Язык Fortran: как молодой выпускнице доверили построить первый компилятор

20 сентября 1954 года машина впервые заговорила на языке формул. В тот день на IBM 704 родился Fortran — программа, которая превратила уравнения в команды. Тогда еще никто не знал, что этот эксперимент изменит будущее вычислений и откроет новую эру науки.
Автор Наука Mail
Первый язык Fortran на IBM 704 изменил историю научных вычислений
Первый запуск программы на Fortran в стенах IBM — момент рождения новой эры вычисленийИсточник: Wikimedia

20 сентября 1954 года на мейнфрейме IBM 704 впервые заработала программа, написанная на новом языке Fortran. Это событие стало настоящим прорывом, ведь до этого момента инженеры вручную прописывали каждую команду и тратили много времени на исправление ошибок. Американский ученый Джон Бэкус предложил изменить правила игры: создать транслятор, который сам превратит математические выражения в быстрый код. Так началась история проекта Fortran — FORmula TRANslator.

Команда и неожиданный успех

Команда IBM создала Fortran как первый язык для научных расчетов
Разношерстная команда IBM соединила математику, криптографию и шахматы, чтобы создать FortranИсточник: IBM

Проект оказался необычным и по составу. В команде были не только инженеры IBM, но и шахматисты, криптографы, специалисты по кристаллографии. Среди них выделялась Лоис Хайбт, молодая выпускница, не имевшая опыта программирования. Она анализировала синтаксис языка и помогала выстроить логику компилятора. Именно благодаря такой разнородности взглядов Fortran оказался удобен и универсален.

Первые тесты удивили даже скептиков. Многие утверждали, что машина не способна писать код так же эффективно, как человек, оптимизирующий каждую инструкцию вручную. Но компилятор Fortran доказал обратное: его программы почти не уступали ручным по скорости. Это стало откровением для ученых — теперь можно было сосредоточиться на сути задачи, а не на бесконечной рутине.

Особенности нового языка

Джон Бэкус отец языка Fortran и основатель эры научных вычислений
Джон Бэкус, создатель Fortran, подарил науке язык, сделавший компьютеры доступными ученымИсточник: Соцсети

Главное преимущество Fortran заключалось в том, что он был близок к привычному языку математики. Исследователь мог записать уравнение в форме y = ax² + bx + c, а машина сама позаботилась о переводе в инструкции. Это резко снижало порог входа в программирование.

Fortran стал первым высокоуровневым языком, ориентированным именно на научные расчеты. В нем сразу появились целые числа, вещественные значения, логические переменные, строки и даже комплексные числа, необходимые физикам и инженерам. Язык позволял работать с массивами, что особенно важно для моделирования природных процессов.

Почему Fortran стал стандартом

Fortran стал стандартом вычислений и основой других языков
От перфокарт к современным компиляторам — путь, начавшийся с FortranИсточник: Oldest.org

Секрет успеха заключался в производительности и надежности. Компиляторы Fortran выдавали код, сопоставимый по скорости с ручным, но занимали при этом куда меньше усилий у программиста. Это сделало его стандартом для науки и инженерии.

Еще одна особенность — устойчивость к изменениям. За десятилетия язык пережил множество обновлений, от Fortran 66 и Fortran 77 до современных версий. При этом сохранялась совместимость: старые программы продолжали работать на новых компиляторах. Такая преемственность позволила Fortran оставаться востребованным на протяжении семи десятилетий.

Fortran проверенный временем стандарт научных и инженерных вычислений
Fortran доказал свою силу временем и стал эталоном надежного стандартаИсточник: IBM

Наследие и современность

Фантастично, но Fortran не только не исчез, а по-прежнему занимает важное место в науке. На нем пишут программы для суперкомпьютеров, моделируют климат и прогнозируют изменения атмосферы, рассчитывают аэродинамику самолетов, строят космические модели.

Современные суперкомпьютеры используют Fortran для науки и технологий
Сегодня Fortran продолжает жить в суперкомпьютерах и климатических моделяхИсточник: IBM

Современные версии языка поддерживают параллельные вычисления и даже элементы объектно-ориентированного подхода. Открытые компиляторы вроде GNU Fortran и коммерческие решения от Intel активно развиваются. Для ученых Fortran остается символом надежности и скорости.

20 сентября 1954 года стал днем, когда программирование перестало быть исключительно делом инженеров и стало доступно широкому кругу ученых. Fortran стал мостом между языком математики и языком машин. Он освободил исследователей от рутины и позволил сосредоточиться на главном — поиске научных решений.

Fortran когда-то стал мостом между математикой и машинами, изменив культуру науки. Спустя десятилетия похожую роль взял на себя Google, превратив поиск в глобальную лабораторию знаний. Ранее Наука Mail рассказала о том, как технологии этой компании меняют будущее и ставят новые вопросы о данных и их хранении.