peter - plp.pdf

Paradigmas de Linguagens deParadigmas de Linguagens deProgramaoProgramao

Parte 1Parte 1

Introduo ao Estudo de LinguagensIntroduo ao Estudo de Linguagensde Programao (de Programao (LPsLPs))

UFPB/CCT/DSC Paradigmas de Linguagens de Programao 2

Plano de AulaPlano de Aula Razes para Estudar Conceitos de Razes para Estudar Conceitos de LPsLPs Domnios de ProgramaoDomnios de Programao Critrios para Avaliar Critrios para Avaliar LPsLPs Consideraes sobre os critrios de avaliaoConsideraes sobre os critrios de avaliao Influncias sobre o projeto de Influncias sobre o projeto de LPsLPs Categorias de LinguagensCategorias de Linguagens Mtodos de ImplementaoMtodos de Implementao


Razes para Estudar ConceitosRazes para Estudar Conceitosde de LPsLPs

Aumentar a capacidade de expressarAumentar a capacidade de expressaridiasidias A profundidade com que pensamos A profundidade com que pensamos

influenciada pelo poder expressivo dainfluenciada pelo poder expressivo dalinguagem com a qual nos comunicamos;linguagem com a qual nos comunicamos;

difcil para as pessoas expressar estruturas difcil para as pessoas expressar estruturasque elas no conseguem descrever;que elas no conseguem descrever;

Programadores sofrem o mesmo problema!!!Programadores sofrem o mesmo problema!!!


Permitir simular estruturas de outrasPermitir simular estruturas de outraslinguagens naquela que estiver usandolinguagens naquela que estiver usando

IndexIndex em em FORTRANFORTRAN, , substring substring em Cem C subprogramasubprograma em Pascal, funo sem retorno em Pascal, funo sem retorno

em Cem C



Aumentar o conhecimento para escolherAumentar o conhecimento para escolherlinguagens de programao apropriadaslinguagens de programao apropriadas Programadores tendem a continuar usando aProgramadores tendem a continuar usando a

linguagem que lhes mais familiar, mesmolinguagem que lhes mais familiar, mesmoque esta no seja a mais adequadaque esta no seja a mais adequada



Melhorar a habilidade de aprender novasMelhorar a habilidade de aprender novaslinguagenslinguagens Computao est em evoluo contnuaComputao est em evoluo contnua Processo de aprender uma nova linguagem Processo de aprender uma nova linguagem

mais difcil para quem no conhece osmais difcil para quem no conhece osconceitos gerais de conceitos gerais de LPsLPs



Melhorar o entendimento da importnciaMelhorar o entendimento da importnciada implementaoda implementao Permite usar a linguagem maisPermite usar a linguagem mais

inteligentemente, pois estar avaliando asinteligentemente, pois estar avaliando asconseqncias de suas decisesconseqncias de suas decises



Melhorar a habilidade de projetar novasMelhorar a habilidade de projetar novaslinguagenslinguagens Um dia voc poder precisar projetar umaUm dia voc poder precisar projetar uma Mesmo que no, a experincia Mesmo que no, a experincia

enriquecedoraenriquecedora



Avano da Computao como um todoAvano da Computao como um todo Nem sempre a linguagem mais utilizada aNem sempre a linguagem mais utilizada a

melhormelhor ALGOL ALGOL 60 versus FORTRAN60 versus FORTRAN

Se as pessoas responsveis pela escolha deSe as pessoas responsveis pela escolha deLPsLPs forem melhor informadas, talvez forem melhor informadas, talvezlinguagens melhores sejam utilizadaslinguagens melhores sejam utilizadas



Domnios de ProgramaoDomnios de Programao

Aplicaes CientficasAplicaes Cientficas Estruturas de dados simplesEstruturas de dados simples Operaes em ponto-flutuanteOperaes em ponto-flutuante Primeira linguagem:Primeira linguagem:

FORTRANFORTRAN (Formula (Formula TranslatorTranslator))


Aplicaes ComerciaisAplicaes Comerciais Incio da dcada de 50Incio da dcada de 50 1960: 1960: COBOL COBOL (At hoje...)(At hoje...) Produo de relatrios, armazenamento deProduo de relatrios, armazenamento de

informaes, informaes, etcetc.. Muitas funes se tornaram aplicaes bemMuitas funes se tornaram aplicaes bem

definidas e consolidadas:definidas e consolidadas: planilhas, folhas de pagamento, planilhas, folhas de pagamento, etcetc..



Inteligncia ArtificialInteligncia Artificial Primeira Linguagem:Primeira Linguagem:

LISP LISP (funcional) - 1959(funcional) - 1959 Linguagem mais usada:Linguagem mais usada:

PROLOGPROLOG Dialeto hbrido:Dialeto hbrido:

OBJLOG OBJLOG (lgica + (lgica + OOOO))



Programao de SistemasProgramao de Sistemas Softwares Softwares do sistema:do sistema:

Sistema Operacional.Sistema Operacional. Eficincia na execuoEficincia na execuo Caractersticas de baixo nvelCaractersticas de baixo nvel Linguagem mais utilizada: CLinguagem mais utilizada: C

Quase todo o Quase todo o Unix Unix escrito nela escrito nela



Linguagens de Linguagens de ScriptsScripts Consiste em se agrupar uma lista deConsiste em se agrupar uma lista de

comandos em um arquivo a ser executadocomandos em um arquivo a ser executado Auxiliam na execuo de tarefas do dia-a-diaAuxiliam na execuo de tarefas do dia-a-dia PerlPerl

crescimento sensvel de importncia com a WWWcrescimento sensvel de importncia com a WWW desenvolvimento de aplicaes que usam CGIdesenvolvimento de aplicaes que usam CGI

ShellShell (UNIX) (UNIX)



Linguagens de Propsito EspecficoLinguagens de Propsito Especfico Atendem a um determinado domnio deAtendem a um determinado domnio de

problemaproblema GPSS (General GPSS (General Purpose Statistic SimulationPurpose Statistic Simulation)) RPG (RPG (Report GeneratorReport Generator)) ANS.1 (ANS.1 (Abstract Abstract Sintaxe Sintaxe OneOne))



Critrios Para AvaliarCritrios Para Avaliar LPs LPs

Faz-se necessrio avaliar asFaz-se necessrio avaliar ascaractersticas das diversas caractersticas das diversas LPsLPs,,observando-se os impactos sobre oobservando-se os impactos sobre oprocesso de desenvolvimento de softwareprocesso de desenvolvimento de software

Precisamos de Critrios...Precisamos de Critrios...


LegibilidadeLegibilidade AplicabilidadeAplicabilidade EscritabilidadeEscritabilidade CustosCustos

Critrios Para Avaliar Critrios Para Avaliar LPsLPs


LegibilidadeLegibilidade

Facilidade com que um programa pode serFacilidade com que um programa pode serlido e entendidolido e entendido

Conseqncia da Conseqncia da Crise de SoftwareCrise de Software Booch Booch (1970) props o conceito de ciclo de(1970) props o conceito de ciclo de

vidavida Deve ser considerada no contexto doDeve ser considerada no contexto do

domnio do problemadomnio do problema



SimplicidadeSimplicidade Afeta fortemente a legibilidadeAfeta fortemente a legibilidade Linguagens com um grande nmero deLinguagens com um grande nmero de

componentes bsicos so mais difceis decomponentes bsicos so mais difceis deaprender do que aquelas com um nmeroaprender do que aquelas com um nmeroreduzidoreduzido

Alguns programadores aprendem apenas umAlguns programadores aprendem apenas umsubconjunto da linguagemsubconjunto da linguagem


Multiplicidade de Caractersticas:Multiplicidade de Caractersticas:countcount = = count count + 1;+ 1; countcount += 1; += 1;countcount++;++; ++++countcount;;

Sobrecarga de OperadoresSobrecarga de Operadores Simplicidade demais pode ser um problema:Simplicidade demais pode ser um problema:

AssemblyAssembly (reduzido nmero de estruturas)(reduzido nmero de estruturas)




OrtogonalidadeOrtogonalidade Um conjunto de construes pode serUm conjunto de construes pode ser

combinado para formar um outro conjuntocombinado para formar um outro conjunto-- Apontadores em C (apontam p/ qualquer tipo)Apontadores em C (apontam p/ qualquer tipo)// Adio em Adio em Assembly Assembly (adio separada)(adio separada)

Ortogonalidade demais pode causarOrtogonalidade demais pode causarproblemas:problemas:

ALGOL ALGOL 6868



Declaraes de ControleDeclaraes de Controle Um programa que pode ser lido (quase)Um programa que pode ser lido (quase)

linearmente do incio ao fim muito mais fcillinearmente do incio ao fim muito mais fcilde entender do que um programa repleto dede entender do que um programa repleto dedesvios (desvios (gotosgotos))

FORTRANFORTRAN BASICBASIC

Estruturas de controle (Estruturas de controle (ifif--thenthen--elseelse, , whilewhile, for), for)permitem uma leitura mais compreensvelpermitem uma leitura mais compreensvel



Tipos e Estruturas de DadosTipos e Estruturas de Dados A possibilidade de definir estruturas e tipos deA possibilidade de definir estruturas e tipos de

dados tambm afeta a legibilidadedados tambm afeta a legibilidadeINT fim_de_arquivo =INT fim_de_arquivo = 1 1;;BOOLEAN fim_de_arquivo = BOOLEAN fim_de_arquivo = truetrue;;

whilewhile( ( not not fim_de_arquivo == 1)fim_de_arquivo == 1)whilewhile( ( not not fim_de_arquivo )fim_de_arquivo )



SintaxeSintaxe A forma dos elementos tem um efeitoA forma dos elementos tem um efeito

significativo sobre a linguagemsignificativo sobre a linguagem IdentificadoresIdentificadores

FORTRAN FORTRAN 7777 (6 caracteres) (6 caracteres) BASICBASIC ANSIANSI (1 caractere ou 1 caractere seguido de 1(1 caractere ou 1 caractere seguido de 1

nmero)nmero) JavaJava (no tem limite) (no tem limite)


LegibilidadeLegibilidade Palavras Especiais:Palavras Especiais:

PASCALPASCAL ( (beginbegin--endend)) FORTRANFORTRAN 9090 e e ADAADA ( (ifif--endifendif)) FORTRANFORTRAN 9090 permite que se defina variveis com nomes permite que se defina variveis com nomes

dodo e e endend if if if if > > then then then then then then = = else else else else else else = = endif endifendif endif

Forma e significadoForma e significado A aparncia deve ao menos parcialmente indicar oA aparncia deve ao menos parcialmente indicar o

propsito.propsito. staticstatic em em C;C;


EscritabilidadeEscritabilidade

Indica o quo facilmente uma linguagemIndica o quo facilmente uma linguagempode ser usada em um determinadopode ser usada em um determinadodomnio de problemadomnio de problema

Deve ser considerada no contexto doDeve ser considerada no contexto dodomnio do problema da linguagemdomnio do problema da linguagem

COBOL COBOL versus Cversus C



Simplicidade e OrtogonalidadeSimplicidade e Ortogonalidade Se uma linguagem tiver um grande nmero deSe uma linguagem tiver um grande nmero de

construes, programadores podem no seconstrues, programadores podem no sefamiliarizar com todasfamiliarizar com todas

Mal uso de algumas e desuso de outrasMal uso de algumas e desuso de outras

Ortogonalidade demais pode prejudicar aOrtogonalidade demais pode prejudicar aescritabilidadeescritabilidade


Suporte para AbstraoSuporte para Abstrao Possibilidade de se definir e usar estruturasPossibilidade de se definir e usar estruturas

complexas sem que os aspectos internos decomplexas sem que os aspectos internos deiplementao iplementao dessas estruturas sejam vistosdessas estruturas sejam vistospelo programadorpelo programador

Implementao de uma rvore Binria em Implementao de uma rvore Binria em FORTRANFORTRAN,,PascalPascal e em e em JavaJava




ExpressividadeExpressividade Pode se referir a diversas caractersticasPode se referir a diversas caractersticas

countcount++;++; (C, C++, Java)(C, C++, Java) forfor (Pascal, C)(Pascal, C)


ConfiabilidadeConfiabilidade

Um programa dito confivel se eleUm programa dito confivel se eleexecuta de acordo com suasexecuta de acordo com suasespecificaes sob quaisquerespecificaes sob quaisquercircunstnciascircunstncias


Checagem de TiposChecagem de Tipos Verifica se os valores atribudos aos tiposVerifica se os valores atribudos aos tipos

esto de acordo com os definidosesto de acordo com os definidos Quando uma linguagem faz uma verificaoQuando uma linguagem faz uma verificao

rigorosa de seus tipos, diz-se que ela rigorosa de seus tipos, diz-se que ela fortemente fortemente tipadatipada..

Java e Pascal Java e Pascal -- C C //



Manipulao de ExceesManipulao de Excees a possibilidade de um programa interceptar a possibilidade de um programa interceptar

um erro em tempo de execuo, tomar asum erro em tempo de execuo, tomar asmedidas adequadas e continuar (ou no) amedidas adequadas e continuar (ou no) aexecuoexecuo

Java, C++ e Java, C++ e Ada Ada -- Pascal, C e Pascal, C e FORTRAN FORTRAN //



AliasingAliasing a possibilidade de se ter duas ou mais a possibilidade de se ter duas ou mais

referncias para um mesmo local da memriareferncias para um mesmo local da memria uma tcnica perigosa de programao uma tcnica perigosa de programao

C (apontadores e C (apontadores e UnionsUnions)) Java no possui essa propriedadeJava no possui essa propriedade



Legibilidade e EscritabilidadeLegibilidade e Escritabilidade Quanto mais fcil de escrever um programa,Quanto mais fcil de escrever um programa,

maior a probabilidade dele estar certomaior a probabilidade dele estar certo

Quanto mais fcil de escrever um programa,Quanto mais fcil de escrever um programa,maior a facilidade de corrigi-maior a facilidade de corrigi-lolo e de ( e de (rere-)-)escrevescrev--lolo



CustoCusto

uma funo de algumas outras uma funo de algumas outrascaractersticascaractersticas 1) Custo de Treinamento1) Custo de Treinamento

ortogonalidade e simplicidadeortogonalidade e simplicidade 2) Custo de escrever programas na linguagem2) Custo de escrever programas na linguagem

escritabilidadeescritabilidade 3) Custo de compilar programas3) Custo de compilar programas


CustoCusto

4) Custo de executar programas4) Custo de executar programas projeto da linguagemprojeto da linguagem

5) Custo do sistema de implementao5) Custo do sistema de implementao 6) Custo da confiabilidade pobre6) Custo da confiabilidade pobre 7) Custo de manuteno7) Custo de manuteno

muitas outras caractersticas, sobretudo amuitas outras caractersticas, sobretudo alegibilidadelegibilidade


Consideraes sobre osConsideraes sobre osCritrios de AvaliaoCritrios de Avaliao

Pode haver outros critrios:Pode haver outros critrios: portabilidade, generalidade, definio, portabilidade, generalidade, definio, etcetc..

Critrios so subjetivosCritrios so subjetivos legibilidade, legibilidade, escritabilidadeescritabilidade, etc., etc.

Critrios tm valores diferentes, dependendo daCritrios tm valores diferentes, dependendo daperspectiva:perspectiva:

implementadores, usurios, projetistasimplementadores, usurios, projetistas


Influncias no Projeto de Influncias no Projeto de LPsLPs

Arquitetura do ComputadorArquitetura do Computador Arquitetura de Arquitetura de Von Neumann Von Neumann influenciou fortemente ainfluenciou fortemente a

adoo de linguagens imperativasadoo de linguagens imperativas

ALU UC

Resultados das Operaes Instrues e dados

Memria

UCP


Influncias no Projeto deInfluncias no Projeto de LPs LPs

Devido Arquitetura de Devido Arquitetura de Von Neumann Von Neumann asascaractersticas centrais das linguagenscaractersticas centrais das linguagensimperativas so:imperativas so: variveisvariveis clulas de memriaclulas de memria atribuies atribuies opera operaeses sequenciamentosequenciamento


Influncias no Projeto deInfluncias no Projeto de LPs LPs

Metodologias de ProgramaoMetodologias de Programao orientao a processosorientao a processos orientao a dadosorientao a dados


Categorias de LinguagensCategorias de Linguagens

ImperativasImperativas FuncionaisFuncionais Orientadas a ObjetoOrientadas a Objeto Lgicas Lgicas


ImperativasImperativas

Do Latim: Do Latim: ImperareImperare (significa comandar) (significa comandar) Baseiam-se em comandos que atualizamBaseiam-se em comandos que atualizam

variveis armazenadas na memriavariveis armazenadas na memria Em princpio, podem ser implementadas deEm princpio, podem ser implementadas de

forma eficiente (devido arquitetura)forma eficiente (devido arquitetura) Domnio: Aplicaes comerciais, S.O., Domnio: Aplicaes comerciais, S.O., etcetc.. Exemplos: Pascal, C, Exemplos: Pascal, C, COBOLCOBOL, , etcetc..


FuncionaisFuncionais

Baseiam-se em princpios da matemticaBaseiam-se em princpios da matemticapara realizar computaespara realizar computaes FunesFunes

Interao (Imperativa) x Interao (Imperativa) x RecursoRecurso Domnio: Matemtica, I.A.Domnio: Matemtica, I.A. Exemplos:Exemplos: LISPLISP, ML, , ML, SchemeScheme, , CLOSCLOS, , etcetc..


Orientadas a ObjetosOrientadas a Objetos

Baseiam-se no conceito de classesBaseiam-se no conceito de classes Atributos + Mtodos = Atributos + Mtodos = ClasseClasse;; Hoje aplica-se a praticamente todos osHoje aplica-se a praticamente todos os

domniosdomnios Exemplos: Java, C++, Simula 67, Exemplos: Java, C++, Simula 67, etcetc..


LgicasLgicas

Baseiam-se na noo de que um programaBaseiam-se na noo de que um programaimplementa uma relao implementa uma relao ao invs de umao invs de ummapeamentomapeamento

Domnio: Inteligncia ArtificialDomnio: Inteligncia Artificial Exemplo: Exemplo: PrologProlog


Mtodos de ImplementaoMtodos de Implementao

CompilaoCompilao Interpretao PuraInterpretao Pura Implementao HbridaImplementao Hbrida

Interpretao de Cdigo ArmazenadoInterpretao de Cdigo Armazenado


CompilaoCompilao

Consiste em se traduzir um Consiste em se traduzir um programa fonteprograma fontepara um programa em para um programa em linguagem delinguagem demquina (ou montagem)mquina (ou montagem), que pode ser, que pode serexecutado (quase) diretamenteexecutado (quase) diretamente

Execuo rpidaExecuo rpida FortranFortran, C, , C, COBOLCOBOL, Pascal, , Pascal, etcetc..


CompilaoCompilao

Gerador de Cod.Interm. (e Analisador

Semntico)

Geradorde Cdigo

Otimizao

CdigoFonte

AnalisadorLxico

Computador

Tabela deSmbolos

AnalisadorSinttico

Dados

Resultados


Interpretao PuraInterpretao Pura

Executa (interpreta) os comandos doExecuta (interpreta) os comandos docdigo fontecdigo fonte

Simula uma mquina virtualSimula uma mquina virtual DebuggingDebugging mais simples mais simples 10 a 10010 a 100 vezes mais lenta que a compilao vezes mais lenta que a compilao Scripts ShellScripts Shell, , PrologProlog,, etc etc..


Interpretao PuraInterpretao Pura

CdigoFonte Interpretador

Resultados


Implementao HbridaImplementao Hbrida

Utiliza as duas abordagens anterioresUtiliza as duas abordagens anteriores Traduz um programa fonte - de alto nvel -Traduz um programa fonte - de alto nvel -

para um programa intermedirio de para um programa intermedirio de fcilfcilinterpretaointerpretao

Java (atualmente j possvel compilar),Java (atualmente j possvel compilar),PerlPerl, , etcetc..


Implementao HbridaImplementao Hbrida

Gerador de Cdigo.Intermedirio Interpretador

CdigoFonte

AnalisadorLxico

AnalisadorSinttico

Dados

Resultados

peter - plp.pdf

Documents