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Fortran

Considéré comme le véritable vrai premier langage de programmation, le langage Fortran est l’un des langages préférés des scientifiques. En effet grâce à ses multiples bibliothèques, il permet d’écrire du code pour implémenter de nombreuses formules mathématiques complexes. Il peut aussi être utilisé dans d’autres domaines tels que la météorologie ou le trading. 

Dans la suite de cet article, nous vous donnerons toutes les informations utiles à propos de ce langage de programmation. Vous découvrirez à quoi il sert concrètement et comment l’utiliser efficacement. Nous vous expliquerons également quels sont les avantages qu’offre ce langage et les principales alternatives dont vous disposez.

Si vous vous intéressez à l’implémentation des calculs scientifiques, ce guide est la meilleure source d’informations pour apprendre plus sur le langage Fortran ainsi que son mode de fonctionnement. 

Qu’est-ce que le langage de programmation Fortran

Fortran est un langage de programmation généraliste utilisé principalement pour le calcul scientifique et numérique. Son utilisation dans les mathématiques se fait ressentir dans son nom : Fortran provenant de mathematical FORmula TRANslting system. Créé en 1957, par John Backus, un mathématicien et ingénieur chez IBM, ce langage devient le premier de haut niveau à être normalisé. 

Le langage de programmation Fortran est un langage multi paradigme composé d’une multitude de bibliothèques permettant d’implémenter toujours plus de fonctionnalités. Ainsi, c’est grâce à ce langage que les calculs sur les tableaux à 15 dimensions, la vectorisation et le parallélisme sont possibles sur les ordinateurs. 

Les principales notions utilisées en programmation ont également été introduites avec le langage Fortran. Il s’agit entre autres : 

  • De la programmation orientée-objet ; 
  • De la programmation structurée avec l’utilisation des blocs et des conditions ;
  • Des instructions ; 
  • Des fonctions ; 
  • Des opérateurs ; 
  • Des variables booléennes.

À quoi sert Fortran ?

Fortran est un langage de programmation utilisé principalement dans le domaine des mathématiques. À l’origine, son créateur John Backus titulaire d’une licence en mathématiques propose le projet pour rendre le développement et le débogage des programmes informatiques plus simples. 

Le langage Fortran permet alors d’avoir un code optimisé pour les calculs sur les tableaux et le traitement des boucles imbriquées. Au fil des années, les fonctionnalités du langage ont été enrichies avec la création de nouvelles bibliothèques. Aujourd’hui, Fortran sert principalement au brenchmarking de programmes. 

Ainsi, il est utilisé pour tester et améliorer les performances des super ordinateurs. C’est d’ailleurs ce langage qui permet d’établir un classement des ordinateurs les plus puissants. De plus, Fortran est très pratique pour faire des prévisions météo et des simulations techniques dans le secteur de l’ingénierie électrique.

Pourquoi utiliser le langage Fortran ?

Il existe de nombreuses raisons d’utiliser le langage Fortran. D’abord, il s’agit d’un des langages de programmation les plus puissants. Il a été conçu pour simplifier l’implémentation des formules mathématiques sans avoir recours au langage machine. Comme le C ou le C++, c’est un langage de haut niveau compilé par l’ordinateur avant d’être exécuté. 

Contrairement aux langages interprétés, Fortran permet de réduire considérablement la vitesse de calcul et donc l’exécution des programmes. Par ailleurs, grâce à ses nombreuses bibliothèques, le langage permet aux programmeurs de créer des fonctions et sous-programmes qui rendent le code plus simple à comprendre. 

Fortran est un langage facile à apprendre, qui permet donc de développer plus vite et à moindre coût. Il possède également des propriétés de détection d’erreurs, ce qui simplifie grandement la tâche aux développeurs. 

Comment programmer avec Fortran ?

Programmer avec Fortran est relativement simple. Tout le code est écrit entre deux instructions : « program » au début et « end » à la fin. C’est le même principe qui est utilisé dans les langages de haut niveau populaires tels que le C++. Cependant, contrairement au C++, il existe principalement quatre types de variables. Ce sont : 

  • Les caractères (character) ;
  • Les nombres réels (real) ; 
  • Les nombres entiers (integer) ; 
  • Les variables logiques (logical).

Avant d’utiliser une variable dans un programme en Fortran, il faut nécessairement la déclarer. C’est-à-dire lui donner un nom et un type. En cas de besoin, le programmeur peut attribuer une valeur initiale à sa variable. Le programme permet également de définir des tableaux de variables et d’utiliser des instructions simples telles que « print » pour afficher des chaînes de caractères. 

Pour programmer avec Fortran, il est aussi possible d’utiliser les boucles et tests comme dans les langages modernes. Les conditions « if », « else if », « do while » sont définies pour structurer le code. Elles peuvent même être combinées aux variables logiques ou booléennes pour optimiser davantage le programme. 

Pour finir, les opérations de base telles que l’addition, la multiplication et la division sont possibles avec le langage Fortran. Il existe par ailleurs plusieurs fonctions prédéfinies comme la racine carrée, les fonctions puissances et trigonométriques pour simplifier les opérations. 

Comment apprendre à coder avec Fortran ? 

Apprendre à coder avec le langage Fortran est à la portée de tous. C’est l’un des langages les plus faciles à apprendre en raison de la simplicité des instructions de base et de sa syntaxe intuitive. De plus, il fonctionne avec les principes et instructions utilisées dans les langages modernes. Ainsi, avec une base en C++ par exemple, apprendre à coder avec Fortran devient beaucoup plus facile. 

Il faut souligner que les dernières versions du langage (Fortran 2018) sont accessibles à tous. Fortran est multiplateforme et dispose même d’une documentation bien fournie dans plusieurs langues. Il existe aussi des exemples de code sur github accessibles gratuitement. 

Qui utilise Fortran ? 

Le langage Fortran est principalement utilisé par les scientifiques. Ces derniers ont très souvent besoin d’implémenter certaines formules mathématiques pour effectuer des calculs arithmétiques complexes. Il est aussi utilisé par bon nombre de statisticiens. Même si le langage R est considéré comme plus adapté aujourd’hui, Fortran reste très utile pour les statistiques dans certains cas. 

En plus des statistiques, le langage Fortran est utilisé dans le domaine de la finance. De nombreux outils d’analyse sur les marchés boursiers sont en effet obtenus à partir de formules mathématiques. Enfin, les météorologues et les ingénieurs de divers autres secteurs tels que la mécanique, l’électronique, le Big Data utilisent ce langage pour leurs calculs et prévisions. 

Quelles sont les alternatives à Fortran ?

Fortran est certes l’un des meilleurs langages de programmation pour implémenter des formules mathématiques. Toutefois, avec l’évolution au cours de ces dernières années, de nouveaux langages sont nés et s’avèrent très pratiques. 

Le langage C++ 

Sans surprise, le langage C++ est l’une des principales alternatives au langage Fortran. Tout comme Fortran, C++ est un langage de haut niveau compilé avant exécution permettant d’utiliser pleinement les ressources de l’ordinateur. Il permet de gérer l’allocution de mémoire et offre plus de choix en ce qui concerne les types des variables. 

Avec le C++, certaines syntaxes sont simplifiées et il n’est pas nécessaire d’écrire une variable en virgule flottante par exemple. Il faut rappeler que le langage de programmation C++ est composé d’une multitude de bibliothèques, dont la librairie « cmath ». Elle permet d’implémenter certaines formules plus simplement et d’utiliser des fonctions prédéfinies disponibles en Fortran. 

Le langage Julia 

Malgré son jeune âge (14 ans ; 2009-2023), le langage Julia est un langage très puissant pour la Data Science. C’est un langage orienté-objet prenant en charge le fonctionnel et disposant d’une grande quantité de packages. Il permet d’effectuer des calculs distribués et en parallèle. Avec le langage Julia, il est possible de faire appel à des fonctions Python ou C directement dans son code. 

Le langage Objet Pascal 

Dérivé du langage Pascal, ce langage est un langage orienté-objet créé en 1990 par Borland. Il permet de coder en suivant les principes de base de la programmation orientée-objet en utilisant les constructeurs et destructeurs. Avec les différentes classes, l’utilisation des objets et des pointeurs, l’écriture du code en Objet Pascal est plus simple. 

C’est donc un langage très puissant qui permet d’écrire du code sans trop de difficultés. Ce langage permet d’utiliser de multiples fichiers unité pour rendre la programmation modulaire. En définitive, la compilation est plus rapide, et le code est beaucoup plus simple à lire et à comprendre comparativement au langage Fortran.