序文:世界最初の高級言語 FORTRAN(フォートラン)

FORTRAN(フォートラン)は1954年に、当時IBMで働いていたジョン・バッカス氏によって考案されたプログラミング言語です。分類としては高級言語に入り、世界最初の高級言語と言われています。

名称であるFORTRAN(フォートラン)はFORmula TRANslationの略であり、数値計算を得意としたプログラミング言語となっています。関数・複素数・配列表記など難しい数値計算にも対応しているため、当時ではそのような計算の場では重宝されたプログラミング言語です。

このFORTRAN(フォートラン)を考案したジョン・バッカス氏は数学者であり、計算機科学の分野を専門としています。アメリカでは有名な数学者であり、1975年にはアメリカ国家科学賞というこの受賞者にはノーベル賞受賞者もいるくらいの有名かつ偉大な賞や、1977年には計算機科学の分野で偉大な功績を残した者に送られるチューリング賞を受賞しています。

彼は1949年にコロンビア大学で数学の修士号を取得しており、1950年にIBMに入社し、3年間はSpeedcodingというIBMのコンピューターで動作するプログラミング言語の開発に勤しみ、その後にFORTRAN(フォートラン)を開発するためのチームを結成し、実際に開発に動いていました。

FORTRAN(フォートラン)は分類として、高級言語に入りますが、高級言語はより抽象度の高い記述を要するプログラミング言語であり、プロセッサに依存した処理を書く必要がなく、人が読みやすいプログラミング言語となっています。英語や記号を用いて記述することで、我々が普段話している自然言語に表記がなるべく近くなるという性質があります。

そして、その記述したコードをコンパイラやインタプリタなどで機械がわかるように翻訳してプログラムが実行されます。当時ではこのような高級言語は珍しかったですが、最近のプログラミング言語はほとんどが高級言語となっています。

FORTRAN(フォートラン)の誕生:1954年にジョン・バッカス氏によって考案

続いてFORTRAN(フォートラン)の誕生についてです。FORTRAN(フォートラン)は1954年に、当時IBMで働いていたジョン・バッカス氏によって考案されました。当時は高級言語が存在せずに、人間にとっては読みにくいが、機械にとっては理解しやすい低水準言語が数多くあり、IBM内でのプログラム開発にもこの低水準言語が採用されていました。

そこで、ジョン・バッカス氏はIBM内のプログラムを高級言語で開発するために、まず高級言語を作ったらどうかと提案し、実際に世界初の高級言語であるFORTRAN(フォートラン)の開発に踏み切りました。FORTRAN(フォートラン)の開発チームは9名ほどで、実際に開発に取り掛かりました。

1956年にFORTRAN(フォートラン)の最初のマニュアルが作成され、その後の1957年にコンパイラが開発されました。この当時は低水準言語であるアセンブリ言語が開発に用いられる言語として主流になっていたため、新しく出てきたFORTRAN(フォートラン)は開発におけるパフォーマンスの点で難があり、普及していませんでした。

そのため、最適化コンパイラが初期の段階から開発がされました。その当時に主流だったアセンブリ言語と比べて、命令数が削減でき、プログラム実行の高速化を実現しました。そこで、膨大な計算が必要だった数学や計算機科学の分野と相性が良く、これらの分野を専門とするか科学者にFORTRAN(フォートラン)は使われはじめました。

科学・数学

FORTRAN(フォートラン)黎明期:多くの科学者に使われる

続いてFORTRAN(フォートラン)の黎明期についてです。FORTRAN(フォートラン)はプログラム実行速度の高速化や自然言語に近い表記である高級言語という利点から多くの科学者に使われるプログラミング言語となりました。

FORTRAN(フォートラン)はIBM1401版FORTRAN、FORTRANⅡ、FORTRANⅢ、FORTRANⅣ、FORTRAN66、FORTRAN77、FORTRAN90、FORTRAN95、FORTRAN2003、FORTRAN2008といったようにバージョンアップを続け進化を続けてきました。

FORTRAN66は1966年に制定されましたが、この際にFORTRANⅣを元にしたFORTRAN66と、FORTRANⅡを元にしたBasic FORTRANの2つがプログラミング言語として制定されました。このときメインで使われていたのはFORTRAN66です。

そして、FORTRAN66を更に改良しようという試みが現れ、その改良したものがFORTRAN77です。こちらは1978年に新たなFORTRAN(フォートラン)の標準としてリリースされました。FORTRAN77ではかなり多くの機能が付き、更に使いやすいFORTRAN(フォートラン)となりました。

その後にFORTRAN90が登場し、モジュールなどの機能が付き、構造化言語として進化しました。FORTRAN77では固定形式だったものの、FORTRAN90では自由形式となっています。そして、FORTRAN95はマイナーアップデートであり、今までと比べてあまり機能は使わないアップデートになりました。

FORTRAN(フォートラン)成長期:オブジェクト指向化やC言語との相互利用が可能に

FORTRAN(フォートラン)はアセンブリ言語やCOBOLと並べて3大言語と言われていた時代がありましたが、2000代に入ると様々なプログラミング言語が登場し、今まで以上には使われなくなってしまいました。ただ、プログラミング言語としてFORTRAN(フォートラン)は2000年代に入ってから大きな成長を遂げています。

FORTRAN2003ではオブジェクト指向化やC言語との相互利用ができるようになります。この点はかなり大きな進歩であり、メジャーアップデートといえるでしょう。その後はマイナーでもないメジャーでもない並々のアップデートが続いていきます。

FORTRAN2008ではモジュール構造の追加や数学関数の補強などが行われ、計算処理の幅を更に広げるアップデートとなりました。

FORTRAN(フォートラン)の現在:計算機科学や数学などの分野で活躍

現在、FORTRAN(フォートラン)がどのように使われているか見ていきましょう。FORTRAN(フォートラン)はプログラム実行速度の速さから、膨大な計算処理が必要となる計算機科学や数学などの分野で使われることが多いと述べました。その傾向は今も変わらずにスーパーコンピュータ内でのプログラミング言語としてよく使われています。

実際にFORTRAN(フォートラン)が使われる用途として一番多いのが、大規模数値計算・シュミレーション(並列化)であり、続いて数値計算・シュミレーション(非並列化)、数値データ解析となっています。

スーパーコンピュータ内でのプログラミング言語としてはCやC++も使われることが多いです。また、FORTRAN(フォートラン)は計算処理に特化しているプログラミング言語であるので、グラフの描画ができず、その場合はCやC++が使われることが多くなっています。

このようにFORTRAN(フォートラン)で行っていたことが他のプログラミング言語でもできるようになったり、グラフなどの描画ができないということもあり、1990年代に比べて2000年代ではあまり使われなくなりました。ただ、FORTRAN(フォートラン)は未だに一定層の開発者から心を掴んでいるので、彼らからは使われていますし、今後も使われていくでしょう。

まとめ:FORTRAN(フォートラン)はスーパーコンピュータ内で使われることが多いプログラミング言語

プログラム言語の歴史 <FORTRAN(フォートラン)編> というテーマで今回はお伝えしました。いかがだったでしょうか? 今回お伝えしたかったことは以下のとおりです。

  1. FORTRAN(フォートラン)はFORmula TRANslationの略であり、数値計算を得意としたプログラミング言語
  2. FORTRAN(フォートラン)が開発された当時は低水準言語であるアセンブリ言語しか無かったため、高級言語としてFORTRAN(フォートラン)が開発された
  3. FORTRAN(フォートラン)はプログラム実行速度の速さから、膨大な計算処理が必要となる計算機科学や数学などの分野で使われることが多い

FORTRAN(フォートラン)はスーパーコンピュータ内で使われることが多いプログラミング言語なので、皆さんには馴染みが無いかもしれません。ただ、趣味として使ってみると学びがあると思います。みなさんも是非FORTRAN(フォートラン)に触れてみてください。

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