Fortran من لغات البرمجة القديمة

لغة البرمجة فورتران: تاريخها واستخداماتها وميزاتها

تعد لغة البرمجة فورتران (Fortran) واحدة من أقدم لغات البرمجة التي لا تزال مستخدمة حتى اليوم. تم تطويرها في الخمسينات من قبل IBM وتمثل اختصارًا لـ "Formula Translation". في هذه المقالة، سنتناول تاريخ فورتران، ميزاتها، استخداماتها، وكيفية البدء في تعلمها.

تاريخ لغة البرمجة فورتران

تم تطوير فورتران في بداية الخمسينات بواسطة فريق بقيادة John Backus في شركة IBM. تم إصدار النسخة الأولى من اللغة في عام 1957 وكانت تهدف إلى تسهيل عملية البرمجة العلمية والهندسية. بمرور السنوات، خضعت فورتران للعديد من التحديثات والتحسينات، مما جعلها قادرة على التعامل مع التطبيقات الحديثة والمعقدة.

مميزات لغة البرمجة فورتران

• أداء عالي: توفر فورتران أداءً عاليًا جدًا في العمليات الحسابية والمعالجات العلمية، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الهندسية والعلمية.
• متعددة المنصات: يمكن تشغيل برامج فورتران على العديد من الأنظمة والمنصات المختلفة بفضل الدعم الواسع من قبل العديد من المترجمات (Compilers).
• دعم قديم ومستمر: تمتاز فورتران بدعم طويل الأمد ومستمر، مما يجعلها لغة مستقرة للاستخدام في التطبيقات العلمية والهندسية طويلة الأجل.
• مجتمع مستخدمين نشط: يوجد مجتمع نشط من المستخدمين والمطورين الذين يساهمون في تحسين اللغة وتطوير مكتبات وأدوات جديدة.

استخدامات لغة البرمجة فورتران

تُستخدم فورتران في مجموعة واسعة من التطبيقات، منها:

• الحسابات العلمية: تُستخدم فورتران بشكل كبير في التطبيقات التي تتطلب حسابات علمية معقدة مثل فيزياء الجسيمات، الفلك، والرياضيات التطبيقية.
• الهندسة: تُستخدم في مجالات الهندسة المختلفة مثل الهندسة الميكانيكية، الكهربائية، والمدنية لتنفيذ نماذج ومحاكاة معقدة.
• التنبؤات الجوية: تُستخدم فورتران في النماذج المناخية والتنبؤات الجوية بفضل قدرتها على التعامل مع الحسابات المعقدة والكبيرة.
• المحاكاة: تُستخدم في تطوير نماذج المحاكاة في مجالات مثل الطيران، والديناميكا الحرارية، والهيدروليكا.

البدء في تعلم فورتران

إذا كنت ترغب في تعلم فورتران، فإليك بعض الخطوات التي يمكن أن تساعدك في البدء:

1. تثبيت مترجم فورتران

يمكنك تثبيت مترجم فورتران مثل GNU Fortran (gfortran)، وهو جزء من مجموعة مترجمات GNU Compiler Collection. لتثبيته على نظام Linux، يمكنك استخدام الأمر التالي:

sudo apt-get install gfortran

2. إنشاء برنامج فورتران بسيط

بعد تثبيت المترجم، يمكنك إنشاء برنامج فورتران بسيط يطبع "Hello, World!". قم بإنشاء ملف باسم hello.f90 واكتب فيه الكود التالي:

program hello

    print *, "Hello, World!"

end program hello

لتجميع البرنامج، استخدم الأمر:

gfortran hello.f90 -o hello

لتشغيل البرنامج، استخدم الأمر:

./hello

3. التعلم من الموارد المتاحة

هناك العديد من الموارد التعليمية المتاحة لتعلم فورتران، منها:

• Fortran90.org: موقع يحتوي على دروس ومقالات حول كيفية استخدام فورتران.
• TutorialsPoint: يحتوي على دروس مفصلة حول برمجة فورتران.
• Fortran.com: يحتوي على موارد تعليمية ودروس وأمثلة برمجية.

البرمجة في فورتران

تستخدم فورتران بناء جملة (Syntax) بسيط وفعال لكتابة الأكواد البرمجية. إليك مثالاً على برنامج يقوم بحساب مجموع الأعداد من 1 إلى 10:

program sum_numbers

    integer :: i, sum

    sum = 0

    do i = 1, 10

        sum = sum + i

    end do

    print *, "Sum of numbers from 1 to 10 is ", sum

end program sum_numbers

معالجة البيانات في فورتران

توفر فورتران أدوات قوية لمعالجة البيانات بفضل ميزاتها المتقدمة مثل المصفوفات والمعاملات الرياضية. إليك مثالاً على برنامج يقوم بضرب مصفوفتين:

program matrix_multiplication

    integer, parameter :: n = 3

    real :: A(n, n), B(n, n), C(n, n)

    integer :: i, j, k

    ! Initialize matrices A and B

    A = reshape([1.0, 2.0, 3.0, &

                 4.0, 5.0, 6.0, &

                 7.0, 8.0, 9.0], shape(A))

    B = reshape([9.0, 8.0, 7.0, &

                 6.0, 5.0, 4.0, &

                 3.0, 2.0, 1.0], shape(B))

    C = 0.0

    ! Matrix multiplication

    do i = 1, n

        do j = 1, n

            do k = 1, n

                C(i, j) = C(i, j) + A(i, k) * B(k, j)

            end do

        end do

    end do

    ! Print the result

    print *, "Resultant matrix C:"

    do i = 1, n

        print *, (C(i, j), j=1, n)

    end do

end program matrix_multiplication

خاتمة

تعد لغة البرمجة فورتران واحدة من اللغات الرائدة في مجال البرمجة العلمية والهندسية بفضل أدائها العالي وميزاتها المتقدمة في معالجة البيانات. سواء كنت تعمل في مجال العلوم، الهندسة، أو الأبحاث، فإن فورتران توفر لك الأدوات والمكتبات اللازمة لإنشاء برمجيات عالية الأداء ودقيقة. البدء في تعلم فورتران قد يكون تحدياً، ولكن الموارد المتاحة والمجتمع الداعم يمكن أن يجعل هذا الرحلة مثيرة ومجزية.