Fortran (Formula Translation) to jeden z najstarszych języków programowania wysokiego poziomu, opracowany po raz pierwszy przez zespół w IBM pod kierownictwem Johna Backusa i wydany w 1957 roku. Był to pierwszy skompilowany język wysokiego poziomu na świecie, dowodząc, że kod generowany maszynowo może być równie wydajny jak ręcznie pisany asembler. Fortran zapoczątkował koncepcje takie jak podprogramy, zmienne i pętle, które odziedziczyły wszystkie kolejne języki.
Nowoczesny Fortran (Fortran 90, 95, 2003, 2008, 2018) to w pełni współczesny język z operacjami na tablicach jako konstrukcjami pierwszej klasy, modułami, cechami obiektowymi i obliczeniami równoległymi za pomocą coarrays oraz integracji z OpenMP/MPI. Pozostaje dominującym językiem w obliczeniach naukowych o wysokiej wydajności dzięki wyjątkowej wydajności numerycznej i dziesięcioleciom zoptymalizowanych bibliotek.
Do czego służy Fortran?
Fortran jest używany do symulacji numerycznych i obliczeń naukowych w fizyce, chemii i inżynierii, modelowania klimatu i pogody (większość głównych modeli klimatycznych jest napisana w Fortranie), obliczeniowej dynamiki płynów, analizy elementów skończonych, chemii kwantowej i obliczeń o wysokiej wydajności (HPC) na superkomputerach. Biblioteki takie jak BLAS, LAPACK i LINPACK — fundament obliczeń numerycznych — są napisane w Fortranie.
Fortran dla początkujących
Fortran nie jest typowo pierwszym językiem, ale jest niezbędnym językiem dla naukowców obliczeniowych i inżynierów. Jeśli jesteś na kierunku fizyka, inżynieria lub STEM obejmujący symulacje numeryczne, spotkasz się z Fortranem. Składnia nowoczesnego Fortrana jest czystsza niż sugeruje jego reputacja — format swobodny źródła wprowadzony w Fortran 90 czyta się podobnie jak inne języki strukturalne. Użyj internetowego kompilatora Fortran w myCompiler, aby ćwiczyć bez instalowania gfortran.
Fortran vs inne języki
W porównaniu z C/C++, składnia tablic i wbudowane operacje matematyczne Fortrana czynią kod numeryczny bardziej czytelnym i często pozwalają kompilatorom lepiej optymalizować dla obciążeń naukowych. W porównaniu z Python/NumPy, Fortran produkuje znacznie szybszy kod dla intensywnych obliczeniowo symulacji, choć Python jest łatwiejszy i bardziej elastyczny do ogólnego użytku. W porównaniu z MATLAB/Octave, Fortran jest szybszy i swobodniejszy w formie, ale MATLAB ma więcej interaktywnych toolboxów dla inżynierów.
Dlaczego warto używać internetowego kompilatora Fortran?
Internetowy kompilator Fortran, nazywany również sandboxem Fortran lub runnerem Fortran, pozwala kompilować i uruchamiać programy Fortran bezpośrednio w przeglądarce bez instalowania gfortran. Jest nieoceniony dla studentów kursów nauk obliczeniowych, badaczy testujących algorytmy numeryczne i każdego uczącego się operacji na tablicach i funkcji wewnętrznych Fortrana.
Internetowy kompilator Fortran w myCompiler używa gfortran, obsługując nowoczesne standardy Fortrana, w tym format swobodny źródła, moduły, tablice i funkcje matematyczne wewnętrzne. Możesz podawać dane wejściowe stdin do programów interaktywnych, zapisywać swój kod Fortran i udostępniać przez URL — całkowicie za darmo.
Dlaczego Fortran jest tak popularny?
Ciągła aktualność Fortrana po niemal 70 latach jest świadectwem jego niezrównanej wydajności w obliczeniach numerycznych. Najszybsze superkomputery na świecie uruchamiają Fortran do modelowania klimatu, dynamiki molekularnej i fizyki obliczeniowej. BLAS i LAPACK, biblioteki algebry liniowej używane przez NumPy, SciPy, MATLAB i R pod spodem, są napisane w Fortranie. Choć nowy kod naukowy jest często pisany w Pythonie lub C++, baza starszego kodu Fortrana w symulacjach i HPC zapewnia, że pozostanie on aktualny przez dziesięciolecia.
Możliwości kariery z Fortran
Wiedza specjalistyczna w Fortranie jest ceniona na stanowiskach naukowca obliczeniowego, inżyniera HPC, analityka numerycznego i developera oprogramowania naukowego w laboratoriach krajowych (NASA, NOAA, krajowe laboratoria energetyczne), u podwykonawców obronnych i w środowisku akademickim. Umiejętności Fortrana w połączeniu z MPI, OpenMP i doświadczeniem w klastrach HPC zapewniają doskonałe wynagrodzenia w rolach obliczeń naukowych.