Fortran属于什么语言？一文读懂Fortran的过去与现在

Fortran，全称Formula Translation，是世界上最早的高级编程语言之一。它由IBM公司于1957年首次发布，旨在为科学和工程计算提供一种高效的编程工具。让我们深入了解一下Fortran属于什么语言，以及它在现代编程世界中的地位和应用。

Fortran的起源与发展

Fortran的诞生可以追溯到20世纪50年代，当时计算机科学还处于萌芽阶段。IBM的约翰·巴克斯（John Backus）领导的团队开发了Fortran，目标是让科学家和工程师能够更容易地编写程序，而不必深入了解计算机的底层操作。Fortran的设计理念是让代码更接近数学表达式，从而提高编程效率和程序的可读性。

从Fortran I到Fortran 2018，Fortran经历了多次版本更新，每次更新都引入了新的特性和改进。Fortran 77和Fortran 90是两个重要的里程碑，前者标准化了语言的语法，后者引入了模块化编程、动态内存分配等现代编程概念。

Fortran的语言特性

Fortran是一种编译型语言，这意味着程序需要先编译成机器码才能运行。这种特性使得Fortran在执行效率上具有优势，特别是在数值计算和科学计算领域。以下是Fortran的一些关键特性：

强类型系统：Fortran要求变量在使用前必须声明类型，这有助于防止类型错误。
数组操作：Fortran对数组操作进行了优化，支持高效的矩阵运算。
并行计算支持：从Fortran 90开始，语言就支持并行计算，使其在高性能计算（HPC）中大放异彩。
面向对象编程：Fortran 2003引入了面向对象编程的特性，使得代码的组织和重用变得更加灵活。

Fortran的应用领域

尽管Fortran已经有六十多年的历史，但它在许多领域仍然是首选语言：

气象学和气候模拟：Fortran在气象模型和气候模拟中广泛使用，如全球气候模型（GCMs）。
工程计算：从结构分析到流体动力学，Fortran在工程领域的数值模拟中占有一席之地。
金融建模：金融行业利用Fortran进行复杂的风险分析和定价模型。
科学研究：包括天文学、物理学、化学等领域的科学家们使用Fortran进行数据分析和模拟。
高性能计算（HPC）：Fortran的并行计算能力使其在超级计算机上运行的大规模科学计算中表现出色。

Fortran的未来

尽管现代编程语言如Python、C++等在某些领域逐渐占据主导地位，但Fortran在科学计算和高性能计算领域仍然具有不可替代的地位。随着科学计算需求的不断增长，Fortran也在不断进化，适应新的计算环境和编程范式。

Fortran的社区和标准委员会一直在努力保持语言的活力，确保它能够与时俱进。最近的Fortran 2018标准引入了协同子程序（Coarrays）和更好的并行编程支持，进一步增强了其在并行计算中的能力。

总结

Fortran作为一种科学计算语言，其历史悠久但依然充满活力。它以其高效的数值计算能力、强大的数组操作和并行计算支持，继续在科学研究和工程计算中发挥重要作用。无论是气象预报、金融建模还是高性能计算，Fortran都以其独特的优势为这些领域提供了坚实的技术支持。随着技术的进步，Fortran将继续与时俱进，为科学家和工程师提供强大的计算工具。