Fortran, abreviatura de "Formula Translation", es un lenguaje de programación de alto nivel que es particularmente adecuado para aplicaciones científicas y de ingeniería. Fue uno de los primeros lenguajes de programación desarrollados para computadoras electrónicas y ha evolucionado considerablemente desde su creación. Fortran permite la manipulación eficiente de datos en arreglos y soporta cálculos matemáticos complejos, lo que lo convierte en un lenguaje de elección para la predicción numérica del tiempo, la física computacional y la bioinformática, entre otros campos.
Fortran fue desarrollado en la década de 1950 por IBM como un lenguaje diseñado para el cálculo numérico y la computación científica. La primera versión, Fortran I, fue lanzada en 1957. La idea central era crear un lenguaje que permitiera a científicos e ingenieros escribir programas sin necesidad de conocer las complejidades del hardware subyacente.
Se introdujeron versiones posteriores de Fortran, cada una añadiendo nuevas características y mejorando la usabilidad. Fortran II siguió poco después, añadiendo características de programación estructurada. En 1966, se introdujo Fortran IV, que se convirtió en un estándar de la industria. Fortran 77 (lanzado en 1978) añadió características como tipos de datos de caracteres y mejoró las capacidades de entrada/salida.
A partir de 1991, Fortran 90 introdujo la programación de arreglos, la programación modular, la recursión y la asignación dinámica de memoria. Fortran 2003 y Fortran 2008 mejoraron aún más el lenguaje con características como la Programación Orientada a Objetos y una mejor interoperabilidad con el lenguaje de programación C. El estándar más reciente, Fortran 2018, trajo más mejoras, incluyendo una mejor compatibilidad y funcionalidad para el procesamiento paralelo.
Fortran sigue siendo utilizado activamente en muchas disciplinas científicas y de ingeniería, respaldado por compiladores modernos como GNU Fortran (gfortran) e Intel Fortran Compiler. Tiene una gran base de código legado, y muchas bibliotecas científicas están escritas en Fortran, lo que lo convierte en un lenguaje crítico en ciertos dominios.
Fortran es un lenguaje de tipado estricto que requiere la declaración explícita de los tipos de variables. Por ejemplo:
INTEGER :: i
REAL :: x
CHARACTER(len=10) :: name
Fortran sobresale en el manejo de arreglos, permitiendo operaciones en arreglos enteros con una sintaxis simple.
REAL, DIMENSION(10) :: A
A = 2.0 * A ! Multiplica cada elemento del arreglo A por 2
Fortran proporciona estructuras de control convencionales como bucles y declaraciones condicionales.
DO i = 1, 10
IF (A(i) > 0) THEN
PRINT *, 'Positivo'
END IF
END DO
Fortran permite la definición de funciones y subrutinas para la programación modular.
FUNCTION square(x)
REAL :: square
REAL, INTENT(IN) :: x
square = x * x
END FUNCTION square
Por defecto, Fortran tiene una regla donde las variables cuyos nombres comienzan con "I", "J", "K", "L", "M" o "N" son implícitamente INTEGER. Esto se puede anular para mayor claridad.
IMPLICIT NONE ! Desactiva el tipado implícito
INTEGER :: I
REAL :: R
Fortran soporta bucles do-while para la ejecución repetida basada en una condición.
i = 1
DO WHILE (i <= 10)
PRINT *, i
i = i + 1
END DO
Fortran tiene potentes tipos definidos por el usuario conocidos como tipos derivados, que permiten definiciones de datos similares a estructuras.
TYPE :: Person
CHARACTER(len=20) :: name
INTEGER :: age
END TYPE Person
TYPE(Person) :: p1
Fortran soporta módulos para encapsular datos y procedimientos, promoviendo la reutilización y organización del código.
MODULE myModule
CONTAINS
SUBROUTINE mySubroutine()
! Implementación
END SUBROUTINE
END MODULE
Fortran soporta punteros que facilitan la gestión dinámica de memoria, similar a lenguajes como C.
REAL, POINTER :: pA
ALLOCATE(pA(10)) ! Asigna dinámicamente un arreglo
Fortran tiene características que crean interoperabilidad con C, permitiendo la programación en lenguajes mixtos.
INTERFACE
FUNCTION c_function(x) BIND(C, NAME="c_function")
INTEGER(C_INT) :: c_function(INTEGER)
END FUNCTION c_function
END INTERFACE
Los compiladores de Fortran más populares incluyen:
Aunque Fortran no está tan comúnmente asociado con IDEs modernos como algunos otros lenguajes, varios IDEs lo soportan:
Construir un proyecto de Fortran típicamente implica crear archivos fuente con una extensión .f, .f90 o .f95 y compilarlos usando un compilador de Fortran. Un comando típico podría verse así:
gfortran -o my_program my_source.f90
Fortran se utiliza extensamente en computación científica, predicción numérica del tiempo, modelado climático, física computacional, química computacional y bioinformática. Es particularmente conocido por su rendimiento en cálculos numéricos pesados y simulaciones.
Los principales competidores de Fortran en el ámbito de la programación científica y de ingeniería incluyen:
Fortran tiene varias herramientas de traducción de código fuente a fuente que pueden ayudar a los desarrolladores a convertir código legado a lenguajes más contemporáneos o a optimizar el código existente. Algunas herramientas incluyen:
Estas herramientas facilitan la transición de versiones más antiguas de Fortran o de paradigmas de programación completamente diferentes, mientras ayudan a mantener el rendimiento y la funcionalidad.