1,9,9 И-1). Первое число обозначает действительную часть, а второе-мнимой частью.
Пятый тип-это логические константы. Они могут иметь только одно из двух значений:
.TRUE.
.FALSE.
Обращая внимание, что точки, которые содержат буквы, обязательны к написанию.
Последний тип-это символьные константы. Большинство из них используются как массив символов, так называемые цепи. Состоит из произвольной последовательности символов, заключенные в одинарные кавычки (апострофы):
\'ABC\'
\'Anything goes!\'
\'It is a nice day"
Строки и константы чувствительны к регистру. Проблема возникает, если вы хотите иметь реальные апостроф в самой строке. В этом случае необходимо дублировать апостроф: \'It"s a nice day", что означает "хороший день" Легенда утверждение "if"
Важными компонентами любой язык программирования-это условные утверждения. Наиболее распространенной из этих утверждений, в Fortran-оператор "if", что на самом деле имеет несколько форм.
Самый простой-это логическое выражение "if" в Fortran описание: if (logical expression) executable statement.
Это должно быть написано в одну строку, например, определение абсолютного значения x:
if (x .LT. 0) x = -x
Если в "if" необходимо выполнить более одного оператора, то необходимо использовать следующий синтаксис: if (logical expression) thenstatementsendif.
Поток выполнения-сверху вниз. Условные выражения вычисляются последовательно, пока не будет найдено истинное значение. Затем выполняется соответствующий код, и управление передается следующему оператору после end if.
Инструкции if могут быть вложены в несколько уровней. Для обеспечения читаемости, важно правильно использовать отступы. Вот пример:
if (x .GT. 0) thenif (x .GE. и) thenwrite(*,*) \'x is positive and x >= y\'elsewrite(*,*) \'x is positive but x< y\'endifelseif (x .LT. 0) thenwrite(*,*) \'x is negative\'elsewrite(*,*) \'x is zero\'endif
Программисты должны избегать вложенности несколько уровней утверждения "если", потому что вам будет трудно следовать. Использования в операционной системе Unix
Вы можете использовать любой рабочей станции Unix, компилятор F 77. Опытные программисты рекомендуют использовать или Sun или Dec.
Программа Fortran состоит из простого текста, который следует определенным правилам синтаксиса. Это называется "исходный код". Программистов использовать редактор для написания исходного кода. Наиболее распространенными редакторами в ОС Unix являются emacs и vi, но они могут быть немного сложными для начинающих пользователей. Можно использовать более простой редактор, например, xedit, который работает под X-Windows.
После того, как написана программа на языке Fortran, сохраняются в файл с расширением ".f" или ".for" и перевести программу в я чувствую себя очень форме. Это делается с помощью специальной программы, называемой компилятором. Компилятор Fortran 77 обычно называют f77. Результат компиляции включают несколько таинственное имя ".out" по умолчанию, но вы можете выбрать другое имя, если это необходимо. Чтобы запустить программу, просто вводят имя исполняемого файла, например, ".out". Компилятор преобразует исходный код в объектный код, и компоновщик или загрузчик в исполняемый файл. Как видите, эта процедура не сложная и доступна для любого пользователя. Методы моделирования производства
Моделирование является одним из наиболее часто используемых методов для производства и других систем, доступных на современных предприятиях. Большинство имитационных моделей построены с использованием объектно-ориентированного языка программирования Актер Fortran, или пакет программного обеспечения для моделирования, написанная на традиционном языке. Эти средства имеют свои ограничения. Объектно-ориентированная технология делает все большее применение во многих областях и обещает более гибкой и эффективной для моделирования бизнес-систем.
Объектно-ориентированные языки программирования Имитирует Fortran сравнении с обычным научным языком программирования, названный FORTRAN. Типичный военный имитационная модель по расписанию, как ИМИТИРУЕТ, например, в FORTRAN. Программа ИМИТИРУЕТ оказался на 24% меньше, чем в версии FORTRAN.
Версия ИМИТИРУЕТ также является более удобным и дает лучшее изображение имитационной модели. С другой стороны, время выполнения для производства тиражей на 64% больше-ориентированного программирования объектно-ориентированный язык программирования Simula Fortran. Взвешивание плюсы и минусы образец, который ИМИТИРУЕТ будет все более выгодным, с увеличением расходов по персоналу и более низкой стоимости в компьютер.
CUDA показывает, как высокая производительность, разработчики приложений могут использовать возможности графических процессоров с использованием Fortran, обычный язык для научных вычислений и тестирования производительности суперкомпьютеров. Авторы не несут никакой предыдущий опыт параллельных вычислений и охватывают только рамка и используют лучшие практики. Эффективность вычислений на графических процессорах с использованием CUDA Fortran обеспечивает целевой архитектуры gpu.
CUDA Fortran для ученых и инженеров, определяет, интенсивные вычисления код, и изменить код для обработки данных, распараллеливание и оптимизация производительности. Все это делается на "fortran", без необходимости переписывать программу на другой язык. Каждое понятие иллюстрируется реальными примерами, так что можно сразу оценить производительность кода.
Возможно, является глобальной компанией ", наконец, глобальные" и определяет, что "fortran" уже не требуется, тем не менее, не сейчас. Благодаря современным возможностям современного Fortran, многие программисты и ученые видят за ним будущее. Кроме того, в мире достаточно производителей, которые живут за счет разработки современных компиляторов и живут хорошо в этом процессе. Автор: Иван Фролов 4 Декабря 2018 года
Категория: Телефоны
