John Backus guidò FORTRAN in IBM, dimostrando che il codice di alto livello poteva comunque correre veloce—aumentando la produttività e aiutando il software a diventare una vera industria.
All'inizio degli anni '50 i computer erano macchine rare e costose usate da governi, università e grandi aziende. Erano potenti per l'epoca—ma programmarli era terribilmente lento. Molti programmi venivano scritti direttamente in codice macchina o in assembly, dove ogni istruzione doveva corrispondere al minuscolo insieme di operazioni dell'hardware. Una piccola modifica in una formula poteva significare riscrivere ampi tratti di codice, e un singolo errore poteva mandare in crash un'esecuzione dopo ore di attesa.
John Backus era un ingegnere in IBM che aveva già visto quanto tempo veniva sprecato nella programmazione a basso livello. Guidò un piccolo team per provare qualcosa di radicale: permettere ai programmatori di scrivere istruzioni con molta matematica in una forma più vicina al modo in cui pensavano ai problemi, e lasciare che un compilatore traducesse questo in codice macchina veloce.
Il progetto divenne FORTRAN (abbreviazione di “Formula Translation”), pensato per i clienti scientifici di IBM—persone che facevano lavoro numerico, non gestione di registri. La promessa era semplice: scrivere meno codice, avere meno bug e comunque eseguire in modo efficiente su macchine come l'IBM 704.
A quel tempo molti programmatori credevano che i linguaggi di alto livello fossero un lusso. Pensavano che qualsiasi cosa “simile all'inglese” sarebbe stata molto più lenta dell'assembly scritto a mano—troppo lenta per giustificare la comodità. Con i computer che costavano una fortuna e il tempo di calcolo razionato, le prestazioni non erano un "di più". Erano l'intero punto.
Quindi FORTRAN non era solo una nuova sintassi. Era una scommessa che l'automazione potesse eguagliare l'abilità umana esperta: che un compilatore potesse produrre codice abbastanza buono da guadagnarsi la fiducia di scienziati e ingegneri che si preoccupavano di ogni ciclo.
La storia di FORTRAN è in parte una svolta tecnica, in parte un cambiamento culturale. Guarderemo a come si programmatava prima dei linguaggi di alto livello, a come il team di Backus costruì un compilatore capace di competere con il codice scritto a mano, e perché quel successo cambiò l'economia del software—creando schemi che i team moderni usano ancora oggi.
Prima di FORTRAN, “programmare” significava di solito scrivere istruzioni nel vocabolario della macchina—o qualcosa di solo leggermente più amichevole.
I primi computer eseguivano codice macchina: codici operativi numerici e indirizzi di memoria. Perché era quasi impossibile gestirlo su larga scala, i programmatori usavano il linguaggio assembly, che sostituiva molti numeri con brevi mnemonici. Ma l'assembly rimaneva uno strato sottile sopra l'hardware. Non descrivevi cosa volevi in termini matematici—spiegavi come farlo passo dopo passo, registro per registro.
Per un calcolo scientifico, questo poteva significare gestire a mano cicli, layout di memoria e valori intermedi. Anche una piccola modifica in una formula poteva richiedere la riscrittura di più parti del programma perché tutto era interconnesso tramite indirizzi e salti.
Programmare in assembly era lento e fragile. Problemi comuni includevano:
Scienziati e ingegneri non eseguivano una sola simulazione—affinavano modelli, rilanciavano simulazioni ed esploravano scenari “what if”. Quando ogni aggiornamento significava giorni o settimane di riscrittura e test, la sperimentazione rallentava enormemente.
Qui emerse un nuovo tipo di costo: il tempo del programmatore. L'hardware era costoso, ma lo erano anche le persone qualificate. Verso la metà degli anni '50 il collo di bottiglia non era sempre la velocità della macchina—era quanto tempo impiegavano gli umani per far funzionare la macchina in modo affidabile.
John Backus non cominciò come un predestinato "pioniere del calcolo". Dopo una carriera iniziale irrequieta e un periodo nell'esercito degli Stati Uniti, arrivò in IBM nei primi anni '50, quando i computer erano ancora rari e perlopiù programmati a mano. Backus si fece notare per due cose: un'implacabile avversione per il lavoro tedioso e un talento nell'organizzare sforzi di ingegneria ambiziosi.
IBM aveva insieme un problema e un'opportunità concentrati in una macchina: l'IBM 704. Era potente per l'epoca e progettata con caratteristiche importanti per i compiti matematici (come l'aritmetica in virgola mobile). Ma i clienti tecnici e scientifici—ingegneri, ricercatori, laboratori governativi—spendevano enormi quantità di tempo a scrivere e fare debug in assembly. Se la programmazione fosse rimasta così lenta, anche un grande computer sarebbe rimasto sottoutilizzato.
La scommessa di IBM era semplice da enunciare e rischiosa da tentare: rendere il 704 più facile da programmare senza rinunciare alla velocità.
Backus guidò un team che considerava FORTRAN come due progetti inseparabili: un linguaggio che le persone potessero scrivere e un compilatore che potesse tradurlo in codice macchina veloce. Questa seconda parte era la vera scommessa. Molti esperti credevano che la “programmazione automatica” sarebbe sempre stata troppo inefficiente per sostituire l'assembly ottimizzato a mano.
Un linguaggio di alto livello non era solo “sintassi bella”. Significava scrivere formule, cicli e istruzioni strutturate più vicine alla matematica e alla logica di un problema—poi fidarsi che il compilatore producesse codice competitivo con quello che un programmatore esperto avrebbe scritto a mano. Quella fiducia era ciò che IBM e Backus cercavano di guadagnarsi.
La promessa centrale di FORTRAN era semplice ma radicale: invece di dire alla macchina come compiere ogni piccolo passo, si potevano scrivere istruzioni molto più simili alla matematica già usata.
Un ingegnere poteva scrivere qualcosa come “calcola questa formula per molti valori” invece di elencare manualmente la sequenza di caricamenti, addizioni, memorizzazioni e salti che l'assembly richiedeva. La speranza era che la programmazione potesse diventare più simile all'esprimere un'idea—e meno come cablare un pannello di controllo con parole.
FORTRAN non veniva eseguito direttamente dalla macchina. Un programma separato—il compilatore—traduceva il codice sorgente FORTRAN nelle istruzioni a basso livello della macchina.
Si può pensarla come un interprete esperto: tu scrivi in un linguaggio leggibile dall'umano; il compilatore lo riscrive in un linguaggio che l'IBM 704 può eseguire.
Il team di Backus mirava a una combinazione rara:
Quest'ultimo punto contava. FORTRAN non cercava di essere tutto per tutti—voleva ottenere calcoli reali con meno errori.
Lo scetticismo era intenso. Molti programmatori credevano che le prestazioni richiedessero il controllo totale e che la traduzione “automatica” sarebbe stata sprecona. Altri erano preoccupati per il debug: se il compilatore generava le istruzioni finali, come avresti potuto sapere cosa stava facendo veramente la macchina?
I primi utenti di FORTRAN erano ingegneri e scienziati—persone con equazioni da eseguire, modelli da testare e risultati da produrre. Per loro la promessa non era novità; era tempo risparmiato, meno errori di trascrizione e programmi che potevano essere condivisi e mantenuti da più persone rispetto a una piccola casta di esperti assembly.
FORTRAN non era solo un nuovo modo di scrivere programmi—richiedeva un nuovo modo di tradurli. Quel lavoro di traduzione spettava al compilatore, e il suo successo avrebbe deciso se FORTRAN sarebbe diventato una rivoluzione o una nota a piè di pagina.
Pensate al compilatore come a un interprete molto abile in una riunione tecnica. Parli in frasi chiare e ad alto livello (“calcola questa equazione, ripeti per ogni valore”), ma il pubblico comprende solo un vocabolario molto rigido e a basso livello. Un interprete mediocre potrebbe tradurre il significato correttamente ma in modo goffo—lento, verboso e pieno di deviazioni. Un grande interprete preserva sia il significato sia l'efficienza, consegnando qualcosa che il pubblico può eseguire immediatamente.
FORTRAN aveva bisogno di quell'interprete di alta qualità.
I primi programmatori non sceglievano FORTRAN per la bellezza o il comfort. Lo sceglievano solo se poteva “pagare l'affitto”: meno ore di codifica senza una penalità nel runtime. Su macchine costose come l'IBM 704, il tempo CPU sprecato era denaro sprecato—e nel lavoro scientifico un codice lento poteva significare risultati arrivati troppo tardi.
Quindi il prodotto reale non era la specifica del linguaggio; era l'output del compilatore. Se il programma compilato girava quasi come l'assembly scritto a mano, i team potevano giustificare il passaggio. Se non lo faceva, avrebbero abbandonato FORTRAN qualunque fosse la sua "bellezza".
Il punto di forza di FORTRAN—scrivere la matematica come matematica—rese anche la compilazione difficile. Il compilatore doveva:
Molti ingegneri assumevano che il codice di alto livello dovesse essere più lento per definizione. Il team di Backus dovette battere quell'assunzione con prove: programmi compilati che fossero competitivi, prevedibili e affidabili. Senza quella credibilità sulle prestazioni, FORTRAN sarebbe stato visto come una comodità accademica—non come uno strumento per lavoro reale.
La grande promessa di FORTRAN non era solo che permetteva di scrivere codice più velocemente—era che il programma compilato potesse comunque girare veloce. Questo contava perché i primi adottanti non erano hobbisti; erano ingegneri e scienziati che misuravano il valore in ore macchina e risultati consegnati.
L'ottimizzazione è il compilatore che fa lavoro extra così tu non devi farlo. Scrivi istruzioni chiare e simili alla matematica, e il compilatore le riscrive silenziosamente in una versione che usa meno istruzioni, meno accessi in memoria e meno tempo sulla macchina.
L'obiettivo non era essere “ingegnosi”. Era essere prevedibilmente efficiente—così le persone potevano fidarsi che scrivere in FORTRAN non le avrebbe penalizzate con programmi lenti.
Il compilatore FORTRAN applicava miglioramenti che corrispondevano all'intuizione quotidiana:
Niente di tutto ciò richiedeva che i programmatori pensassero ai tempi delle istruzioni o agli indirizzi di memoria—eppure quei dettagli erano esattamente ciò che gli assembly programmer curavano.
L'assembly aveva un argomento potente: “Posso sempre renderlo più veloce a mano.” I primi scettici assumevano che un linguaggio di alto livello producesse codice voluminoso e sprecone.
Il team di Backus trattò quello scetticismo come un requisito di prodotto. L'ottimizzazione non era un optional; era la prova che l'astrazione non significava rinunciare alle prestazioni.
Quando si diffuse la voce che i programmi FORTRAN potevano competere con l'assembly scritto a mano in velocità per molti carichi di lavoro reali, l'adozione accelerò. Il compilatore divenne una specie di compagno fidato: esprimi l'intento chiaramente, lascia che il compilatore si occupi dei dettagli e ottieni comunque risultati che rispettano l'hardware.
FORTRAN non era solo “più bello” dell'assembly. Incapsulava alcune idee pratiche che si legavano direttamente al lavoro quotidiano di scienziati e ingegneri: ripetere un calcolo, riutilizzare un metodo e memorizzare molti numeri in modo prevedibile.
I programmi scientifici sono pieni di compiti “fai questo N volte”: sommare misurazioni, avanzare nel tempo, iterare verso una soluzione o applicare la stessa equazione su molti punti dati. In assembly la ripetizione spesso implicava logica di salto scritta a mano—facile da sbagliare e difficile da leggere in seguito.
Il DO loop di FORTRAN rendeva quell'intento ovvio:
SUM = 0.0
DO 10 I = 1, 100
SUM = SUM + X(I)
10 CONTINUE
Invece di gestire manualmente salti e contatori, i programmatori potevano dichiarare l'intervallo e concentrarsi sulla formula.
Il lavoro ingegneristico si ripete: moltiplicazione di matrici, conversioni di unità, valutazione di polinomi, lettura di formati dati standard. Le subroutine permettevano ai team di scrivere una routine affidabile e chiamarla in molti punti. Questo riduceva il copia‑incolla—uno dei modi più rapidi per diffondere errori.
Ancora più importante, le subroutine incoraggiavano a dividere un grande programma in parti più piccole che le persone potevano rivedere, testare e migliorare indipendentemente.
Misurazioni, vettori, tabelle, griglie e matrici sono centrali nel calcolo scientifico. Gli array davano ai programmatori un modo diretto per rappresentare quella struttura, invece di gestire molte variabili separate o fare aritmetica di indirizzi manuale in memoria.
Il flusso di controllo dominato dall'assembly faceva affidamento su molti salti condizionali e incondizionati. Un'etichetta sbagliata poteva rompere i risultati in modo sottile. Offrendo costrutti strutturati come i cicli e le subroutine nominate, FORTRAN ridusse la necessità di logica di salto aggrovigliata—rendendo i programmi più facili da verificare e meno fragili ai cambiamenti.
FORTRAN non fu solo un'idea brillante in laboratorio—diventò ampiamente popolare perché fu usato ripetutamente da persone che risolvevano problemi costosi e sensibili ai tempi. Un linguaggio può essere ammirato (anche influente) senza cambiare il lavoro quotidiano. FORTRAN cambiò il lavoro quotidiano perché i team gli affidarono scadenze e budget reali.
I primi adottanti erano gruppi che vivevano e morivano per il calcolo: programmi aerospaziali, laboratori di fisica, meteorologia e climatologia, reparti di ingegneria che facevano calcoli strutturali ed elettrici. Non erano esempi da poco. Erano carichi di lavoro in cui anche un piccolo miglioramento di produttività significava più esperimenti, più iterazioni di progettazione e meno errori nascosti nell'assembly scritto a mano.
FORTRAN si adattava bene perché le sue caratteristiche centrali rispecchiavano la forma dei problemi: array per matrici e griglie, cicli per passi numerici ripetuti e subroutine per organizzare codice matematico complesso in pezzi gestibili.
I programmi in assembly erano strettamente legati a macchine specifiche e scritti in uno stile difficile da leggere o modificare per gli altri. FORTRAN non rese magicamente tutto portabile tra computer, ma rese i programmi più comprensibili. Ciò rese pratico scambiare codice all'interno di un'organizzazione—e, sempre più, tra organizzazioni—senza che l'autore originale dovesse "tradurre" ogni dettaglio.
Quando i programmatori poterono esprimere i calcoli a un livello più alto, iniziare a tenere una libreria di routine fidate cominciò a avere senso. I team potevano riutilizzare metodi numerici, pattern di I/O e calcoli specifici di dominio con meno timore che una modifica rompesse tutto. Questo spostamento—il codice come bene da mantenere e riusare—aiutò a spostare la programmazione da un mestiere one‑off verso un lavoro ripetibile.
FORTRAN non rese solo i programmatori più contenti—cambiò l'economia della scrittura del software. Prima di FORTRAN, ogni nuovo problema scientifico o ingegneristico spesso significava settimane di assembly ottimizzato a mano. Quel lavoro era costoso, difficile da verificare e strettamente legato a una macchina e a uno specialista. Un linguaggio di alto livello rese possibile un modello diverso: scrivi l'intento una volta, poi lascia che un compilatore gestisca i dettagli più sporchi.
Quando un team poteva consegnare programmi funzionanti più velocemente, poteva tentare progetti che prima erano irrealistici: simulazioni più grandi, analisi più lunghe e revisioni più frequenti man mano che i requisiti evolvevano. Questo è importante perché la maggior parte del lavoro reale non è “scrivilo una volta”—sono richieste di cambiamento, bugfix e tuning delle prestazioni. FORTRAN ridusse il costo di tutta quell'iterazione continua.
FORTRAN incoraggiò anche una divisione dei ruoli:
Questa divisione scala: invece di fare affidamento su pochi "maghi" dell'assembly, più persone potevano contribuire, rivedere e mantenere i programmi.
Quando un linguaggio diventa infrastruttura condivisa, il software inizia a sembrare qualcosa che puoi impacchettare e vendere. FORTRAN accelerò la crescita di librerie riutilizzabili, materiali di formazione e pratiche di codifica standardizzate. Le aziende potevano giustificare investimenti in strumenti e team perché l'output non era vincolato a un singolo lavoro su misura—poteva essere adattato, supportato e migliorato per molti clienti.
In altre parole, FORTRAN aiutò a spostare la programmazione dalla lavorazione per macchina a un'industria costruita su metodi e software riutilizzabili.
FORTRAN non rese solo più facile programmare una macchina. Aiutò a stabilire aspettative su cosa i linguaggi dovrebbero fare—e cosa i compilatori potrebbero fare—in un momento in cui entrambe le idee erano ancora controverse.
Una lezione chiave del successo di FORTRAN è che il design del linguaggio e il design del compilatore sono inseparabili. I critici iniziali non dubitavano solo del codice "simile all'inglese"; dubitavano che un compilatore potesse tradurlo in istruzioni macchina efficienti. La risposta del team FORTRAN—investire pesantemente nella compilazione e nell'ottimizzazione—risuona nei progetti di linguaggi successivi.
Oggi si vede questa mentalità nella convinzione che tecniche migliori di compilazione sbloccano linguaggi migliori: astrazioni più sicure, sintassi più chiara e maggiore produttività senza sacrificare le prestazioni.
FORTRAN aiutò a normalizzare l'idea che un compilatore dovesse produrre codice competitivo, specialmente per carichi numerici. Pur non essendo ogni linguaggio successivo alla ricerca degli stessi obiettivi di prestazione, l'aspettativa di base cambiò: alto livello non doveva necessariamente significare lento.
Questo spinse la ricerca e la pratica dei compilatori verso tecniche di ottimizzazione (analisi dei loop, riorganizzazione dei calcoli, gestione dei registri) che divennero argomenti standard nella costruzione dei compilatori nei decenni successivi.
Il FORTRAN iniziale era legato all'hardware IBM, e la portabilità non era il punto di vendita principale all'inizio. Ma man mano che FORTRAN si diffuse, il costo di riscrivere codice scientifico divenne evidente. Col tempo, il consenso storico attribuisce a FORTRAN una grande responsabilità nello spingere l'industria verso la standardizzazione dei linguaggi.
Il risultato non fu istantaneo né perfetto—ma aiutò a stabilire un precedente: i linguaggi che sopravvivono a una singola azienda o generazione di macchine hanno bisogno di definizioni stabili, non solo di buone implementazioni.
FORTRAN risolse un problema doloroso—scrivere calcoli complessi senza annegare nell'assembly—ma non rese la programmazione “facile”. Gli utenti iniziali scoprirono che un linguaggio di alto livello poteva rimuovere un insieme di problemi esponendo altri.
La reputazione di FORTRAN per la velocità arrivò con compromessi su come il codice veniva scritto e organizzato. I programmi spesso venivano modellati su ciò che il compilatore poteva ottimizzare, non su ciò che era più leggibile.
Un esempio concreto: uno scienziato poteva spezzare un calcolo chiaro in più passi o riordinare istruzioni semplicemente perché così andava più veloce. Il risultato poteva essere codice performante ma più difficile da seguire per un nuovo collaboratore.
FORTRAN è spesso lodato per aver aiutato a spostare programmi tra macchine, ma all'inizio la “portabilità” aveva un asterisco. I computer differivano per dimensione di parola, dispositivi di I/O e comportamento numerico. I team talvolta mantenevano versioni separate dello stesso programma per sistemi diversi o inserivano parti specifiche per la macchina quando avevano bisogno di caratteristiche speciali.
Un esempio semplice: leggere dati da schede perforate, nastro o dispositivi simili poteva richiedere trattamenti differenti, anche se la matematica era identica.
FORTRAN fu costruito per il calcolo scientifico, non per tutto. Non offriva strumenti forti per organizzare grandi basi di codice come avrebbero fatto linguaggi successivi. Il debug poteva ancora essere lento e frustrante, e i primi compilatori a volte producevano errori criptici che sembravano un ritorno all'assembly, solo con parole diverse.
FORTRAN innescò discussioni che i team moderni riconoscono ancora: gli sviluppatori dovrebbero dare priorità alla massima velocità o a un codice più chiaro e astrazioni di livello più alto? La risposta migliore dipendeva allora dal contesto—e dipende ancora oggi.
FORTRAN dimostrò che l'astrazione poteva ripagare, ma insegnò anche una lezione duratura: ogni livello di comodità ha i suoi limiti, e i team devono decidere quali compromessi accettare.
FORTRAN ebbe successo perché trattò il tempo dello sviluppatore come la risorsa scarsa. Backus e IBM non crearono solo una sintassi più bella—dimostrarono che investire negli strumenti può sbloccare intere nuove classi di software.
La proposta di FORTRAN era semplice: scrivi meno righe, consegna programmi più corretti. I team moderni lo imparano di continuo. Una settimana passata a costruire un'API più sicura, un confine di modulo più chiaro o uno script che automatizza un flusso doloroso spesso rende più valore che spremere il 3% da un ciclo caldo che potrebbe non essere significativo.
Le persone dubitavano di FORTRAN perché l'astrazione somigliava a cedere controllo. Il compilatore guadagnò quella fiducia producendo prestazioni vicine all'assembly.
La versione moderna è la fiducia in framework, runtime gestiti e servizi cloud—ma quella fiducia va guadagnata, non data per scontata. Quando un'astrazione fallisce, i team ritornano alla modalità “manuale”. L'antidoto è lo stesso del 1957: prestazioni misurabili, comportamento trasparente e modalità di fallimento prevedibili.
FORTRAN non fu solo un linguaggio—fu uno sforzo di compilazione che rese la programmazione di alto livello praticabile su scala. Gli equivalenti di oggi sono:
C'è anche una nuova categoria di strumenti che riecheggia la scommessa originale di FORTRAN: usare l'automazione per spostare lavoro dalle mani umane a un sistema “simile al compilatore”. Piattaforme vibe‑coding come Koder.ai spingono quest'idea oltre, permettendo ai team di descrivere ciò che vogliono in chat e poi avere un sistema agent‑based che genera e itera applicazioni reali (per esempio, React per il web, Go + PostgreSQL per il backend e Flutter per il mobile). In pratica, funzionalità come modalità di pianificazione, snapshot e rollback cercano di offrire la stessa cosa che FORTRAN dovette dimostrare: intento a livello alto, senza perdere il controllo operativo.
I buoni strumenti non solo prevengono bug; ampliano le ambizioni. Permettono ai team di costruire sistemi più grandi con squadre più piccole.
L'impatto duraturo di Backus è l'idea che il software scala quando il sistema attorno al codice—linguaggio, compilatore e pratiche—aiuta le persone a lavorare più velocemente e con più fiducia. È ancora il playbook per i team di ingegneria moderni.
FORTRAN è stato importante perché ha ridotto il costo umano della programmazione senza imporre un grande prezzo in termini di runtime.
Un compilatore è un programma che traduce il codice sorgente scritto dall'umano nelle istruzioni a basso livello che una macchina specifica può eseguire.
Nel caso di FORTRAN, il compilatore doveva svolgere due compiti bene:
Perché l'obiezione principale ai linguaggi di alto livello era la velocità. Se il FORTRAN compilato fosse stato molto più lento dell'assembly, i team scientifici e ingegneristici non avrebbero potuto giustificarne la comodità.
L'adozione di FORTRAN dipendeva dal fatto che il compilatore dimostrasse di poter produrre codice macchina competitivo, non soltanto codice che funzionava.
Le ottimizzazioni tipiche includevano miglioramenti pratici e meccanici come:
FORTRAN rese facili da esprimere i modelli numerici di base:
DO loops per calcoli ripetuti su intervalli.Insieme, queste caratteristiche ridussero i “salti misteriosi” e l'aritmetica manuale degli indirizzi—due fonti comuni di bug in assembly.
Non immediatamente e non perfettamente. Il FORTRAN iniziale ridusse i costi di riscrittura umana e migliorò la leggibilità, ma la portabilità reale era limitata a causa di:
Col tempo, la pressione per muovere codice scientifico tra macchine spinse l'industria verso la standardizzazione.
Ha cambiato l'economia del lavoro software:
In sostanza, FORTRAN contribuì a spostare la programmazione da artigianato per macchina a industria basata su metodi ripetibili e software riutilizzabile.
Si presentarono diversi compromessi:
Risolse un grosso collo di bottiglia, ma non eliminò la complessità.
La lezione centrale è che investire negli strumenti può sbloccare scala.
Consigli pratici:
Sì, è ancora rilevante in alcuni ambiti della programmazione scientifica e numerica, soprattutto dove esistono librerie mature e basi di codice che durano nel tempo.
Se vuoi usarlo o impararlo oggi:
Erano esattamente i trucchi su cui i programmatori assembly contavano—ora automatizzati.