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By Fortran di Giuseppe Ciaburro
URL: http://guide.dada.net/fortran/interventi/2001/06/49888.shtml
Fortran di Giuseppe Ciaburro guida dal 04-06-2002
Introduzione al linguaggio fortran, dalle origini ad oggi.
INTRODUZIONE
Il linguaggio FORTRAN (FORmula TRANslator) è nato negli anni '50, come
un
meccanismo per la gestione di librerie di programmi d'utilità, ed è
stato uno dei primi
linguaggi di programmazione ad alto livello. Dopo le prime versioni, apparve
nel 1957 il
manuale del FORTRAN II, ad opera di John Backus ed altri. Sono stati poi elaborati
gli
standard di nuove versioni (di cui la più fortunata è stata quella
del FORTRAN IV), fino agli
attuali FORTRAN strutturati FORTRAN77 e FORTRAN90.
Il FORTRAN si colloca fra i linguaggi imperativi ad alto livello, come uno dei
più
vicini alla struttura della macchina. Per questo, oltre che per il fatto di
essere un linguaggio di
largo uso da molti anni, possiede compilatori molto efficienti e robusti. Inoltre
il corredo
delle librerie di programmi di utilità, venutosi a comporre ed a consolidare
nel tempo, è di
gran lunga più vasto rispetto a quello disponibile per ogni altro linguaggio
della stessa classe.
Il FORTRAN è utilizzato soprattutto per elaborazioni di calcolo numerico,
dove l'efficienza e
la velocità di esecuzione che esso offre, e che sono dovute al suo orientamento
alla macchina,
sono ritenute più importanti rispetto ad altri aspetti del linguaggio.
I limiti principali del FORTRAN riguardano gli strumenti offerti per la tipizzazione
e la strutturazione dei dati, la gestione completamente statica della memoria,
alcuni aspetti
della programmazione strutturata che ancora stentano a diffondersi nel linguaggio.
Le
caratteristiche del FORTRAN che lo hanno reso e che lo rendono ancora così
popolare sono
essenzialmente le seguenti:
1. la possibilità di usare numeri interi e reali con un elevato numero
di cifre
significative;
2. la possibilità di utilizzare i numeri complessi e l'aritmetica complessa;
3. l'esistenza di un gran numero di funzioni matematiche di libreria utilizzabili
direttamente in qualsiasi punto di un programma o di un sottoprogramma;
4. la possibilità di costruire una propria libreria di sottoprogrammi
già compilati e
provati, riutilizzabili per la risoluzione di problemi diversi da quelli per
cui sono stati
sviluppati.
5. la possibilità di richiamare FUNCTION e SUBROUTINE scritte in linguaggi
diversi dal FORTRAN.
Queste caratteristiche hanno favorito lo sviluppo di vaste librerie matematiche
distribuite
gratuitamente da Università e Centri di Ricerca oppure distribuite commercialmente
da ditte
produttrici di software. L'esistenza di tali librerie rende tuttora particolarmente
attraente l'uso
del FORTRAN per tutte le applicazioni numeriche.
LA
STRUTTURA DI UN PROGRAMMA FORTRAN
La sintassi del FORTRAN è rimasta in parte vincolata all'uso delle schede,
anche ora che il
programma viene normalmente redatto da terminale tramite un editor. In FORTRAN
una
istruzione è di solito costituita da una linea del programma di lunghezza
al massimo 80
caratteri. Una linea contiene informazioni valide fino alla colonna 72, le colonne
73-80 non
vengono considerate dal compilatore. Le prime cinque colonne rappresentano il
campo
etichetta, la colonna 6 va riempita con un qualsiasi carattere se l'istruzione
precedente
continua sulla riga attuale, altrimenti va lasciata bianca, le colonne 7-72
sono utilizzabili per la
scrittura delle istruzioni. Una "C" o un "*" in colonna
1 indicano una riga di commento.
Un programma FORTRAN è quindi costituito da una sequenza di istruzioni.
L'ordine
delle istruzioni in un programma FORTRAN è meno rigido che in PASCAL,
tuttavia si segue
il principio di dichiarazione prima dell'uso. Per descrivere la sintassi delle
istruzioni verrà
utilizzata una Backus Naur Form (BNF) estesa, del tipo di quella descritta in
[4].
Il programma inizia in genere con una
istruzione-programma = "PROGRAM" nome-programma.
in cui nome-programma è un identificatore. L'istruzione programma può
però essere omessa,
anche se questo può facilmente dar luogo ad errori, specie se si hanno
più programmi
"anonimi" nello stesso file. Gli identificatori sono, come in PASCAL,
definiti come sequenze
di lettere o cifre che iniziano con una lettera; si richiede tuttavia che la
loro lunghezza sia
limitata a sei o otto caratteri e non esiste, in genere, distinzione tra lettere
minuscole e
maiuscole.
Seguono le istruzioni del programma che si possono suddividere in istruzioni
dichiarative che corrispondono alle dichiarazioni di un programma PASCAL ed
istruzioni
eseguibili che corrispondono al corpo di un programma PASCAL. Le istruzioni
dichiarative
possono essere ordinate a piacere, purché precedano le istruzioni eseguibili.
Le principali
istruzioni dichiarative riguardano la dichiarazione di costanti e/o di variabili
e la condivisione
di memoria.
Dopo le istruzioni dichiarative vengono poste le istruzioni eseguibili del programma,
tra cui: istruzioni di assegnazione, condizionali, cicli, istruzioni di salto,
istruzioni di
ingresso/uscita ed istruzioni di chiamata. Infine segnaliamo che le specifiche
di formato di
stampa FORMAT possono essere poste in qualsiasi punto del programma.
L'ultima istruzione deve essere una istruzione END, che segnala al compilatore
la fine
del testo del programma.