Fortran
パラダイム |
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---|---|
1954 | |
IBM、ジョン・バッカス | |
Fortran 2018 | |
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Absoft, Cray, CUDA, Fortran Builder, GFortran, G95, Intel, Lahey/Fujitsu, Open Watcom, Pathscale, PGI, Silverfrost, Sun, XL Fortran, Visual Fortran ほか | |
Speedcoding | |
ALGOL 58, BASIC, PL/I, C | |
プラットフォーム | z/OS, z/VM, z/VSE, MCP, VOS3, ACOS, GCOS, VMS, OS/400, UNIX, Linux, Windows, Mac OS, CP/M, MS-DOS ほか |
ライセンス | MIT License |
ウェブサイト | |
f、for、f90 |
Fortran(フォートラン)は
概要 [編集 ]
1956
Fortran は
ちょうどC
Fortranの特徴 [編集 ]
Fortran 90/95の特徴 [編集 ]
Fortran 90/95の
数値 計算 プログラムを簡単 かつ簡潔 に記述 できる。- プログラムの
誤 りを犯 しにくい言語 である。 数値 計算 のための便利 な道具 があらかじめ用意 されている。作成 したプログラムを大 規模 高速 演算 に使用 できる。無料 のコンパイラが公開 されている。
FORTRAN 77の特徴 [編集 ]
数式 の計算 が簡便 に記述 できる- ほぼ
数学 の数式 通 りに計算 式 を記述 できる。もっともこの特徴 は他 に計算 向 きの高級 言語 がなかった時代 の話 であり、現代 の水準 では「プログラミング言語 における標準 数式 表現 の始祖 」といった方 が当 たっている。 入出力 が容易 簡単 に出力 形式 を定義 できるFORMAT文 や、実際 の出力 デバイスを意識 しないで済 む入出力 文 がある(C言語 の標準 入出力 と似 た概念 である)。- スタック
指向 /構造 化 指向 の言語 ではない - COMMON
文 、BLOCK DATA文 やSAVE文 など、データを静的 に割 り当 てることを前提 としている。 - プログラムの
書式 が固定 形式 である - プログラム
記述 の方法 がカラム位置 に依存 している(一部 の実装 では拡張 されている)。
Fortranの歴史 [編集 ]
ジョン・バッカスは1953
The IBM Mathematical Formula Translating System のドラフト
この
Fortranは
1960
Fortran
FORTRAN[編集 ]
IBM 704
IBM 1401版 FORTRAN[編集 ]
IBM 1401
FORTRAN II[編集 ]
IBMのFORTRAN IIは1958
そのDOUBLE PRECISION
(COMPLEX
(
FORTRAN III[編集 ]
IBMは1958
FORTRAN IV[編集 ]
IBMは1961READ INPUT TAPE
のようなFORTRAN IIのLOGICAL
(
1965
FORTRAN 66[編集 ]
American Standards Association(
FORTRAN 77[編集 ]
FORTRAN 66
- ブロック
IF
とEND IF
ステートメント、オプショナルなELSE
とELSE IF
ステートメント。改善 された言語 サポートのための構造 化 プログラミング。 - DOループ
機能 拡張 、パラメータ記述 を含 む、負 の増分 とゼロのトリップ・カウント(これ以前 のFORTRANではDOループは繰 り返 しを必 ず1回 は行 うことになっていたのを廃止 した)。 改良 されたI/OのためのOPEN
,CLOSE
, とINQUIRE
文 。- ダイレクト-アクセス ファイル I/O。
IMPLICIT
文 。CHARACTER
型 。文字 の入出力 と処理 のための大幅 な増補 。(以前 は、文字 のデータを整数 や実数 などの変数 や配列 に格納 して処理 をしていた)。PARAMETER
文 。定数 を指定 するためのステートメント。SAVE
文 。明示 的 にローカル変数 を永続 的 に指定 する。内部 関数 のための総称 関数 。- ASCII コードの
文字 順序 に基 づいた、文字 列 比較 のための内部 命令 セット(LGE, LGT, LLE, LLT
)。
この
文字 列 定数 をプログラム中 で記述 するためのホレリス記法 、すなわち:
- GREET = 12HHELLO THERE!
- FORMAT
記述 子 におけるH編集 (ホレリス・フィールド)の読 み込 み(以前 はH編集 子 で確保 された文字 列 データの領域 には入力 文 で文字 列 を読 み込 めた(データが上書 きされる)そのFORMAT文 を使 って出力 すると,書 き換 えられたデータが使 われて出力 される)。 配列 の定義 時 の添字 の範囲 を超 えたアクセス。
DIMENSION A(10,5)
Y= A(11,1)
- DOループの
途中 でいったん外 に飛 び出 して後 で戻 る("エクステンデット・レンジ"(DOループの拡張 範囲 )として知 られる)。 以前 の規格 では文字 型 (CHARACTER型 )がなかったので、文字 データや文字 列 データを整数 や実数 の変数 や配列 に格納 することが行 われていたが、Fortran77ではそれを廃止 した。
Fortran 90[編集 ]
- フリーフォームソース
入力 と小文字 のFortranキーワード。プログラム本文 を7桁 目 から書 かなくても良 く、80桁 の制限 も無 い。
if (x<0) then
x=0
end if
最長 31文字 までの識別子 。
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345=0.0e0
- インラインコメント。
! これは"!"を用 いたコメントです
配列 演算 (あるいは部分 配列 演算 )。これは数学 とエンジニアリングの計算 を大幅 に簡素 化 する。全部 または部分 マスクされた、配列 の指定 と配列 の表現 、例 えば、
x(1:n)=r(1:n)*cos(a(1:n))
選択 的 配列 のアサインのためのwhere文 。
integer :: a(10)
real(8) :: b(10)
a = f(x)
where (a > 0)
b = -1.0
elsewhere
b = 1.0
end where
配列 の定数 と式 による初期 化 。- ユーザ
定義 の配列 を返 す関数 と配列 コンストラクタ。
function sample(x) result(y) !配列 yを返 す
integer, parameter :: nn = 4
real :: y(nn) = (/ 1, 2, 3, 4 /) !配列 のコンストラクタと定数 による初期 化
!...
end function sample
再帰 手続 き。- モジュラープログラム、すなわち
関係 するサブルーチンとデータのグループ化 と、他 のプログラムユニットで使用 、モジュールの内 の指定 した部分 だけの使用 を含 む。 - interface
文 を使用 してコンパイル時 に型 がチェックされる大幅 に改善 された引数 渡 しメカニズム。
module my_lib !モジュール
interface
function sample(x)
real, intent(in) :: x(:) !コンパイル時 に変数 の型 の整合 性 とデータの入出力 方向 がチェックされる。
!...
end function sample
end interface
end module
- ユーザー
定義 総称 関数 (同 じ関数 名 で、引数 の数 とタイプを自動的 に識別 して異 なる内部 関数 を呼 び出 す)のインターフェース。 演算 子 ('+'、'-'、など)のオーバーローディング(多重 定義 )。派生 型 データタイプ。変数 のデータタイプと他 の属性 を指定 するための新 たなデータタイプの宣言 シンタックス、- allocatable
属性 と allocateとdeallocate文 を用 いたダイナミックメモリアロケーション。
real, allocatable :: temp(:)
allocate(temp(nn))
deallocate(temp)
- ポインター
属性 とポインターアサイン、nullify文 によるダイナミックデータ構造 の扱 い。 - do
文 の end do による終端 。 - do while
文 - exit
文 によるdo文 からの脱出 と、cycle文 によるdo文 の次 の繰 り返 しへの移行 。
do i = 1, nn
if (b(i) /= 0) then
a(i) = 1.0 / b(i)
else
exit
end if
end do
- select
文 。
select case (sw)
case ('++')
a = a + 1
case ('--')
a = a - 1
case default
a = 0
end select
- ユーザがコントロールできる
数値 精度 の移植 性 の良 い指定 方法 。
a = 1.0e0_kind(1.0d0)
新 しく導入 された内部 関数 。それに伴 い従来 の文 関数 (statement function)は廃止 予定 に。
削除 または時代遅 れとされた機能 の一覧 [編集 ]
IF (X) 10, 20, 30
|
||
DO 9 X= 1.7, 1.6, -0.1
|
||
DOループの END DO あるいはCONTINUE |
DO 9 J= 1, 10
DO 9 K= 1, 10
9 L= J + K
|
|
ブロック END IFへのブランチ |
66 GO TO 77 ; . . .
IF (E) THEN ; . . .
77 END IF
|
|
Alternate return | CALL SUBR( X, Y *100, *200 )
|
|
PAUSE |
PAUSE 600
|
|
ASSIGN statement と assigned GO TO statement |
100 . . .
ASSIGN 100 TO H
. . .
GO TO H . . .
|
|
Assigned FORMAT specifiers | ASSIGN F TO 606
|
|
H |
606 FORMAT ( 9H1GOODBYE. )
|
|
GO TO (10, 20, 30, 40), index
|
( | |
FOIL( X, Y )= X**2 + 2*X*Y + Y**2
|
( | |
DATA among executable statements |
X= 27.3
DATA A, B, C / 5.0, 12.0. 13.0 /. . .
|
( |
CHARACTER* の |
CHARACTER*8 STRING ! Use CHARACTER(8)
|
( |
Assumed character length functions | CHARACTER*(*) STRING
|
|
* C |
"Hello world"の例 [編集 ]
program helloworld
print *, "Hello, world."
end program helloworld
Fortran 95[編集 ]
Fortran 95は、マイナーな
forall
と階層 化 されたwhere
がベクトル化 のために追加 された。- ユーザ
定義 のpure
とelemental
プロセジャーが追加 された。 派生 タイプコンポーネントのデフォルト初期 化 、これはポインターの初期 化 を含 むが追加 された。- データオブジェクトの
初期 化 表記 を使 うための拡張 が追加 された。 allocatable
アレイがスコープから出 た時 に自動的 にdeallocate
されることの明確 な定義 が追加 された。
maxloc
dim
Fortran 90で
REAL
とDOUBLE PRECISION
変数 を使用 したDO
ステートメントは削除 された。END IF
ステートメントへのブロック外部 からのブランチは削除 された。PAUSE
ステートメントは削除 された。ASSIGN
とASSIGN
型 GOTO
ステートメント、ASSIGN
フォーマット指定 は削除 された。H
edit descriptor(いわゆるホレリス定数 (en:Hollerith constant))は削除 された。
Fortran 95へのALLOCATABLE
アレイのALLOCATABLE
アレイと、ALLOCATABLE
アレイは、POINTER
-ベース・アレイよりALLOCATABLE
アレイは、スコープから
エイリアシングはarrayの
条件 付 コンパイルと可変長 文字 列 [編集 ]
可変 文字 列 (ISO/IEC 1539-2 : 2000)条件 付 コンパイル(ISO/IEC 1539-3 : 1998)
Fortran 2003[編集 ]
Fortran 2003はメジャーな
この
派生 タイプの強化 :使用 法 が進歩 したコントロール、パラメータ化 された派生 型 、改善 された構造 化 コンストラクタとファイナライザー。- オブジェクト
指向 プログラミングのサポート:オブジェクト指向 のタイプの拡張 とインヘリタンス、ポリモーフィズム、ダイナミック・タイプアロケーション、タイプ-バウンド・プロセジャー。 - データマニピュレーション・エンハンスメント:allocatable コンポーネント (TR 15581の
組 み入 れ)、遅延 タイプパラメータ、ボラタイル・アトリビュート、ポインタ-の強化 、初期 化 拡張 、内蔵 関数 の強化 。 入出力 の強化 :非同期 転送 、ストリーム・アクセス、派生 タイプのためのユーザ定義 転送 オペレーション、ユーザ指定 のフォーマット変換 時 の丸 めの制御 、接続 前 のユニットの名前 付 定数 、FLUSH
ステートメント、キーワードの規則 化 、エラーメッセージへのアクセス。- プロセジャーのポインター。
- IEEE
浮動 小数点 と浮動 小数点 例外 処理 のサポート(TR 15580の組 み入 れ)。 - C
言語 との相互 運用 。 国際 的 な慣習 のサポート:ISO 10646(国際 文字 セット)の4バイト文字 の利用 、数値 形式 の入出力 でのデシマル(.)とコンマ(,)の選択 。- ホスト・オペレーティングシステムとの
一体化 の強化 。コマンドライン引数 、環境 変数 とプロセッサーエラーメッセージ。
Fortran 2003 への
Fortranにおけるモジュール
Fortran 2008[編集 ]
- モジュール
構造 の追加 、ISO/IEC TR 19767:2005にとってかわるサブモジュール。 - Co-array Fortran―
並列 計算 モデル。 - do concurrent―
相互 依存 のないループを並列 に実行 するDOループ。 - メモリ
上 のレイアウトを指定 するためのCONTIGUOUS(隣接 )属性 。 - コンストラクト・スコープ
付 のオブジェクトの宣言 を含 むブロック・コンストラクト。 派生 タイプにおける再帰 的 ポインターの代替 としての再帰 的 アロケータブル・コンポーネント。
ファイナル・ドラフト・スタンダード(FDIS)は、ドキュメントN1830として
Fortran 2008における
Fortran 2018[編集 ]
Fortran 2018の
Fortran 2018には、それ
- ISO/IEC TS 29113:2012 Further Interoperability with C[14]
- ISO/IEC TS 18508:2015 Additional Parallel Features in Fortran[15]
Fortran 2023[編集 ]
Fortran 2023 (ISO/IEC 1539-1:2023) は、2023
次 のFortran規格 [編集 ]
Fortran 202Y と
科学 分野 と工学 分野 での利用 [編集 ]
1968
言語 仕様 の変遷 [編集 ]
FORTRAN 66
- FORTRAN 66とFORTRAN 77の
言語 仕様 の詳細 は、FORTRAN 77の言語 仕様 を参照 のこと。 - Fortran 90
以降 の言語 仕様 の詳細 は、Fortranの言語 仕様 を参照 のこと。
初期 (FORTRAN 66)[編集 ]
1966
- JIS C 6201(
水準 7000) - JIS C 6202(
水準 5000)変数 、配列 手続 き名 は最大 6文字
- JIS C 6203(
水準 3000)
なお、1971、1976
FORTRAN 77時代 [編集 ]
Fortran 90時代 [編集 ]
FORTRAN 77を
Fortran 90 から
Fortran 95時代 [編集 ]
JIS X 3001:1998では,Fortran 95と
Fortran 2003時代 [編集 ]
JIS X 3001:2009では,Fortran 2003と
Fortran 2008時代 [編集 ]
Fortran 2018時代 [編集 ]
JIS X 3001-1:2023(2023
Fortran と教育 [編集 ]
教育 向 けコンパイラ[編集 ]
Fortranは、
Fortranとスーパーコンピュータ[編集 ]
Fortranは
C
Fortranの
DO I = 1, N
A(I) = B(I) * C(I)
END DO
のようなDO
DO I = 1, N
IF (A(I) <= LIMIT) THEN
B(I) = A(I) * Z
END IF
END DO
のようなものもベクトル
このような
Fortranと日本語 [編集 ]
コンピュータ
FORTRANで
Fortranベースの言語 [編集 ]
FORTRAN 77が
ポピュラーなプリプロセッサとしてFLECSとiftran、MORTRAN、SFtran、S-Fortran、Ratfor、Ratfivがあった。
LRLTRANは、ローレンス
また
プログラミング
HPF(High Performance Fortran)というFortran
主 な処理 系 [編集 ]
Windows[編集 ]
- フリーソフト
- GFortran - Fortran95/77
処理 系 、GCCのバージョン4.0.0以降 より標準 - G95 - GNUのFortran95
処理 系 - FTN95 Silverfrost FTN95: Fortran for Windows
- Open Watcom Open Watcom
商用 ソフト
- Absoft Pro Fortran
- Intel Visual Fortran
- NAG Fortran
- Lahey Fortran
Linux[編集 ]
無償 で利用 できるコンパイラ
- GNU Fortran (GFortran)-
自由 なソフトウェア(Free Software)のGNU コンパイラ・コレクションの1つ。現在 Fortran 95 に2003や2008の仕様 の一部 を追加 。 - G95
- Open Watcom Open Watcom
- Intel Fortran Composer XE 2011 for Linux -
非 商用 利用 に限 り無償 で使用 可 - Oracle developer studio -
開発 向 けに無 期限 の無償 ライセンス - NVIDIA HPC SDK - ライセンス
契約 への同意 が必要
有償 の商用 コンパイラ
- Absoft Pro Fortran
- Intel Visual Fortran
- NAG Fortran
- Open64
- PGI Fortran
- un Studio
その他 [編集 ]
出典 [編集 ]
- ^
陰 山 聡 『Fortran90/95入門 』、なぜFortran90/95か? - ^ a b HPF
推進 協議 会 (HPFPC) - ^ ISO/IEC JTC1/SC22/WG5-N489 (2 March 1990). Resolutions. London WG5 Meeting, February 26 - March 2, 1990. wg5-fortran.org. ISO/IEC JTC 1/SC 22/WG 5. 2024
年 3月 6日 閲覧 。 - ^
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- ^ Fortranの
開発 者 ジョン・バッカスが死亡 - Gadgets - MSNBC.com - ^ Fortran Working Group (WG5).It may also be downloaded as a PDF file or
gzip
ped PostScript file, FTP.nag.co.uk - ^ N1836, Summary of Voting/Table of Replies on ISO/IEC FDIS 1539-1, Information technology - Programming languages - Fortran - Part 1: Base language ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/N1801-N1850/N1836.pdf (PDF, 101 KiB)
- ^ N1830, Information technology, Programming languages, Fortran, Part 1: Base language ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/N1801-N1850/N1830.pdf (PDF, 7.9 MiB)
- ^ ISO page to ISO/IEC DTS 29113, Further Interoperability of Fortran with C
- ^ Draft of the Technical Specification (TS) 29113 ftp://ftp.nag.co.uk/sc22wg5/N1901-N1950/N1917.pdf (PDF, 312 kiB)
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- ^ JIS X 3001-1:2009「プログラム
言語 Fortran――第 1部 :基底 言語 」(日本 産業 標準 調査 会 、経済 産業 省 ) - ^ JIS X 3001-1:2023「プログラム
言語 Fortran―第 1部 :基底 言語 」(日本 産業 標準 調査 会 、経済 産業 省 ) - ^ F Programming Language Homepage
参考 文献 [編集 ]
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日本 NAG社 。 日向 俊二 『Fortran 2008入門 』カットシステム、2016年 。ISBN 978-4-87783-399-2藤井 文夫 、田中 真人 、佐藤 維美『Fortran90/95による有限 要素 法 プログラミング :非線形 シェル要素 プログラム付 』丸善 出版 、2014年 。ISBN 978-4621087848松本 敏郎 、野老山 貴行 『みんなのFortran :基礎 から発展 まで』名古屋大学出版会 、2022年 。ISBN 978-4-8158-1087-0森 正武 『FORTRAN77数値 計算 プログラミング』増補 版 、岩波書店 、1987年 。森口 繁一 『JIS FORTRAN入門 』上 、第 3版 、東京 大学 出版 会 、1984年 。ISBN 978-4130620307。安田 清和 、水野 正隆 、小野 英樹 『Fortran90/95による実践 プログラミング』大阪大学 出版 会 、2014年 。ISBN 978-4872594737
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- Ian Chivers and Jane Sleightholme: "Introduction to Programming with Fortran", 4th Ed., Springer, 2018, ISBN 978-3-319-75501-4
- Norman S. Clerman, Walter Spector: "Modern Fortran: Style and Usage", Cambridge University Press, 2012. ISBN 978-0-521-51453-8
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- Michael Metcalf, John Reid, Malcolm Cohen: "Modern Fortran Explained : Incorporating Fortran 2018", 5th Ed., Oxford Univ. Press, 2018. ISBN 978-0198811886
- Valmer Norrod, et al: "A self-study course in FORTRAN programing - Volume I - textbook", Computer Science Corporation El Segundo, California, 1970. NASA(N70-25287).
- Valmer Norrod, Sheldom Blecher, and Martha Horton: "A self-study course in FORTRAN programing - Volume II - workbook", NASA CR-1478, Vol. II, 1970. NASA(N70-25288).
今時 の Fortran入門 (Introduction to Modern Fortran)- Fortran90を
用 いたプログラミングの記述 方法 (JAMSTEC) - これはユーザー向 けの解説 書 であって、言語 規格 の記述 としては厳密 ではないところが多少 ある。 - History of FORTRAN and FORTRAN II
関連 項目 [編集 ]
- Fortranの
言語 仕様 - Fortran 90以降 の言語 仕様 - FORTRAN 77の
言語 仕様 - Co-array Fortran
- High Performance Fortran
- GNU Fortran
- Fortran Builder -
日本 NAGが開発 ・販売 - COBOL
- PL/I
- en:F_(programming_language) - F
言語 はFortran95のサブセット言語 として主 に教育 用 を想定 して1996年 頃 に作成 されたが普及 せず。
外部 リンク[編集 ]
- Fortran Wiki
- Fortran
演習 (地球 惑星 物理 学 演習 ) - fortran-lang.org—the new home of Fortran on the internet (2020).
- 「Fortran」の
人気 が再燃 ?--専門 家 が考 える現状 と展望 (ZDNET Japan、2021年 5月 17日 掲載 ) - An introduction to the Fortran programming language, by Reinhold Bader, Nisarg Patel, Leibniz Supercomputing Centre.
- "5 Reasons Why Fortran is Still Used", blog by Martin D. Maas, Ph.D (Last updated: 2021-09-20)
島田 正三 、吉村 一馬 、高橋 延 匡 、中田 育男 、多田 敬子 :「HARP 103 (HIPAC 103の自動 プログラミングシステム)」,日立 評論 1962年 別冊 論 文集 号 ,日立製作所 中央 研究所 創立 二 十 周年 記念 論 文集 (1962年 ) ※ HARPは日立 による初期 のFORTRAN言語 処理 系 の名称 である。当時 にFORTRANがIBM社 の製品 商標 名 にあたる可能 性 を懸念 して別 名称 を使用 したとされる。- NEW! Most Popular Programming Languages 1965 - 2022
電子 計算 機 の歴史 の初期 においてFORTRAN言語 の人気 は絶大 であったことを示 す。 - Fortran Wiki : Object-oriented programming
- Victor Eijkhout : Introduction to Scientific Programming in C++17/Fortran2008, The Art of HPC, volume 3
- モダンFortran
勉強 会 - fortran-jp.org
高性能 Fortran推進 協議 会 - (RIST
主催 の)HPCプログラミングセミナーで使用 する資料 の公開 ページ ※ FortranとCによるプログラミングのチューニング法 のガイド