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FORTRAN


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FORTRAN (für FORmula TRANSlation ) ist eine Gruppe von Programmiersprachen die insbesondere in den numerischen Wissenschaften Mathematik Physik Chemie ) weitverbreitet sind.

Fortran wurde in den 1950er Jahren entwickelt und hat seitdem mehrere (FORTRAN I FORTRAN II FORTRAN IV FORTRAN FORTRAN 77 Fortran90 und Fortran95) erlebt welche Sprache auch heute noch attraktiv machen. Fortran numerische Rechenoperationen und vermeidet manche Programmierstrukturen moderner Dadurch werden Optimierungen durch den Compiler möglich die in anderen Programmiersprachen nicht sind.

Insbesondere für wissenschaftliche und numerische Berechnungen in FORTRAN umfangreiche Bibliotheken die auch heute unentbehrlich sind.

Einige von Fortran abgeleitete Programmiersprachen sind F ELF und HPF (High Performance Fortran).

Inhaltsverzeichnis
1 Weblinks:

Wichtige Neuerungen in Fortran 77

  • Datentyp CHARACTER
    Hier kann man Texte speichern. Außerdem wird Datentyp für internal I/O verwendet - Daten statt auf ein Ausgabegerät in einen Hauptspeicherbereich bzw. von dort gelesen. In früheren Versionen es für internal I/O keinen einheitlichen Standard. schufen verschiedene Hersteller eigene Verfahren für internal CDC und IBM verwendeten ENCODE/DECODE HP dagegen CODE gefolgt von einer WRITE- oder READ-Anweisung. FORTRAN 77 erfolgt internal I/O einfach durch / READ auf eine Variable vom Typ

  • Standards für Ein- und Ausgabe
    Vorher fehlten Standards für Ein- und Ausgabe. schufen mehrere Hersteller eigene Lösungen. So gabe für den Zugriff auf Direct-Access-Dateien bei IBM DEFINE FILE Anweisung. Fortran 77 ermöglicht mit OPEN-Anweisung den Zugriff auf verschiedene Dateitypen. Bei I/O-Anweisungen kann man mit IOSTAT= ERR= END= Fehlerbedingungen oder das Dateiende abfragen und geeignet Programm verzweigen.

  • IMPLICIT NONE (weitverbreite Erweiterung ab Fortran-90
    Der Programmierer kann sich nun dazu zwingen Variablen explizit zu deklarieren. Damit erkennt man bei Variablen (alpha alhpa) schon beim Compilieren. reduziert die Fehleranfälligkeit und verkürzt evtl. die Ohne dieses IMPLICIT NONE-Anweisung wendet Fortran (in Versionen) eine implizite Deklaration an: Variablen die "I" - "N" beginnen sind von Typ alle anderen vom Typ REAL. Lediglich die müssen explizit deklariert werden. Damit werden Schreibfehler erst beim Programmtest erkannt.

  • IF - THEN - ELSE
    In früheren Versionen musste man für solche mindestens eine GOTO-Anweisung verwenden. Mit der neuen kann man diese Abfragen übersichtlicher formulieren und die Anzahl der GOTOs reduzieren.

  • PARAMETER-Anweisung
    Mit der PARAMETER-Anweisung kann man symbolische Konstanten Mit solchen Konstanten lassen sich z.B. ARRAYs Man kann sie auch noch anderswo im verwenden. z.B. bei Schleifen (Anzahl der Schleifendurchläufe). ist es möglich dass man mit der der PARAMETER-Anweisung sofort alle betroffenen Dimensionierungen und anderen betroffenen Programmstellen anpasst. Symbolische Konstanten haben "normalen" Variablen den Vorteil dass sie nicht überschrieben werden können - eine Anweisung <symbolische = n + 1 weist der Compiler

Insbesondere die Standardisierung im Bereich Ein-/Ausgabe bei internem I/O erleichtern die Portierung auf andere Plattform erheblich.

Schwächen von Fortran

Gegenüber anderen Programmiersprachen z.B. Pascal weist Fortran einige Schwächen auf. Der hat mehr Möglichkeiten Fehler zu produzieren. Die sind verlängerte Testphasen und häufig fehlerhafte Programme der Produktionsphase.

  • Implizite Deklaration
    Der Programmierer hat die Möglichkeit alle Variablen deklarieren zu lassen. (s. Punkt "IMPLICIT NONE" Abschnitt "Wichtige Neuerungen in Fortran 77" ). erspart sich der Programmerer damit die explizite also einige Schreibarbeit aber damit werden Schreibfehler Variablennamen evtl. erst in der Testphase erkannt. erzwingt eine explizite Deklaration. Schreibfehler werden sofort Compilieren gemeldet. Durch IMPLICIT NONE kann bei Programmen der gleiche Effekt erreicht werden.

  • ungeprüfter Aufruf von Unterprogrammen
    Fortran prüft nicht ob ein Unterprogramm formal aufgerufen wird. Es wird weder die Anzahl übergebenen Variablen noch deren Datentyp auf Übereinstimmungen dem aufgerufenen Unterprogramm verglichen(Typprüfung). Beispielsweise kann man Unterprogramm SUBROUTINE test (a b n) aufrufen CALL test (x 9). In der Regel es sich bei solchen Aufrufen um ungewollte die frühestens in der Testphase gefunden werden Pascal dagegen prüft die Aufrufe der Unterprogramme. ein Pascalprogramm erfolgreich compiliert dann weiß man dass alle Unterprogrammaufrufe formal korrekt sind. Unterprogramme in MODULEn (Fortran-90) deklariert sind koennen nur korrekten Parameterlisten aufgerufen werden.

  • Überschreiten von Feldgrenzen wird nicht notwendigerweise
    Die meisten Fortran-Systeme erzeugen keinen Code ueberprueft ob alle Feld-Indices innerhalb der erlaubten liegen. Dies kann allerdings bei allen Fortran-System werden. Ohne eine solche Ueberpruefung koennte es dass ein Feld über seine deklarierte Grenze beschrieben wird. Dabei kann z.B. vorhandener Programmcode werden. Die Folgen sind nicht vorhersehbar der ist oft schwer zu finden weil das zur Laufzeit an einer ganz anderen Stelle kann.

  • Vergleichsweise geringer Verbreitungsgrad.
    Diese Schwäche ist zwar nicht wie die unmittelbares technisches Merkmal von FORTRAN aber in Praxis gleichermaßen hinderlich. Typischerweise nach dem beruflichen von der Forschung an einer Universität zu in einem Industrie-Unternehmen kann es für einen Wissenschaftler zum Problem werden dass in seinem beruflichen Umfeld niemand ausser ihm FORTRAN kann schlimmstenfalls noch nicht einmal ein brauchbarer FORTRAN-Compiler ist.

Literatur zur Geschichte von Fortran

  • Annals of History of Computing 6 Jan. 1984.
  • S. Rosen (ed.) Programming Systems and McGraw Hill 1967.
  • R.L. Wexelblat (ed.) History of Programmining Academic Press 1981 S. 25-74.

Weblinks:



Bücher zum Thema FORTRAN

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