Fortran(Formula Translation)は、最も古い高水準プログラミング言語の1つであり、John Backus率いるIBMのチームによって開発され、1957年にリリースされました。世界初のコンパイルされた高水準言語であり、機械が生成するコードが手書きのアセンブリと同等に効率的であり得ることを証明しました。Fortranはサブルーチン、変数、ループなど、後続のすべての言語が継承した概念を開拓しました。
モダンFortran(Fortran 90、95、2003、2008、2018)は、配列演算をファーストクラスの構造とし、モジュール、オブジェクト指向機能、coarraysやOpenMP/MPI統合による並列計算を備えた、完全に現代的な言語です。卓越した数値性能と数十年にわたる最適化されたライブラリにより、高性能科学技術計算の分野で支配的な言語であり続けています。
Fortranは何に使われますか?
Fortranは、物理学、化学、工学における数値シミュレーションと科学技術計算、気候・天気モデリング(主要な気候モデルのほとんどがFortranで書かれています)、計算流体力学、有限要素解析、量子化学、スーパーコンピュータでの高性能コンピューティング(HPC)に使用されています。BLAS、LAPACK、LINPACKなどの数値計算の基盤となるライブラリはFortranで書かれています。
初心者のためのFortran
Fortranは通常、最初の言語としては選ばれませんが、計算科学者やエンジニアにとっては必須の言語です。物理学、工学、またはSTEM分野で数値シミュレーションに関わる場合、Fortranに遭遇するでしょう。モダンFortranの構文はその評判が示すよりもクリーンです。Fortran 90で導入された自由形式ソースフォーマットは他の構造化言語のように読めます。myCompilerのオンラインFortranコンパイラを使えば、gfortranをインストールせずに練習できます。
Fortranと他の言語の比較
C/C++と比較すると、Fortranの配列構文と組み込みの数学演算により、数値コードがより読みやすくなり、科学的なワークロードに対してコンパイラがより良い最適化を行えることがよくあります。Python/NumPyと比較すると、Fortranは計算集約的なシミュレーションで格段に高速なコードを生成しますが、Pythonは一般的な用途ではより簡単で柔軟です。MATLAB/Octaveと比較すると、Fortranはより高速で自由形式ですが、MATLABにはエンジニア向けのよりインタラクティブなツールボックスがあります。
なぜオンラインFortranコンパイラを使うのか?
オンラインFortranコンパイラ(FortranサンドボックスやFortranランナーとも呼ばれます)を使えば、gfortranをインストールすることなく、ブラウザで直接Fortranプログラムをコンパイルして実行できます。計算科学コースの学生、数値アルゴリズムのテストが必要な研究者、Fortranの配列演算と組み込み関数を学ぶすべての人にとって非常に有用です。
myCompilerのオンラインFortranコンパイラはgfortranを使用し、自由形式ソース、モジュール、配列、数学的組み込み関数を含むモダンFortran標準をサポートしています。インタラクティブプログラム用のstdin入力の提供、Fortranコードの保存、URLでの共有が完全無料です。
なぜFortranは人気があるのか?
約70年後もFortranが引き続き重要であることは、数値計算における他に類のないパフォーマンスの証です。世界最速のスーパーコンピュータが気候モデリング、分子動力学、計算物理学のためにFortranを実行しています。NumPy、SciPy、MATLAB、Rが内部で使用する線形代数ライブラリであるBLASとLAPACKはFortranで書かれています。新しい科学コードはPythonやC++で書かれることが多いですが、シミュレーションとHPCにおけるFortranのレガシーコードベースにより、今後数十年にわたって重要であり続けるでしょう。
Fortranのキャリアチャンス
Fortranの専門知識は、計算科学者、HPCエンジニア、数値解析者、科学ソフトウェア開発者の職種で高く評価されています。国立研究所(NASA、NOAA、国立エネルギー研究所)、防衛関連企業、学術機関で需要があります。MPI、OpenMP、HPCクラスター経験と組み合わせたFortranのスキルは、科学技術計算職種で優れた給与を得られます。