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Cours Fortran


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Le premier langues de haut niveau developpé était Fortran, il a été développé sur une période de 3 ans de 1954 à 1957 par une équipe d'IBM dirigée par John Backus. Ce groupe a connu un succès considérable et a contribué à prouver que la voie à suivre consistait à utiliser des langages de haut niveau pour la résolution de problèmes numériques par ordinateur. Fortran est synonyme de traduction de formules et a été utilisé principalement par des personnes ayant une formation scientifique pour résoudre des problèmes ayant un contenu arithmétique significatif. Il était donc relativement facile, pour le moment, d'exprimer ce genre de problème dans Fortran.

Fortran est le langage de programmation le plus largement utilisé dans le monde pour les applications de calculs numériques. Il a atteint cette position  parce qu'il était sur la scène plus tôt que n'importe quelle autre langue majeure et parce qu'il semble avoir graduellement évolué les caractéristiques que ses utilisateurs, en particulier les scientifiques et les ingénieurs, trouvaient les plus utiles. Afin de conserver la compatibilité avec les anciens programmes, Fortran a avancé principalement en ajoutant de nouvelles fonctionnalités plutôt qu'en supprimant les anciens oves. Le résultat net est, bien sûr, que certaines parties de la langue sont, selon les normes actuelles, plutôt archaïques: certaines d'entre elles peuvent être facilement évitées, d'autres peuvent encore être une nuisance.

En 1966 et le premier standard Fortran:

  • Était largement disponible.
  • Était facile à enseigner.
  • Avait démontré les avantages des sous-programmes et de la compilation indépendante.
  • Était relativement indépendant de la machine.
  • Avaient souvent des implémentations très efficaces.

Peut-être le fait le plus important sur Fortran était, et est toujours, son usage répandu dans la communauté scientifique.

Histoire de Fortran

Fortran a été inventé par une équipe de programmeurs travaillant pour IBM au début des années cinquante. Ce groupe, dirigé par John Backus, a produit le premier compilateur, pour un ordinateur IBM 704, en 1957. Ils ont utilisé le nom Fortran parce que l'un de leurs principaux objectifs était la "traduction de formules". Mais Fortran était en fait l'un des tout premiers langages de haut niveau: il était complet avec des structures de contrôle et des facilités d'entrée / sortie. Fortran est devenu populaire assez rapidement et les compilateurs ont été bientôt produits pour d'autres machines IBM. Avant longtemps, d'autres fabricants ont été contraints de concevoir des compilateurs Fortran pour leur propre matériel. En 1963, tous les grands fabricants s'y sont joints et il existait des dizaines de compilateurs Fortran différents, dont beaucoup étaient plus puissants que l'original.

Tout cela a entraîné un chaos de dialectes incompatibles. Un certain ordre a été rétabli en 1966 quand une norme nationale américaine a été définie pour Fortran. C'était la première fois qu'une norme avait été produite pour un langage de programmation informatique. Bien que ce soit très précieux, il n'a guère freiné la croissance de la langue. Assez délibérément, la norme Fortran66 ne spécifiait qu'un ensemble de caractéristiques de langage qui devaient être présentes: elle n'empêchait pas d'ajouter d'autres entités. Au fil du temps, ces tensions se sont multipliées et la nécessité d'un nouvel exercice de standardisation est apparue. Cela a finalement abouti à la version actuelle de la langue: Fortran77.

 

Standarisation - Fortran 77

Le prochain standard en 1977 (en fait 1978, et donc un par un - une erreur de programmation très commune, plus tard!) A ajouté la gestion des caractères, mais rien d'autre en termes de nouvelles fonctionnalités majeures, remédiant vraiment à certaines des lacunes de la norme de 1966.

L'une des caractéristiques les plus importantes des programmes Fortran est leur portabilité, c'est-à-dire la facilité avec laquelle ils peuvent être déplacés d'un système informatique à un autre. Maintenant que chaque génération de matériel succède à la précédente tous les quelques années, alors qu'un bon logiciel dure souvent beaucoup plus longtemps, de plus en plus de programmes doivent être portables. La croissance des réseaux informatiques encourage également le développement de programmes portables.

La première étape dans la réalisation de la portabilité est de s'assurer qu'une forme standard de langage de programmation est acceptable partout. Ce besoin est maintenant largement reconnu et a abouti à l'élaboration de normes pour tous les principaux langages de programmation. En pratique, cependant, de nombreuses nouvelles normes ont été ignorées et les systèmes conformes aux normes pour des langages tels que Basic et Pascal sont encore très rares.

Heureusement, Fortran est en bien meilleure forme: presque tous les systèmes Fortran actuels sont conçus pour se conformer à la norme généralement appelée Fortran77. Ce document a été produit en 1977 par un comité de l'Institut national de normalisation américain (ANSI) et a ensuite été adopté par l'Organisation internationale de normalisation (ISO). La définition a été publiée en tant que ANSI X3.9-1978 et ISO 1539-1980. Le terme "Fortran standard" sera utilisé dans le reste de ce livre pour désigner le Fortran77 moyen selon cette définition.

Fortran est maintenant l'un des langages informatiques les plus utilisés dans le monde avec des compilateurs disponibles pour presque tous les types d'ordinateurs sur le marché. Comme Fortran77 est assez bon pour manipuler des chaînes de caractères ainsi que des nombres et dispose également de puissantes fonctions de gestion de fichiers et d'entrées / sorties, il convient à une gamme d'applications beaucoup plus large qu'auparavant.

Fortran 90

La norme ISO pour Fortran90 a officiellement remplacé celle de Fortran77. Il introduit une multitude de nouvelles fonctionnalités dont beaucoup sont déjà utilisées dans d'autres langages de haut niveau, ce qui facilitera la programmation et facilitera la construction de programmes portables et robustes. La totalité de la norme Fortran77 est incluse en tant que sous-ensemble approprié, de sorte que les programmes Fortran existants (conformes aux normes) seront automatiquement conformes à la nouvelle norme. Jusqu'à ce que les compilateurs bien testés pour Fortran90 soient répandus, la plupart des programmeurs utilisent encore Fortran77, avec peut-être quelques extensions mineures.

Forces et faiblesses du langage Fortran

Fortran est devenu populaire et répandu en raison de sa combinaison unique de propriétés. Ses possibilités numériques et d'entrée / sortie sont pratiquement inégalées, tandis que celles de la logique et du traitement des caractères sont aussi bonnes que dans la plupart des autres langues.

Fortran est assez simple pour que vous n'ayez pas besoin d'être un spécialiste en informatique pour vous familiariser assez rapidement avec lui, mais il a des fonctionnalités, telles que la compilation indépendante des unités de programme, qui lui permettent d'être utilisé sur de très grandes applications. Les programmes écrits en Fortran sont aussi plus portables que ceux des autres langues majeures. L'efficacité du code compilé tend également à être assez élevée car le langage est simple à compiler et les techniques de manipulation de Fortran ont atteint un degré considérable de raffinement. Enfin, la facilité avec laquelle les procédures existantes peuvent être incorporées dans un nouveau logiciel rend particulièrement facile le développement de nouveaux programmes à partir d'anciens ovins.

Cependant, on ne peut nier que Fortran a plus que sa juste part de faiblesses et d'inconvénients. Beaucoup d'entre eux existent dans Fortran depuis sa création et devraient être éliminés il y a longtemps: la limite de 6 caractères sur les noms symboliques, la disposition des états fixes et la nécessité d'utiliser des étiquettes d'instructions.

Fortran a également des règles plutôt libérales et un système étendu de valeurs par défaut: bien que cela réduise l'effort de programmation, il est également plus difficile pour le système de détecter les erreurs du programmeur. Dans de nombreux autres langages de programmation, par exemple, le type de données de chaque variable doit être déclaré à l'avance. Fortran n'insiste pas là-dessus mais, par conséquent, si vous faites une faute d'orthographe dans un nom de variable, le compilateur utilisera probablement deux variables lorsque vous n'envisagez d'en utiliser qu'une seule. De telles erreurs peuvent être sérieuses mais ne sont pas toujours faciles à détecter.

Fortran manque également de diverses structures de contrôle et de données qui simplifient les langages de programmation avec un design plus moderne. Ces limitations, et d'autres, sont toutes éliminées avec l'avènement de Fortran90.

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Fortran was invented by a team of programmers working for IBM in the early nineteen-fifties. This group, led by John Backus, produced the first compiler, for an IBM 704 computer, in 1957. They used the name Fortran because one of their principal aims was "formula translation". But Fortran was in fact one of the very first high-level language: it came complete with control structures and facilities for input/output. Fortran became popular quite rapidly and compilers were soon produced for other IBM machines. Before long other manufacturers were forced to design Fortran compilers for their own hardware. By 1963 all the major manufacturers had joined in and there were dozens of different Fortran compilers in existence, many of them rather more powerful than the original.

All this resulted in a chaos of incompatible dialects. Some order was restored in 1966 when an American national standard was defined for Fortran. This was the first time that a standard had ever been produced for a computer programming language. Although it was very valuable, it hardly checked the growth of the language. Quite deliberately the Fortran66 standard only specified a set of language features which had to be present: it did not prevent other features being added. As time went on these ex­tensions proliferated and the need for a further standardization exercise became apparent. This eventually resulted in the current version of the language: Fortran77.