fortranの学習

導入：なぜIF文の「頻度」が重要なのか数値計算において、メインループ内のIF文は計算速度のボトルネックになりがちです。現代のCPUは「次に実行される命令」を先読みする分岐予測という機能を備えていますが、予測が外れるとパイプラインが停止し、大...

1. 導入：なぜループの剥離が重要なのか数値計算の現場において、プログラムの実行速度は極めて重要です。特に大規模なシミュレーションや行列演算では、ループ内のわずかな分岐処理（if文）がボトルネックとなります。ループの剥離（Loop Peel...

1. 導入：なぜ「名前の衝突」を防ぐ必要があるのか数値計算のプログラムを書き進めていくと、コードの規模が大きくなり、複数のファイルにまたがってサブルーチンを定義する機会が増えます。その際、もっとも頭を悩ませるのが「サブルーチン名の重複」です...

導入: なぜASSOCIATE構文が必要なのか数値計算の現場では、多次元配列のインデックスや、複雑にネストされた構造体のメンバーへのアクセスが頻繁に発生します。例えば、`data_struct%grid(i, j, k)%velocity%...

数値計算エンジニアの皆さん、日々の計算タスクで「もっと速くならないか」と感じることはありませんか？CPUの性能が向上しても、実は多くのケースで「メモリアクセス」がボトルネックとなり、計算速度を制限しています。今回は、このメモリアクセスのオー...

1. 導入：なぜENTRY文は「禁忌」なのか数値計算の世界で長く使われてきたFortranには、歴史的な経緯で生まれた機能がいくつか存在します。その中でも、サブルーチンの途中から処理を開始できる「ENTRY文」は、現代のプログラミングにおい...

1. 導入: なぜ「値渡し」が必要なのかFortranにおいて、サブルーチンや関数の引数はデフォルトで「参照渡し（アドレス渡し）」です。これはメモリ効率が良い反面、サブルーチン内で引数の値を書き換えると、呼び出し元の変数まで意図せず変化して...

1. 導入：なぜ極小ループの展開が重要なのか数値計算の現場において、プログラムの実行速度は常に重要な課題です。特に、3x3行列の演算や、物理シミュレーションにおける格子点近傍の計算など、反復回数が固定された「極小ループ」は頻出します。通常、...

1. 導入：なぜループの順序が重要なのか？数値計算プログラムを書いているとき、計算速度が予想以上に遅いと感じたことはありませんか？その原因の多くは「メモリへのアクセス効率」にあります。コンピュータはメモリ上のデータを「連続して」読み込むのが...

導入：なぜ内部手続きの再帰が重要なのか数値計算のアルゴリズムでは、クイックソートや木構造の探索など、データを再帰的に処理するケースが多々あります。これまでは、再帰を行うためには外部手続きとして定義するか、RECURSIVEキーワードを明示的...