مقدمة عن الفورتران

نبذة عن الكتاب:

كتاب تعلم لغة فورتران إحدى لغات البرمجة المستخدمة فى الحوسبة العلمية ,تعرف على أساسيات اللغة بشكل سهل ومبسط وهي لغة برمجة متعددة الاستخدامات واختصار لكلمتين في الإنجليزية (FORmula TRANslation) معناها ترجمة المعادلات (FORmula TRANslation).وهي لغة برمجة أمرية للأغراض العامة ومناسبة بشكل خاص للحسابات الرقمية والحوسبة العلمية. كانت هي أولى لغات البرمجة ذوات المستوى العالي ولا يزال استخدامها شائعا حتى الان، لقد تم استخدامه لأكثر من ستة عقود في مجالات حسابية مكثفة.

كان تصميم فورتران هو الأساس للعديد من لغات البرمجة الأخرى.  من بين الأشياء المعروفة BASIC ، والتي تستند إلى Fortran II مع عدد من عمليات تنظيف النحو، ولا سيما الهياكل المنطقية الأفضل، والتغييرات الأخرى للعمل بسهولة أكبر في بيئة تفاعلية.

اعتبارًا من يونيو ٢٠٢١، احتلت فورتران المرتبة ١٧ في مؤشر TIOBE ، وهو مقياس لشعبية لغات البرمجة، حيث صعدت١٧ مركزًا من تصنيفها ٣٤ يناير ٢٠٢٠.

تاريخها

تم تطوير فورتران في عام  1954 الأصل من قبل شركة اي بي ام في الخمسينيات من القرن الماضي في أواخر عام ١٩٥٣، قام جون دبليو باكوس اقتراحًا لرؤسائه في شركة اي بي ام لتطوير بديل عملي أكثر للغة التجميع لبرمجة جهاز الكمبيوتر الرئيسيIBM 704. يتكون فريق FORTRAN التاريخي من Backus من المبرمجين ريجارد جولدبيرج، شيلدون بيست، وهارلان هيريك، وبيتر شيريدان ، وروي نات، وروبرت نيلسون، وإيرفينغ زيلر، وهارولد ستيرن، ولويس هيبت، وديفيد ساير. تضمنت مفاهيمها الدخول الأسهل للمعادلات في الكمبيوتر، وهي فكرة طورها ج. هالكومب لانينج وتم عرضها في نظام لانينج وزيرلر لعام ١٩٥٢.

تم الانتهاء من مسودة المواصفات لنظام ترجمة الصيغة الرياضية من اي بي ام بحلول نوفمبر ١٩٥٤. ظهر أول دليل لـFORTRAN في أكتوبر ١٩٥٦، مع أول مترجم FORTRAN تم تسليمه في أبريل ١٩٥٧. كان هذا أول مترجم محسن، لأن العملاء كانوا مترددين في استخدام لغة برمجة عالية المستوى ما لم يتمكن المترجم من إنشاء كود بأداء يقترب من لغة التجميع المشفرة يدويًا.

بينما كان المجتمع متشككًا في أن هذه الطريقة الجديدة يمكن أن تتفوق على الترميز اليدوي، فقد قللت من عدد عبارات البرمجة اللازمة لتشغيل الجهاز بعامل ٢٠، وحصلت على القبول بسرعة.  قال جون باكوس خلال مقابلة عام ١٩٧٩ معThink ، مجلة موظفي اي بي ام ، "لقد أتى الكثير من عملي من الكسل. لم أحب كتابة البرامج، وهكذا، عندما كنت أعمل على اي بي ام ٧٠١، كنت أكتب برامج للحوسبة  مسارات الصواريخ، بدأت العمل على نظام برمجة لتسهيل كتابة البرامج".

تم اعتماد اللغة على نطاق واسع من قبل العلماء لكتابة برامج مكثفة عدديًا، مما شجع كتاب المترجمين على إنتاج مجمعين يمكن أن يولدوا كودًا أسرع وأكثر كفاءة.  إن إدراج نوع بيانات رقم معقد في اللغة جعل لغة فورتران مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التقنية مثل الهندسة الكهربائية.

بحلول عام ١٩٦٠، كانت إصدارات FORTRAN متاحة لأجهزة كمبيوتر IBM 709 و 650 و 1620 و 7090.  بشكل ملحوظ، دفعت الشعبية المتزايدة لشركة FORTRAN مصنعي أجهزة الكمبيوتر المتنافسين إلى توفير برامج التحويل البرمجي FORTRAN لآلاتهم، حتى أنه بحلول عام ١٩٦٣، كان هناك أكثر من ٤٠ مترجمًا من FORTRAN.  لهذه الأسباب، تعتبر FORTRAN أول لغة برمجة متعددة المنصات مستخدمة على نطاق واسع.

تزامن تطوير فورتران مع التطور المبكر لتكنولوجيا المترجم، وقد تم تحفيز العديد من التطورات في نظرية وتصميم المجمعين بشكل خاص من خلال الحاجة إلى إنشاء كود فعال لبرامج فورتران.

مميزاتها

وتتميز هذه اللغة بالبساطة والإيجاز والمقدرة على التفاعل الحسابي حتى ان شعارها هو شعار الدالة. والاستدامة بالتطوير إذ أنها من أبرز اللغات التي بقيت حية لأكثر من نصف قرن.

إصداراتها

يحتوي فورتران على إصدارات متعددة، كل منها يضيف ملحقات مع الاحتفاظ إلى حد كبير بالتوافق مع الإصداراتالسابقة.  أضافت الإصدارات المتتالية دعمًا للبرمجة المهيكلة ومعالجة البيانات المستندة إلى الأحرف (FORTRAN 77) ،وبرمجة المصفوفات، والبرمجة المعيارية والبرمجة العامة (Fortran 90) ، والأداء العالي لـ (Fortran 95) ، والبرمجة الموجهة للكائنات (Fortran 2003) ،  البرمجة المتزامنة (Fortran 2008) ، وقدرات الحوسبة المتوازية الأصلية (Coarray Fortran 2008/2018). تحتوي آخر إصدارات لغة الفورتران على مجموعة من الأوامر التي تفسر نفسها بنفسها مثل اقرأ READ واكتب WRITE و'إذهب إلي GO TO وتوقف STOP وتنفذ برامج الفورتران تبعا لتسلسل الجمل بها. ولكن تكمن صعوبتها في تحديد الخطأ عند حدوثه حيث من يستوجب أحيانا تتبع الكود من أوله مما يزيد الامر صعوبة.