Bahasa Pemrograman Fortran

FORTRAN (FORmula TRANslator) merupakan bahasa tingkat tinggi dan berorientasi pada rumus-rumus (formula) atau ke permasalahan teknik.

Referensi pertama mengenai FORTRAN baru dikeluarkan dalam bentuk laporan tahun 1954 oleh Programming Research Group, suatu divisi teknik terapan dari IBM baru  pada  tahun  1957  diterapkan pada komputer IBM 704.

FORTRAN merupakan salah satu bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level language) yang berorientasi kepada suatu masalah tertentu, khususnya masalah yang berkaitan dengan bidang matematika dan teknik. FORTRAN merupakan bahasa tingkat tinggi tertua dan yang pertama. Sebelum hadir FORTRAN, bila seseorang akan memprogram komputer, maka ia harrus menggunakan bahasa mesin yang rumit.

Bahasa ini cukup mudah dipahami dan efektif untuk digunakan. Sehingga, bukan hal yang aneh apabila dengan cepat, bahasa ini berkembang di masyarakat. Bahasa FORTRAN ditujukan terutama sebagai aplikasi di bidang sains dan teknik. Namun saat ini, bahasa FORTRAN harus bersaing dengan bahasa-bahasa pemrograman lain secara kompetitif.  FORTRAN yang akan dibahas dalam blog saya ini adalah Force 2.0 (FORTRAN compiler) yang dimana FORTRAN ini setingkat dengan FORTRAN 2000.

 

Urutan rilis program fortran :

FORTRAN II  (Tahun 1958)

FORTRAN IV (Tahun 1966)

FORTRAN 77 (Tahun 78)

FORTRAN 90 & 95  (Tahun 90) kini FORTRAN 2000

Bahasa Pemrograman FORTRAN memiliki kelebihan dan kekekurangan  :

 

Kelebijan Bahasa Pemrograman FORTRAN

• FORTRAN bisa menangani ekspresi matemática dan logika yang kompleks. Pernyataanya cukup pendek dan sederhana.
• Program FORTRAN yang dikembangkan pada satu tipe komputer bisa dengan mudah dimodifikasi agar bisa bekerja pada tipe yang lain.

Kekurangan Bahasa Pemrograman FORTRAN

• FORTRAN tidak menangani operasi input dan output pada peralatan penyimpanan seefisien bahasa lain yang levelnya lebih tinggi
• Memiliki keterbatasan untuk mengekspresikan dan memproses data nonnumerik
• Tidak bisa dibaca atau dipahami semudah bahasa level tinggi yang

Terdapat beberapa hal yang menjadikan bahasa pemrograman Fortran lebih unggul dibandingkan dengan bahasa pemrograman lain yaitu,

1. proses eksekusi / kompilasi program yang cukup cepat.
2. metode penulisan program sangat fleksibel, setiap bagian blok program dapat ditulis secara tidak berurutan.
3. mendukung teknik kompilasi secara menyeluruh (all compilation), maksudnya misalkan kita memiliki 5 buah file Fortran yang saling berhubungan maka semua file tersebut dapat langsung dikompilasi semua dalam satu perintah dengan bantuan makefile yang kita buat, bagian ini akan dijelaskan pada bab yang akan datang.
4. memilki kompilator (compiler) yang cukup banyak berkembang.

Masih banyak keunggulan yang dimiliki oleh bahasa pemrograman ini yang mungkin dapat dirasakan ketika kita membuat program. Pada bab selanjutnya akan dibahas mengenai cara kompilasi dan beberapa contoh program dalam bahasa Fortran dan juga bahasa C.

 

Struktur Bahasa FORTRAN

Struktur bahasa FORTRAN dibagi menjadi lima bagian  kolom dan tiap-tiap

baris didalam program dapat berisi:

a)  Metacommand

merupakan compiler directive (misalnya statement Program    seperti pada bahasa pemrograman Pascal). Sifatnya optional, maksudnya tidak    harus ada. Metacommand dapat digunakan saat akan berkomunikasi dengan    kompiler mengenai informasi tertentu.

b)  Komentar 

Komentar dapat berupa tulisan bebas apapun yang berguna untuk memberi

keterangan tentang program, sehingga memudahkan dalam membaca program  tersebut. berguna bila ingin memodifikasi program atau bila terjadi kesalahan  coding.

c)  Statement 

Statement  merupakn  inti  dari  program,  berisi   instruksi-instruksi  kepada  komputer. Penuangan logika perogram ke komputer jga difasilitasi oleh bagian  ini.

d)  Sambungan dari statement baris sebelumnya (sifatnya optional).

 

Struktur dan Anatomi Bahasa FORTRAN

Sebagaimana lazimnya suatu bahasa pemrograman yang selalu memiliki struktur, anatomi dan sintaks yang khas dalam pemahamannya, demikian  pula yang berhubungan dengan Bahasa FORTRAN. Secara sederhana, struktur dan anatomi dari Bahasa

ada beberapa hal yang unik dan khas dalam pembuatan program dalam Bahasa FORTRAN, untuk itu beberapa hal yang harusdiketahui dalam tata-cara penulisan program FORTRAN (terutama ANSI-77) adalah sebagai berikut:

1.  Jumlah kolom (total) per-baris yang dapat ditulisi oleh kode program adalah 80 buah,

2.  Jika kolom pertama diisi oleh sembarang karakter (terutama ‘C’  atau ‘*’), maka baris tersebut dialokasikan sebagai ‘comment’

3.  Penulisan ‘nomor baris’ (line number) dilakukan pada kolom ke-2 sampai kolom ke-5, dengan ketentuan rapat kanan,

4.  Penulisan baris-baris yang dapat dieksekusi (executable lines)  dimulai pada kolom ke-7 sampaikolom ke-72,

5.  Jika baris perintah di atas (butir 4) tidak mencukupi, maka jumlah baris dapat ditambah (sampai maksimum 6 baris) di bawahnya dengan cara: mengisi kolom ke-6 dengan sembarang  karakter (dianjurkan diisi oleh karakter ‘*’),

6.  Kolom ke-73 sampai kolom ke-80 tidak digunakan secara khusus, namun umumnya dapat diisikan oleh para pemrogram dengan kode-kode atau nomor-nomor baris yang tidak dieksekusi selama compilingkode program tersebut,

7.  Walaupun ada beberapa compiler yang mentolerir penghapusan  STOP(dalam program utama) dan RETURN (dalam subprogram), namun penulisan keduanya tetap dianjurkan,

8.  Jumlah baris yang dapat dutilisi oleh kode-kode program tidak dibatasi, namun untuk OS (sistem operasi) berbasis DOS hal ini  kemungkinan terbatasi oleh ‘bariermemori dasar’ yang besarnya hanya sekitar 64 KB,

9.  Untuk OS berbasis UNIX (midi computer), penulisan program dapat dilakukan dengan menggunakan editor  vi; untuk LINUX dan atau Free-BSD (PC), penulisan program dapat dilakukan dengan menggunakan editor vidan emacs,

10.  Untuk OS berbasis DOS dan OS/2, penulisan program dapat dilakukan dengan menggunakan editor edit.com,

11.  Untuk OS berbasis WINDOWS, penulisan program dapat dilakukan dengan menggunakan editor-editor  notepad,  wordpad, ataupun editor lainnya seperti MS-Word, dll.

Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas tentang struktur dan anatomi tentang Bahasa FORTRAN, di bawah ini diberikan suatu contoh tentang pemrograman yang sejalan dengan bagan di atas :

Beberapa hal yang dapat dirinci sesuai dengan program FORTRAN  dan hasil keluarannya seperti di atas adalah sebagai berikut:

(1).  Penulisan komentar dapat dilakukan seperti pada baris-baris  pertama ataupun kedua, asalkan kolom pertama diisi suatu karakter (dalam hal ini diisi karakter ‘C’).

(2).  Kepala program diberi nama ‘Program_Satu’yang dituliskan  pada baris ke-4. Nama kepala program tidak boleh terpisah (oleh spasi), dan harus disambung dengan karakter alfanumerik (a-z, A-Z, 0-9, dan _ atau underscore).

(3).  Variabel R1 berjenis REAL (4 byte, presisi tunggal: nilai signifikan hanya 8 angka di belakang koma), perhatikanlah baris ke-23 pada  Gb.  2dan hasilnya pada baris pertama pada Gb. 3, dimana angka ke-9 di belakang koma (= 4) sudah tidak  dapat dipercaya lagi ketelitiannya.

 

Memulai Program Fortran 2000 (force 2.0)

Setelah kita membuka software dengan bahasa pemrograman FORTRAN  pada komputer yang sudah terinstal seperti yang sekarang digunakan pada modul ini force 2.0, maka tampilannya sebagai berikut

1. 1.      Compile

Mengecek apakah pada program terjadi kesalahan penulisan atau terjadi logika yang kurang benar.

1. 2.      Run

Jika sudah dilakukan compile dan program tidak terjadi kesalahan maka program siap di-run

Aturan Penulisan dalam Bahasa FORTRAN

Aturan penulisan bahasa FORTRAN adalah sebagai berikut:

a) Kolom pertama digunakan untuk indicator metacommand atau komentar untuk metacommand digunakan karakter “$” sedangkan jika berisi “C” atau  “c” berarti baris tersebut merupakan suatu komentar.

b) Kolom 1- 5 digunakan sebagai label statement, berupa suatu angka yang  menunjukkan letak dari suatu statement

c)  Kolom 6 digunakan sebagai indikator sambungan dari baris sebelumnya. Baris sambungan harus diberi indikator dengan cara meletakkan di kolom ke 6 karakter  apapun  kcuali  ”blank” atau ”0”.  Sampai dengan baris  19 baris sambungan berturut-turut dapat dipergunakan.

d)  Kolom  7 – 72 digunakan sebagai tempat untuk penulisan rutin program   (statement) FORTRAN

e)  Kolom 73 – 80 digunakan sebagai dokumentasi yang sifatnya optional.

Secara umum, pemograman komputer hanya terbagi  atas 3 bagian, yakni input, proses dan output. Proses Input/Output berhubungan dengan alat (device) I/O standar seperti keyboard, konsul (monitor), file serta periferal lainnya. Bagian terbesar dari pemograman biasanya terletak pada bagaimana proses (proses perhitungan misalnya) dilakukan. Bagian Input/Output dapat dikelompokkan pada pembahasan yang sama, sedangkan bagian proses ada dipisahkan menurut kegunaanya.  Dalam penulisan program sumber (source code), aturan/format berikut harus selalu dipatuhi. Setelah itu, setiap bagian program akan dibahas.

1.  Kolom 1 Komentar. Jika pada kolom 1 diberi huruf C atau *, maka semua    karakter yang mengikutinya dikategorikan sebagai komentar.
2.  Kolom 1-5 Tempat penulisan label yang merupakan alamat perintah lanjutan. Label harus dibuat ditulis dengan bilangan bulat (integer)
3.  Kolom 6 Tempat tanda sambung. Semua karakter dapat digunakan sebagai tanda sambung.Disarankan untuk tidak menggunakan karankter / dan \
4.  Kolom 7-72 Main body program. Tempat penulisan semua perintah yang diinginkan.
5. Kolom 73-80 Tidak digunakan.

• Comment(Komentar) :

Berupa tulisan bebas yang berfungsi untuk memberi keterangan pada program, sehingga memudahkan untuk membaca program tersebut. Sangat berguna jika akan melakukan perubahan pada program.Bila terdapat kesalahan maka akan mudah membaca kembali dan menemukan kesalahan pada program tersebut. Cirinya selalu diawali dengan huruf C(besar atau kecil)

• Statement

Merupakan inti dari program yang berupa instruksi-instruksi kepada komputer. Logika program dituangkan dalam bentuk statement kepada Compiler untuk diproses.

• Yang terpenting dalam suatu Program adalah Statement
  • Statement ditulis dengan suatu aturan tata bahasa yang disebut sebagai Syntax
  • Jika suatu statement menyalahi syntax akan terjadi suatu kesalahan syntax disebut sebagai syntax error.
  • Statement dalam Bahasa FORTRAN dibentuk dengan elemen-elemen sebagai  berikut,

–        Konstanta (Constant)

–        Operator

–        Ungkapan

–        Variabel

–        Verb

–        Unit Specifier

–        Format Specifier

 

Contoh elemen-elemen statement dalam penulisan FORTRAN :

C234567

C TITLE: ‘Contoh Program FORTRAN’

CProgram ini untuk menunjukkan

• Penulisan Statement pada FORTRAN

Penyataan FORMAT digunakan untuk membentuk format (bentuk) data masukan/keluaran yang meliputi tentang tata letak, tipe dan panjang data. Bentuk umum FORMAT ditulis sebagai berikut,

<label> FORMAT (edit list)

<label>  :                     Menunjukkan label yang merupakan alamat dari pernyataan READ/WRITE

edit list   :                     Merupakan edit descriptor yang merupakan perintah untuk mengatur tata letak, tipe dan panjang data.

Contoh penggunaan :

WRITE(6,10)A,B

10        FORMAT(2(1X,F12.5))

Jadi semisal ada Penulisan seperti berikut :

Format (1x,F6.2)

Artinya :

–  Tipe data yang digunakan adalah Real

– variable dapat menyimpan nilai sebesar 6 digit termasuk koma

– maksimal 2 angka dibelakang koma

• Konstanta

Merupakan nilai yang tidak akan berubah pada suatu program. Pada bahasa FORTRAN,    konstanta dibedakan menjadi tiga :

• Konstanta Numerik (Numeric Constant)
• Konstanta Karakter (Character Constant)
• Konstanta Logika (Logical Constant)

 

Contoh program dengan konstanta numerik :

C234567

I= 3

J= -234

K= 023

II= -34

write(*,*)’Latihan Konstanta Integer’

Write(*,1)I

1            Format(1x,’I =’,1x,I4)

Write(*,3)J

3            Format(/,1x,’J =’,1x,I4)

write(*,5)K

5            Format(1x,’K =’,1x,I4)

Write(*,10)II

10          Format(1x,’II =’,1x,I4)

End

 

Contoh program dengan konstanta karakter :

C234567

Character*8 Bahasa1,Bahasa2,Bahasa3,Bahasa4

Bahasa1=’FORTRAN’

Bahasa2=’BASIC’

Bahasa3=’BCPL’

Bahasa4=’ADA’

write(*,*)’Bahasa-bahasa Pemrograman’

write(*,10)Bahasa1,Bahasa2,Bahasa3,Bahasa4

10          Format(1x, 4A9)

End

 

• Variabel

Data yang disimpan dalam memory komputer membutuhkan sebuah wadah. Wadah inilah yang disebut dengan variabel. Setiap variabel untuk menyimpan data dengan type tertentu membutuhkan alokasi jumlah memory (byte) yang berbeda

 

• Tipe Variabel/Data

Dalam FORTRAN terdapat 3 tipe data yang paling umum digunakan, yakni REAL, INTEGER dan CHARACTER yang mewakili angka desimal (floating point), bilangan bulat dan rangkaian dari karakter tertentu. Penamaan variabel sebaiknya memiliki arti. Disarankan hanya menggunakan maksimum 6 karakter dalam setiap nama variabel. Penggunaan nama variabel yang panjang seringkali tidak sesuai untuk komputer tertentu. Default untuk FORTRAN adalah INTEGER untuk semua variebel yang dimulai dengan huruf I-N dan REAL untuk semua variabel yang dimulai dengan huruf A-H,O-Z.

Walau semua variabel tersebut secara otomatis masih dalam kategorinya masing-masing, akan tetapi sangat diremendasikan untuk selalu mendeklarasikannya di awal program sumber. Contoh berikut menunjukkan deklarasi untuk variabel REAL dan INTEGER.

Tipe                                         Byte                                        Keterangan

INTEGER                                    2                             Bilangan bulat (-32767 – 32767)

INTEGER*2                                 2                             Bilangan bulat (-32767 – 32767)

INTEGER*4                                 4                             Bilangan bulat (-2147483647 –

2147483647)

REAL                                          4                             Bilangan desimal (floating point)

Untuk bilangan positif 8.43E-37 –3.37E38

Untuk bilangan negative -3.37E38 –    -8.43E-37

REAL*4                                      4                              Sama dengan REAL

REAL*8                                      8                              Bilangan desimal (floating point)

LOGICAL                                   4                              Logika .TRUE. dan .FALSE.

CHARACTER                             1                              Karakter (bukan angka)

• Operator dan Ungkapan

              Operator di dalam bahasa pemrograman bisa diartikan sebagai simbol yang digunakan untuk melakukan suatu operasi terhadap nilai data. Simbol operator bisa berupa karakter ataupun kata khusus.

Ungkapan (Expression)

Dalam Bahasa FORTRAN ungkapan dibagi menjadi

1. Ungkapan Aritmatika (Arithmetic Expression)
2.  Ungkapan Karakter (Character Expression)
3.  Ungkapan Logika (Logical Expression)
4. Ungkapan Hubungan (Relational Expression)

1. 1.      Ungkapan dan Operator Artitmatika

Operator Aritmatika digunakan untuk operasi matematis terhadap nilai data. Simbol-simbol yang digunakan

Operator                          Operasi/Arti                                     Hirarki

**                                    Pangkat                                             1

*                                        Kali                                                2

/                                         Bagi                                               2

+                                       Tambah                                            3

–                                        Kurang                                             3

=                                   Sama dengan                                         –

 

Proses aritmatika pada komponen (operant) sejenis akan menghasilkan komponen sejenis. Sedangkan proses aritmatika yang tidak sejenis akan menghasilkan komponen dengan hirarki yang lebih tinggi. Agar proses aritmatika dengan hirarki yang lebih rendah dapat diproses terlebih dahulu, digunakan tanda kurung ( ).

Sumber : Modul Pemrograman Komputer, Jurusan Teknik Mesin FT UB

                   Dasar-Dasar Bahasa Pemrograman dalam FORTRAN 77 dan Turbo PASCAL