Рубрика «fortran»

Автор материала рассуждает о проблемах современных языков программирования и о том, какими путями можно исправить недостатки.

Если изобрести язык программирования 21 века - 1

Только за последние 18 лет люди придумали множество языков, среди которых, вероятно, самыми популярными стали Swift, Kotlin и Go. При этом отличительная черта языка программирования 21 века — это отсутствие каких-либо отличительных черт. Самое приятное в работе с такими языками — за изучением одного из них можно провести выходные и под конец заявить, что вам удалось освоить популярную новинку, по факту же не узнав ничего нового. В них действительно нет ничего нового. Все современные языки созданы на основе какой-либо правильной и проверенной формулы, имя которой, вероятнее всего, Objective-C, Java или C.

«Отсутствие новизны» можно считать ценной чертой, но подобная ситуация вызывает один вопрос. Действительно ли перед нами языки нового, 21 века, или все это — просто отражение плохих привычек программирования 20 века?

Если бы я изобретал язык, я бы не старался исправить прошлое, а попытался бы создать нечто, что хорошо работало бы именно в условиях современности, но также было способно развиваться и выдерживать проверку временем. Если для этого требуются радикальные конструктивные решения, то так тому и быть.

Долой синтаксис!

Синтаксис современных языков отражает попытку втиснуть свободу мела и доски в оковы ASCII. Некоторые элементы записи, такие как арифметические знаки или скобки, воспринимаются более-менее естественно. Но ряд других обозначений оправдан разве что экономией усилий при нажатии кнопок телетайпа.Читать полностью »

Это история о том, как мы замедляли ускоряли расчеты на самом мощном суперкомпьютере в мире.

Behind the scene of TOP-1 supercomputer - 1

Читать полностью »

Фильтр анизотропной диффузии Перона и Малика — это сглаживающий цифровые изображения фильтр, ключевая особенность которого состоит в том, что при сглаживании он сохраняет и «усиливает» границы областей на изображении.

В статье я кратко рассмотрю зачем нужен этот фильтр, теорию по нему и как его реализовать алгоритмически, приведу код на языке Fortran и примеры сглаженных изображений.

Сглаживание изображений фильтром анизотропной диффузии Перона и Малика - 1
Крайнее левое изображение — оригинальное, справа от оригинального — фильтрованные с различными параметрами.
Читать полностью »

Новые «плюшки» компилятора – безопасней, быстрее, совершеннее - 1
Как говорилось во всеми нами любимом фильме: «Налетай, торопись, покупай живопись». Последняя, конечно, тут ни при чем, а вот «налетать» на новую Бета версию компилятора уже пора. Сегодня я расскажу о том, что нового появилось в пакете Intel Parallel Studio XE 2018 Beta, и в частности, в компиляторной её составляющей. А там действительно много что добавилось, ведь стандарты не стоят на месте — C++14, C++17, Fortran 2008, 2015, OpenMP 4.5 и 5.0, а компилятор должен не только их поддерживать, но и генерировать совершенный, производительный и безопасный код. Кроме этого, новые наборы инструкций AVX512, позволяющие «снимать сливки» с последних процессоров Skylake и KNL, всё больше входят в арсенал современных компиляторов. Но а самое вкусное — новые ключи, которые позволяют получить ещё больше производительности «не напрягаясь». Итак, поехали!
Читать полностью »

Не знаю, как будет выглядеть язык программирования в 2000-м году, но я знаю, что называться он будет FORTRAN.
— Чарльз Энтони Ричард Хоар, ок. 1982

В индустрии Fortran сегодня используется редко – в одном из списков популярных языков он оказался на 28-м месте. Но Fortran всё ещё главный язык для крупномасштабных симуляций физических систем – то есть для таких вещей, как астрофизическое моделирование звёзд и галактик (напр. Flash), крупномасштабной молекулярной динамики, коды подсчёта электронных структур (SIESTA), климатические модели, и т.п. В области высокопроизводительных вычислений, подмножеством которых являются крупномасштабные числовые симуляции, сегодня используются лишь два языка – C/C++ и «современный Fortran» (Fortran 90/95/03/08). Популярные библиотеки Open MPI для распараллеливания кода были разработаны для двух этих языков. В общем, если вам нужен быстрый код, работающий на нескольких процессорах, у вас есть только два варианта. В современном Fortran есть такая особенность, как "coarray", позволяющая прямо в языке работать с параллельным программированием. Coarray появились в расширении Fortran 95, а затем были включены в Fortran 2008.

Активное использование Fortran физиками часто приводит в замешательство специалистов по информатике и других не связанных с этой областью людей, которым кажется, что Fortran – исторический анахронизм.
Читать полностью »

Неинициализированные переменные: ищем ошибки - 1

Большое количество научных исследований используют код, написанный на языке Фортран. И, к великому сожалению, «научные» приложения тоже не застрахованы от банальных ошибок, таких как неинициализированные переменные. Стоит ли говорить, к чему могут приводить подобные вычисления? Иногда эффект от таких ошибок может довести до «серьёзных прорывов» в науке, или стать причиной действительно больших проблем – кто знает где полученные результаты могут быть использованы (но, мы догадываемся где)? Хотелось бы привести ряд простых и эффективных методов, которые позволят проверить существующий код на Фортране с помощью компилятора Intel и избежать подобных неприятностей.
Читать полностью »

image

17 октября 1977 года на ежегодной конференции АСМ премия Алана Тьюринга была вручена человеку, который создал первый высокоуровневый язык программирования для научных и технических целей.

Премия была присуждена Джону Бэкусу «… за глубокий и важный вклад в создание практических систем программирования высокого уровня. В особенности – за работы по Fortran и частые публикации формальных процедур для спецификации языков программирования».

В 50-х годах ХХ века труд программиста по написанию, вводу и отладке программ был далеко не легким: сначала программы писались на машинном языке.

Для облегчения участи программистов были придуманы подпрограммы, а затем первые ассемблеры. Но эффективность программирования от этого существенно не повысилась. Если бы кто-то мог написать транслятор, который позволил бы вводить команды из слов и символов, а затем автоматически конвертировать их в машинный код...Читать полностью »

Это статья про многомерные массивы. А ещё про ключевое слово restrict, до появления которого в C язык Fortran был быстрее C. Немного про то, зачем я это написал, см. в конце.

Многомерные массивы. Начну с многомерных массивов. Допустим, вам нужно максимально эффективно работать с большими квадратными матрицами в C++ (скажем, умножать их друг на друга). Причём размер матриц становится известен лишь в runtime. Что делать?

Всякие double a[n][n] и std::array<std::array<double, n>, n> не сработают, т. к. порядок матрицы (n) будет известен лишь в runtime. new double[n][n] не сработает по этой же причине (лишь первое измерение массива, создаваемого new, может быть runtime-выражением). Попробуем так:

double **a = new double *[n]; // Массив длины n указателей на double
for (int i = 0; i != n; ++i)
  {
    a[i] = new double[n];
  }

Читать полностью »

image

Влияние Algol на ИТ-индустрию

Название языка Algol (ALGOrithmic Language), первая версия которого появилась в 1958 году, подчеркивает то обстоятельство, что он предназначен для записи алгоритмов. Благодаря четкой логической структуре Algol стал стандартным средством записи алгоритмов в научной и технической литературе. Однако он так и не смог полноценно конкурировать с языком Fortran, а с COBOL его и вовсе было трудно сравнивать в силу отсутствия некоторых важных возможностей у Algol – той же обработки текстов например или форматирования ввода/вывода.

«Роды» Algol проходили очень тяжело. Для некоторых его создателей, прямо скажем, – в муках. Ученые и эксперты отрасли никак не могли прийти к единому мнению по многим вопросам.

В результате новый язык скорее вызвал интерес, чем привлек потребителей. Грейс Хоппер охарактеризовала его так: «Похож на большую поэму: простой и ясный с точки зрения математики, но отнюдь не практичный».Читать полностью »

История языков программирования: как Fortran позволил пользователям общаться с ЭВМ на «ты» - 1

В 2017 году языку Fortran исполняется 60 лет. За это время язык несколько раз дорабатывался. «Современными» версиями считаются Fortran 90, 95, 2003 и 2008. Если изначально это был язык программирования высокого уровня с чисто структурной парадигмой, то в более поздних версиях появились средства поддержки ООП и параллельного программирования. На сегодняшний день Fortran реализован для большинства платформ.

До появления языка Fortran разработчики программировали, используя машинный код и ассемблер. Язык высокого уровня быстро набрал популярность, так как был прост в изучении и обеспечивал генерацию эффективного исполняемого кода. Это существенно упростило жизнь программистам.Читать полностью »