Bölüm 1: Fortran'a Giriş

###################- (%95)

• Giriş
• 1.1 Tarihçe
• 1.2 Neden Fortran?
• 1.3 İlk Fortan 90 Programı
• 1.4 Programın Derlenmesi ve Çalıştırılması
• 1.5 Kod Yazımı için Tavsiyeler

Giriş

1.1   Tarihçe

1953 yılının sonlarında, IBM'de çalışan John W. Backus ve ekibi assembly diline alternatif olarak IBM 704 ana-bilgisayarında daha verimli çalıbilecek bir programlama dili önermiştir. İlk taslak "The IBM Mathematical FORmula TRANSslating System" adlı altında 1954'de tamamlanıp 1957'de 32 deyim içeren ilk Fortran derleyicisi dağıtımı yapılmıştır.

Takip eden yıllarda her yeni sürümde gelişerek, 1958'de FORTRAN II ve FORTRAN III, 1961'de FORTRAN IV, 1966'da FORTRAN 66 1977'de FORTRAN 77 derleyicileri kullanıma sunulmuştur. Uzun bir süre sonra, önemli değişiklikler yapılmış ve ANSI 1992 standardı ile tescillenmiş hali ile Fortran 90 sürümü oluşturulmuştur. Hemen ardından, birkaç küçük değişiklikle Fortran 95 geliştirilmiştir. Fortran ilk olarak 90/95 sürümlerinde nesne tabanlı özellik kazanmıştır. Son olarak nesneye dayalı (object-oriented) ve genel programlama (generic-programming) özellikleri eklenerek Fortran 2003 standardı belirlenmiştir. Yeni Fortran, 2008 yılında ki "Co-Array Fortran" özelliği ile paralel işlem (parallel processing) yeteneği kazanmıştır.

Derslerimzde ağırlıklı olarak Fortran 90 konu edilecektir. Yer yer Fortran 95/2003 yenilikleri de işlenecektir.

1.2   Neden Fortran?

• Fortran, sayısal hesaplamada güçlü ve yeterince esnek bir dildir.
• Fortran, tanımlayıcı adları küçük-harf büyük-harf ayrımı yapmaz (case insensitive).
  Yani Tablo veya tablo veya TABLO değişken adları aynı değişkeni temsil eder.
• Fortran, basit bir yapısı olduğu için, programlama giriş için iyi bir dildir.
• Fortran, farklı platformlada derleyicilere sahiptir.
• Fortran, özel veri tipi tanımlamasına izin verir.
• Fortran, taşınabilir bir dildir.
• Fortran, diğer dillerde olamayan, bazı esnek kütüphane fonksiyonlarına sahiptir.
• Fortran, yapısal bir dildir.
• Fortran, sayısal hesaplamada C/C++, Java ve görsel programlama dillerinden daha güçlü ve hızlıdır.

1.3   İlk Fortran Programı

Program 1.1 de verilen Fortran programı yarıçapı girilen bir çemberin çevresini ve alanını hesaplar. Satır başlarına yerleştirilen 1:, 2: 3: ... rakamlarının yazılmasına gerek yoktur. Bu rakamlar sadece daha sonra program ile ilgili açıklama yapılırken, ilgili satırda bulunan kodlar izah edilirken kullanılacaktır. Bu programın bilgisayarda ilk.f95 adı ile kaydedilmiştir.

Program 1.1: Bir çemberin alanını ve çevresini hesaplar

01: 02: 03: 04: 05: 06: 07: 08: 09: 10: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17:

! ilk.f95: ilk Fortran 95 programı ! Bir çemberin alanını ve çevresini hesaplar PROGRAM Cember IMPLICIT NONE REAL :: R, Alan, Cevre REAL, PARAMETER :: PI = 3.141593 PRINT *,"Cemberin yaricapini girin: " READ *,R Alan = Pi * R**2 Cevre = 2 * Pi *R PRINT *,"Alan = ",Alan PRINT *,"Cevre = ",Cevre END PROGRAM

! ilk.f95: ilk Fortran 95 programı

Programda, 1. ve 2. satırda ! sembolleri ile başlanmıştır. Bu sembolün kullanılması zorunlu değildir. Ancak, !'den sonra yazılan herhangi bir metin, işlem vb. satırlar, derleyici tarafından işlenmez (değerlendirilmez). Yani ! açıklama operatörüdür.

NOT Açıklama operatörü olarak Fortran 77 'de C sembolü kullanılmaktaydı. C Bu satırlar derleyici tarafından C değerlendirilmez. Ayrıca programın Fortran 77 C çalışma hızını da değiştirmez. ! Bu satırlar derleyici tarafından ! değerlendirilmez. Ayrıca programın Fortran 90/95/2003 ! çalışma hızını da değiştirmez.

PROGRAM

deyimi ana programın başladığnı gösterir. Programın adı Cember olarak verilmiş.

IMPLICIT NONE

deyimi program içinde kullanılacak değişken ve sabitlerin hepsini tanımlamaya zorlar. Aksi halde, ilk harfi I,J,K,L,M,N ile başlayan değişkenler tamsayı diğerleri ise gerçel sayı kabul edilir.

REAL :: R, Alan, Cevre

Program içersinde kullanılan R, Alan ve Cevre değişkenlerinin veri tipi gerçel sayı tipi (real) olarak bildirimiştir.

PARAMETER

Program çalıştığı sürece içeriği değişmeyecek olan sabitlerin bildirimi için kullanılan bir deyimdir.

PRINT

Ekrana sabit veya değişkenleri yazdırmak için kullanılır.

READ

Klavyeden veri okumak için kullanılan bir deyimdir.

* ve **

* çarpma işlemi için, ** kuvvet alma işlemi için kullanılan aritmetik operatörlerdir.

END PROGRAM

Ana programın bittiği yeri işaret eder.

1.4   Programın Derlenmesi ve Çalıştırılması

Fortran programları veya kaynak kodları (source code) uzantısı .f, .f90 veya .f95 olan dosyalarda saklanır. Kaynak kod, bir Fortran derleyicisi (Fortran compiler) ile nesne koduna (object code) daha sonra uygun bir bağlayıcı (linker) program ile işletim sistemininde çalıştırılabilen (executable) bir koda dönüştürülür. Derleme işlemi ayrıntılı olarak Bölüm xx'de anlatılmıştır.

Ücretsiz (FTN95, G95, GFORTRAN gibi) Fortran derleyicileri Bölüm: Derleyiciler kısmında anlatılmıştır. Burada g95 ile derleme ve çalıştırma adımları gösterilmiştir.

ilk.f95 adlı dosya c:\users\bingul\desktop\fortran90 adlı disiznde bulunduğu varsayılırsa, g95 ile derleme ve çalıştırma işlemleri (bir DOS penceresi açıldıktan sonra) aşağıdaki gibi yapılılır:

1.5   Kod Yazımı için Tavsiyeler

Aşağıdaki kurallar genel olarak uzman Fortran 90 programcıları tarafından tercih edilir.

• Program açıklamalarını ve döküman hazırlama işini program yazıldıkça yapın! Bu unutulmaması gereken çok önemli husustur.
• IMPLICIT NONE deyimi program başında mutlaka kullanılmalıdır.
• Fortran kodların büyük harf küçük harf ayrımı yapmasa da, anahtar kelimeler (PROGRAM, PRINT, READ, PARAMETER, ...) büyük harflerle yazılır.
• Tanımlayıcıların (değişken, sabit, fonksiyon, ... adları) ilk harfi büyük sonrakiler küçük olamlıdır. Örneğin:

  
   Sicaklik
   Asal
   Son_Alinan_Bit
   Isik_Hizi
  

• Her alt yapıya girerken birkaç boşluk veya TAB tuşunu kullanın. Bu okunabilirliği arttıracaktır. Örneğin:

  
   PROGRAM Ortalama
   !-------------------------------------------------
   ! 10 tamsayının ortlamasını hesaplar.
   !-------------------------------------------------
   IMPLICIT NONE
   INTEGER :: I, X, Toplam = 0.0
   REAL :: Ort
  
      DO I = 1, 10
  
         READ *,X            ! sayıları oku
         Toplam = Toplam + X ! toplamını hesapla
  
      END DO
  
      Ort = Toplam / 10.0
  
      PRINT *, "Ortalama = ",Ort
  
   END PROGRAM Ortalama