Ratfor
Ratfor (акроним от Rational Fortran — «Рациональный Фортран») — это специализированный язык программирования и одноименный препроцессор, разработанный в 1974 году Брайаном Керниганом (одним из соавторов языка Си). Инструмент был создан с целью внедрения парадигм структурного программирования в устаревший на тот момент синтаксис языка Фортран, что позволило разработчикам использовать современные языковые конструкции без необходимости отказа от повсеместно распространенных фортран-компиляторов.
История создания и развитие
В 1970-е годы в индустрии программирования активно развивались идеи структурного подхода к написанию алгоритмов. Появление таких языков, как Паскаль и Си, продемонстрировало удобство использования блочных структур и интуитивно понятного синтаксиса. В то же время Фортран, являясь одним из самых старых языков программирования, повсеместно использовался на множестве вычислительных систем, однако его базовый синтаксис (в частности, стандарта Fortran 66) оставался архаичным и не соответствовал новым требованиям к читаемости и структурированию программного кода.
Для решения этой проблемы в 1974 году Брайан Керниган разработал препроцессор Ratfor. В 1975 году им была опубликована книга, подробно описывающая новую систему и методологию «рационального» программирования на базе Фортрана. Впоследствии концепция препроцессора дорабатывалась различными академическими и исследовательскими группами. В частности, в Университете Пердью (Purdue University) была создана усовершенствованная версия препроцессора под названием Mouse 4, которая включала в себя новые методы обработки кода и позволяла генерировать более читаемый результирующий машинный текст.
Архитектура и методология трансляции
Фундаментальной архитектурной особенностью Ratfor является то, что он не имеет собственного независимого компилятора. Выполнение программы происходит в два этапа с использованием механизма препроцессирования. Исходный код, написанный на языке Ratfor, подается на вход препроцессора, который осуществляет его синтаксический анализ и транслирует (преобразует) в стандартный код языка Fortran 66 (или, позднее, Fortran 77). Полученный фортран-код затем компилируется обычным компилятором Фортрана целевой вычислительной системы.
Ключевым преимуществом такого подхода стала абсолютная переносимость (кроссплатформенность). Сам исходный код препроцессора Ratfor был также написан на языке Фортран. Это означало, что систему можно было легко портировать и развернуть на любой вычислительной машине, где уже был установлен стандартный фортран-компилятор, не прибегая к созданию сложной инфраструктуры для нового языка.
Синтаксис и управляющие конструкции
Синтаксис Ratfor был спроектирован под сильным влиянием языка Си. Основной задачей было избавление от специфических ограничений раннего Фортрана и внедрение удобных логических структур.
В ранних версиях Фортрана отсутствовали привычные математические символы сравнения (такие как знаки «больше» или «меньше»). Вместо них программистам приходилось использовать буквенные мнемоники, окруженные точками, например, .GT. (от англ. Greater Than — больше) или .LT. (от англ. Less Than — меньше). Ratfor позволил использовать стандартные математические символы сравнения, автоматически заменяя их на требуемые фортран-эквиваленты на этапе препроцессирования.
Кроме того, в язык были внедрены фигурные скобки для выделения логических блоков кода, что позволило группировать операторы, полностью имитируя стилистику языка Си.
Концептуальный пример преобразования синтаксиса в среде Ratfor:
if (A > B) {
выполнение логического блока
}
Данный компактный код автоматически транслировался препроцессором в корректную, но громоздкую и трудночитаемую последовательность операторов условного перехода и числовых меток на классическом Фортране.
Применение и современное состояние
Наибольшую популярность язык Ratfor имел во второй половине 1970-х годов, выполняя роль эффективного переходного инструмента между архаичным Фортраном и новыми структурными языками.
В 1980-е годы необходимость в использовании подобных препроцессоров начала стремительно падать. Это было связано с тем, что сам язык Фортран прошел этап глубокой модернизации. С выходом стандарта Fortran 77, а затем и Fortran 90, в язык были официально интегрированы современные управляющие конструкции. Дальнейшее развитие спецификаций Фортрана привело к появлению полноценной поддержки объектно-ориентированного программирования. Фортран эволюционировал в современный язык, и потребность в искусственной рационализации синтаксиса с помощью дополнительных надстроек окончательно отпала.
В настоящее время язык Ratfor считается устаревшим. Тем не менее, отдельные фрагменты программного обеспечения и сами трансляторы сохранились; язык все еще может точечно применяться в узкоспециализированных сферах для поддержки и запуска унаследованного старого кода.