Fortran *

Я взглянул на апрельский рейтинг TIOBE за 2026 год и протёр глаза. Python, C, C++, Java, C# — скучно. Но вот на 10-й строчке восседает Delphi. А Fortran, язык, на котором писали ещё при царе Горохе и который, по мнению всей «модной» тусовки, давно должен лежать на свалке истории, стабильно держится в топ-15. В марте 2025 года он вообще ворвался в двадцатку вместе с такими «мамонтами», как Ada и COBOL.

Что за чертовщина? Rust, который кричали на каждом углу как «убийцу С++», пыжится на 16-м месте, а его рост, по словам генерального директора TIOBE Пола Янсена, замедляется. В это же время Fortran, тихо и без лишнего шума, продолжает быть фундаментом, на котором держится вся мировая наука. Почему компании не переписывают миллионы строк легаси на Python или Go? Потому что цена ошибки в коде, который считает ядерный реактор или прогноз погоды на завтра, исчисляется не в часах разработчика, а в миллиардах долларов и человеческих жизнях.

Давайте разбираться, что такое современный Fortran и почему ваш скепсис по поводу «динозавра» не имеет под собой никаких оснований.

Fortran — язык из 1957 года, который до сих пор используют в науке и инженерии.

Я попробовал разобраться, почему он не исчез — и неожиданно понял, что это один из самых честных способов увидеть, как работает программа: типы, память, вычисления без «магии».

В статье — небольшой вводный туториал по Fortran: переменные, типы и первые вычисления.

Если хотите лучше понять программирование «под капотом» — это хороший вход.

Работая в Bell Labs, Джеймс Д. Джонстон 26 лет посвятил созданию технологии, которую мы сегодня знаем как MP3. Затем его имя растворилось в истории...

Вступление от «Rogues’ Gallery»

Всякий раз, когда вы прослушиваете чей-нибудь альбом, подкаст или скачиваете трек, то используете технологию, которой не существовало бы без метода перцептуального кодирования аудиосигнала. В основе этого метода лежит научное понимание диапазона воспринимаемых человеческим ухом частот и на основе этого сжатие аудио таким образом, чтобы оставить в нём только самое важное.

И наше шоу (имеется в виду подкаст «The Rogues’ Gallery», — прим. пер.), как и многие другие, существует, благодаря той самой технологии. Ничто из этого не оказалось бы возможным, если бы не инженеры, которые научились втискивать час музыки в файл, достаточно небольшой для скачивания через коммутируемое соединение.

В прогрессив-роке мы чествуем виртуозов, музыкантов, которые раздвигают известные границы и создают что-то новое. Но в сфере технологий тоже есть виртуозы. Люди, которые десятилетиями оттачивают своё мастерство, чья работа изменила мир, и кто так и не получил заслуженного признания.

Одним из таких людей является Джеймс Д. Джонстон. В IEEE его зовут «отцом перцептуального аудиокодирования». Этот человек зарегистрировал более, чем 100 патентов. Кен Томпсон, который разработал Unix, лично переписывал код для созданного им кодека, сказав, что тот значительно превосходит MP3. Федеральный апелляционный суд США подтвердил, что он изобрёл формат MP3 параллельно с Карлхайнцем Бранденбургом. Но всё же в рассказах об истории развития цифрового аудио его имя всплывает крайне редко.

Джеймс является такой же рок-звездой, каких мы приглашаем на наше шоу. Просто он играет на другом инструменте.

И это история о нём.

Привет, Хабр!

В прошлой статье я рассуждал о том, почему Fortran в 2025 году всё ещё жив и даже растет в рейтингах. В комментариях справедливо заметили: «Философия — это хорошо, но как это применить современному разработчику? Зачем мне Fortran, если я пишу на Python?».

Это правильный вопрос. Сегодня я хочу ответить на него кодом, а не словами.

Я покажу, как использовать Fortran в качестве «числодробилки» для Python. Мы возьмем задачу, на которой интерпретатор Python гарантированно просядет, и ускорим её в ~150 раз, используя инструмент, который уже есть в вашем numpy.

Речь пойдет не о замене Python, а о симбиозе: удобный интерфейс Python + сырая мощь Fortran.

В этой статье я подробно опишу как численно смоделировать простейшую квантовую систему — систему с двумя состояниями. Ценность этой симуляции не только в ней самой, но также в той базе, которую она заложит для любой квантовомеханической симуляции.

Использовать для расчётов я буду (современный) Фортран, так что можно рассматривать эту статью и как своеобразное введение в программирование на Фортране. Это по-своему красивый язык, паритета с которым в ряде аспектов не имеет ни один другой язык программирования.

Fortran появился в далеком 1957 году, и с тех пор стал главным оружием учёных, инженеров и исследователей для тяжёлых вычислительных задач — от моделирования климата до аэродинамики. Он оптимизирован под численные вычисления, быстро работает и умеет эффективно использовать многопроцессорные системы.

Но в мире технологий многое меняется быстро, и Fortran пришлось не просто догонять время, а переосмысливать себя. В 2025-м он получил новый импульс к развитию благодаря обновлённым стандартам и современным инструментам.

В данной заметке я расскажу о своем опыте распараллеливания программы с использованием OpenMP, написанной одновременно и на С++, и на Fortran 90, причем вызов фортрановской части кода осуществляется параллельно в цикле из C++ части.  Остановлюсь в основном на тех деталях и тонкостях, которые мне показались настоящими сюрпризами. Суть программы достаточно проста: есть некая цилиндрическая структура, которая модельно разбивается на аксиальные ячейки, каждая аксиальная ячейка с использованием методов математического моделирования обсчитывается независимо. Основная часть кода написана на C++, но вот то, что нужно рассчитать для каждой аксиальной ячейки, написано на Fortran 90, и надо сказать, что эта фортрановская часть достаточно внушительная. Код испокон веков обсчитывал последовательно каждую аксиальную ячейку, и в виду того, что фортрановская часть делает объемные вычисления, код считал долго. И тут была поставлена задача – распараллелить код, т.е. считать каждую аксиальную ячейку параллельно, дабы ускорить время расчета всей программы. Была принята следующая идея: выделение памяти под массивы и т.п., необходимые для фортрановских расчетов, оставить как и прежде, т.е. там же в фортране, удобно перегруппировав их в массив объектов структуры, описывающей аксиальную ячейку, и плюсом расширив данные, а вот вызов главной функции, делающей вычисления в фортрановской части, делать в цикле по аксиальным ячейкам параллельно в C++ части, т.е. примерно так...

При словосочетании «Ветераны IT» вы наверное представили себе сразу же старичков в пиджаках с нашивками из микросхем и шумным стационаром. Но это не совсем то, что мы подразумеваем под Ветеранами IT.

В предыдущей публикации Фортран: пишем параллельные программы для суперкомпьютера мы рассмотрели общий подход к программированию в массивно-паралллельной архитектуре (MPP) с использованием языка Фортран-2018 и дали пример запуска массивно-параллельной программы на одной машине с многоядерным процессором. В настоящей статье мы рассмотрим запуск массивно-параллельных программ на кластере высокой производительности (HPC) или кластере высокой готовности (HA). Код в данной статье пишется на языке Фортран-2018 с использованием комассивов (coarrays) и преобразуется компилятором Фортрана в вызовы фреймворка MPI.

Возможно, это был первый в мире язык высокого уровня, но Майк Бедфорд обнаруживает, что FORTRAN жив и процветает по сей день.

Когда FORTRAN только зарождался, языков высокого уровня практически не существовало, и уж тем более не было таких, которые получили бы широкую известность. Сейчас, когда такие языки стали практически универсальными, необходимо помнить, что языки высокого уровня были созданы для того, чтобы облегчить работу программиста. Раньше код писался на "родных" инструкциях компьютера, которые определялись его аппаратной частью. С помощью языка высокого уровня стало возможным использовать инструкции, приближенные к человеческим. Кроме того, программы можно было переносить с одного компьютера на другой, хотя при разработке FORTRAN это не учитывалось, поскольку язык изначально создавался специально для компьютера IBM 704.

В фильме «Скрытые фигуры» есть прекрасная сцена: на дворе 1961-62, афроамериканка из лабораторий НАСА едет в библиотеку для белых и тихонько без разрешения увозит оттуда книжку по Фортрану. На автобусе увозит. Сопровождая это комментарием своему сыну: «А что? Я плачу налоги».

Фортран перестал быть просто языком программирования, это давно культурный феномен. Настолько, что стал иллюстрацией в борьбе чернокожих женщин за свои права (попробуйте, навскидку, придумать ещё хоть одно понятие из ИТ, которое можно было бы положить в эту категорию).

Масштаб явления очень легко недооценить: на современный избалованный взгляд ничего такого волшебного в Фортане нет. Зато если немного разобраться в контексте, становится понятно, что Фортран для своего времени – просто квантовый скачок, уделавший все альтернативные разработки минимум на 10 лет.

Спонтанный эксперимент по воплощению в жизнь заклинания из древнего манускрипта. Реализация кода на АЛГОЛ-60, напечатанного в статье 1976 года, и перезапуск его на FORTRAN-90.

В первой части статьи мы рассмотрели написание на современном Фортране простой программы, реализующей клеточный автомат "Жизнь", в виде классического последовательного кода (SISD), матричных операций (SIMD) и параллельных конструкций SMP (SIMD с частью функций MIMD). Сейчас мы будем рассматривать использование конструкций Фортрана для программирования массивно-параллельных архитектур (MPP), к которым, в частности, относятся современные суперкомпьютеры. Такие архитектуры реализуют классическую схему MIMD.

В этой статье мы попробуем написать простейшую параллелизуемую программу на языке Фортран, используя для этого методы конвейеризации и симметричной параллелизации и сравним их между собой, применив наиболее популярные компиляторы GNU Fortran и Intel Fortran.

Как отмечалось в первой части, условно эволюцию языка Фортран можно разделить на классический период (Фортран I – Фортран IV), когда ведущую роль в разработке занимала фирма IBM, язык абсолютно доминировал среди программистов (особенно в США) и сохранял значительную преемственность с самой первой версией; и современный период (Фортран 90 – Фортран 2018), когда разработка велась в основном ISO, синтаксис и семантика языка были значительно осовременены, но, несмотря на это, язык был уже вытеснен на периферию инструментальных средств. Версия Фортран 77 занимает промежуточное положение между этими периодами.

В 2023 году исполняется 70 лет с того момента, как Джон Бэкус, сотрудник IBM, убедил начальство утвердить проект первого в мире языка программирования высокого уровня.

В новый выпуск подкаста «Сушите вёсла» ребята позвали Андрея, инженера в области расчётов динамики ядерных реакторов, чтобы он рассказал, как сейчас обстоят дела в индустрии ядерной энергетики и что нас может ждать дальше. Традиционно обсудили, как присоединиться к такой команде, какие технологии используются в компании Андрея и бабахнет ли, если поделить на ноль в Fortran. В финале закопали немножко ядерных отходов и ушли в фотонный закат верить в лучшее.

Особо амбициозные разработчики любят заявлять о том, что используемый ими язык программирования или фреймворк будет жить лет сто. Дерзкое заявление, учитывая, что разработке программного обеспечения, как таковой, всего около 65 лет. А фреймворки еще моложе. 

И всё же интересно, какие языки все еще будут использоваться через 100 лет?