Fortran – tehokas korkean tason ohjelmointikieli (Ohjelmointikielet kautta aikojen 2)

Seuraava teksti on julkaistu alunperin Linkin Facebook-sivulla 28.9.2022

Tämä julkaisu on ensimmäinen osa syksyllä 2022 alkaneesta julkaisusarjasta, joka käsittelee erilaisia ohjelmointikieliä historian saatossa. Tervetuloa mukaan matkalle ohjelmointikielten maailmaan!

Ohjelmoinnin yleistyessä 1950-luvulla suunniteltiin monia korkean tason ohjelmointikieliä, jotka helpottivat ohjelmoijan työtä matalan tason konekielen käyttämiseen verrattuna. Korkean tason kielissä ohjelmoija pystyi esimerkiksi lisäämään ohjelmaan suoraan matemaattisia lausekkeita (kuten x+3*y-5) toisin kuin konekielessä, jossa laskutoimitukset täytyi esittää erillisinä komentoina (kuten “ADD 5” kasvattaa lukua 5:llä).

Uusien ohjelmointikielten suunnittelijoilla oli kuitenkin vaikeuksia saada kielilleen käyttäjiä. Ongelmana oli hitaus: Korkean tason ohjelmointikielet hävisivät auttamattomasti nopeudessa konekielelle, eivätkä ne vaikuttaneet käyttökelpoisilta todelliseen ohjelmointiin. Vaikka konekielellä oli työlästä ohjelmoida, tuloksena olevat ohjelmat toimivat nopeasti.
Fortran-kielen kehityksessä lähtökohdaksi asetettiin, että kielellä tulisi pystyä saamaan aikaan tehokkaita ohjelmia. Kielen kehitys käynnistettin vuonna 1953, kun IBM:llä töissä ollut John Backus ehdotti IBM 704 -tietokoneen ohjelmointiin soveltuvan uuden kielen kehittämistä. Nimi Fortran tuli sanoista “Formula Translating System”.

Fortranin kehitys ei ollut helppo tehtävä vaan vei useita vuosia aikaa. Ensimmäinen Fortran-kääntäjä tuli saataville vuonna 1957. Tämä oli kuitenkin vasta alku Fortranin kehitykselle, ja kieleen lisättiin suuri määrä uusia ominaisuuksia seuraavina vuosikymmeninä. Vuonna 1966 Fortran standardoitiin ensimmäisen kerran, mikä vakiinnutti kielen asemaa.
Alkuperäinen Fortran oli lähellä konekieltä. Esimerkiksi if-lause muodostettiin antamalla laskulauseke ja sitten kolme rivinumeroa, joihin hypätään riippuen siitä, onko lausekkeen arvo negatiivinen, nolla vai positiivinen. Lisäksi kiinnostava piirre Fortranissa oli, että muuttujan nimen ensimmäinen kirjain määräsi muuttujan tyypin. Esimerkiksi muuttujat, joiden nimi alkoi kirjaimilla väliltä I–N, olivat kokonaislukutyyppisiä.

Fortran saavutti suuren suosion, ja sitä alettiin käyttää erityisesti tieteellisessä laskennassa esimerkiksi fysiikan alalla. Kieli sinnittelee edelleen, koska on olemassa paljon vanhoja käytössä olevia ohjelmia, jotka on toteutettu Fortranilla. Helsingin yliopistossa Fortrania ei ole opetettu tietojenkäsittelytieteen oppiaineessa 1990-luvun jälkeen, mutta ainakin fyysikot käyttävät sitä jossain määrin edelleen juuri olemassa olevien ohjelmien takia.

Haluatko oppia itse Fortrania? Johdatus moderniin Fortran-ohjelmointiin: https://fortran-lang.org/en/learn/

Kuva: vanhan ajan Fortran-ohjelma, joka laskee kolmion pinta-alan (lähde Wikibooks, Fortran)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *