FORTRAN
Einführung für Anfänger

Über dieses Buch:

Entdecken Sie die anhaltende Kraft von FORTRAN, der Sprache, die seit über sieben Jahrzehnten wissenschaftliche Durchbrüche vorantreibt, und lernen Sie, ihre Geschwindigkeit und Präzision für eigene Projekte zu nutzen. Dieser einsteigerfreundliche Leitfaden führt Sie durch alle wesentlichen Konzepte – von der Installation eines Compilers und dem Schreiben des ersten Programms bis hin zu Arrays, Prozeduren und Dateiverarbeitung –, alles mit klaren Erklärungen und praktischen Beispielen, die schrittweise Vertrauen schaffen.

Sie erlangen ein solides Verständnis der FORTRAN-Syntax und Datentypen, darunter Ganzzahlen, reelle Zahlen, komplexe Zahlen, Zeichen und logische Werte, und sehen, wie Konstanten deklariert, Zeichenketten manipuliert und Arithmetik mit der für ingenieur- und wissenschaftliche Berechnungen erforderlichen Genauigkeit durchgeführt wird. Das Buch zeigt, wie Code mit IF-Anweisungen, SELECT-CASE-Konstrukten und DO-Schleifen strukturiert wird und wie wiederverwendbare Logik mit Subroutinen, Funktionen und Modulen organisiert wird, wodurch Programme sowohl lesbar als auch wartbar werden.

Über die Grundlagen hinaus erkunden Sie moderne FORTRAN-Features wie dynamische Speicherallokation, Array-Operationen und parallele Verarbeitung mit Co-Arrays und DO CONCURRENT, um große numerische Aufgaben wie Klimamodellierung, Strömungssimulationen und Finanzrisikoanalysen zu bewältigen. Praktische Kapitel zu Debugging, Fehlerbehandlung und Best Practices vermitteln, zuverlässigen Code zu schreiben, häufige Fallstricke zu vermeiden und leistungsstarke Bibliotheken wie LAPACK und BLAS für High-Performance-Computing einzusetzen.

Am Ende verstehen Sie nicht nur, warum FORTRAN das Rückgrat von Luft- und Raumfahrt, Physik, Meteorologie und Finanzen bleibt, sondern können auch eigene FORTRAN-Programme schreiben, kompilieren und debuggen, Datendateien lesen und schreiben und die Sprache auf reale Probleme anwenden – von einfachen Einheitenumrechnungen bis hin zu komplexen mehrdimensionalen Simulationen. Ob Student, Forscher oder Hobbyist, dieses Buch vermittelt die Fähigkeiten, um ein Erbe computergestützter Exzellenz zu nutzen und mathematische Ideen in schnelle, verlässliche Ergebnisse umzusetzen.

Was Sie darin finden:

• Entdecken Sie, warum FORTRAN im Hochleistungsrechnen unverzichtbar bleibt und Anwendungen von Klimamodellierung und Wettervorhersage bis hin zu Flugbahnsimulationen in der Luft- und Raumfahrt sowie Teilchenphysikforschung antreibt.
• Lernen Sie Fortran von den absoluten Grundlagen an: Einrichten Ihrer Entwicklungsumgebung, Schreiben Ihres ersten Programms und Erarbeiten zentraler Konzepte wie Syntax, Variablen, Datentypen und Kontrollstrukturen.
• Sammeln Sie praktische Erfahrung mit Arrays (einschließlich mehrdimensionaler), Zeichenkettenmanipulation, Prozeduren (Unterprogramme und Funktionen), Datei-E/A und Codeorganisation mittels Modulen anhand praxisnaher Beispiele und Übungen.
• Erkunden Sie moderne Fortran-Standards (Fortran 90/95/2003/2008/2018) mit freier Quellform, Array-Operationen, Parallelisierungsfunktionen und C-Interoperabilität und verstehen Sie, wie Sie mit bestehenden Codebasen arbeiten.
• Entwickeln Sie entscheidende Debugging-Fähigkeiten, lernen Sie, häufige Programmierfehler zu vermeiden, und wenden Sie bewährte Verfahren an, um effizienten, wartbaren Fortran-Code für reale wissenschaftliche und technische Herausforderungen zu schreiben.

Für wen ist es:

Dieses Buch richtet sich an absolute Anfänger ohne Programmiererfahrung, die Fortran für wissenschaftliches und numerisches Rechnen lernen wollen. Es ist ideal für Studenten, Forscher, Ingenieure und Hobbyisten in Bereichen wie Physik, Astronomie, Klimawissenschaft, Luft- und Raumfahrt oder Finanzen, wo Hochleistungsrechnen unverzichtbar ist. Ob Sie Legacy-Code in akademischen oder behördlichen Laboren verstehen oder neue Projekte im wissenschaftlichen Rechnen starten müssen – dieser Leitfaden vermittelt das Grundwissen, um Fortrans anhaltende Kraft zur Lösung komplexer numerischer Probleme zu nutzen.