1.1 Linguagens de Programação

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1 Fundamentos Procurando fazer com que haja uma melhor compreensão para o estudo e desenvolvimento utilizando linguagens de programação, este capítulo apresenta conceitos básicos sobre como um programa pode ser executado em um computador, linguagens de programação, processo de compilação, linkedição e Ambientes Integrados de Desenvolvimento (IDEs). 1.1 Linguagens de Programação Linguagem de programação é um conjunto de termos (vocabulário) e de regras (sintaxe) que permite a formulação de instruções a um computador (VELLOSO, 2003). Existe uma enorme diversidade de linguagens de programação, umas mais adaptadas a um determinado tipo de processo e outras mais ajustadas a outros. Nota: Para um programador, é muito mais importante compreender os fundamentos e técnicas da programação do que dominar esta ou aquela linguagem. Uma linguagem de programação faz a comunicação entre um programador e um programa tradutor. Esse programa, que é independente de máquina/computador, a partir de um conjunto de instruções/ comandos escritos em uma linguagem de programação de alto nível faz com que o computador as execute. As linguagens de programação podem ser implementadas, conforme descrito por Sebesta (2003), por meio de três métodos de implementação: Interpretação Pura, Compilação e Híbrida Métodos de Implementação Um programa normalmente é escrito em linguagem de alto nível, compreensível por nós. O computador, para executá-lo, armazena-o em sua memória sob a forma de dígitos binários (em linguagem de máquina). Interpretadores e com piladores são sim plesm ente m étodos de implementação que operam sobre o código-fonte do seu programa (um

2 6 C++ Builder: Implementação de Algoritmos e Técnicas para Ambientes Visuais texto em ASCII), diferenciando-se apenas no processo de realizar a tradução. Um interpretador (figura 1.1) lê o código-fonte do seu programa uma linha por vez, executando a instrução específica contida nessa linha. Um compilador lê o programa inteiro e converte-o em um código-objeto, que é uma tradução do código-fonte do programa em uma forma que o computador possa entender, porém não diretamente, pois o sistema operacional ainda não pode executá-lo. O código-objeto também é conhecido como código binário ou código de máquina. Uma vez que o programa tenha sido compilado, para que qualquer nova alteração feita no código-fonte seja válida, o processo de com pilação e linkedição deve ser novamente executado. Quando um interpretador é usado, este deverá estar presente toda vez que você executar o seu programa. O interpretador deve ser executado primeiro, depois seu programa deve ser carregado e executado. Devido ao fato de a leitura e validação ser linha a linha, esse processo é lento e ocorre cada vez que o programa for executado, sendo a linguagem de alto nível executada diretamente. Figura Diagrama de atividades de um interpretador.

3 Fundamentos 7 Um compilador, a partir do código-fonte, produz outro programa que é similar ao original, porém, em uma linguagem executável (figura 1.2), ou seja, o código-fonte em um código-objeto que pode ser linkeditado e, em seguida, executado diretamente pelo computador. O processo de conversão de um código-fonte em código-objeto é chamado de "compilação". Como o compilador traduz seu programa de uma vez só, tudo o que você precisa fazer é executar seu programa diretamente, geralmente, apenas digitando seu nome (ou acessando seu arquivo). Assim, o tempo de compilação só é gasto uma vez, enquanto o código interpretado incorre neste trabalho adicional cada vez que o program a executa. Figura Diagrama que representa as atividades de um compilador. As linguagens que utilizam o método de implementação híbrida são um meio-termo entre os compiladores e os interpretadores puros. Em uma primeira etapa, elas traduzem a linguagem de alto nível para uma linguagem intermediária, como na compilação (código-objeto), o que permite uma melhor interpretação. Nesse caso, esse método é mais rá-

4 8 C++ Builder: Implementação de Algoritmos e Técnicas para Ambientes Visuais pido que a interpretação pura, pois, ao invés de traduzir o código em linguagem intermediária para o código de máquina, ele simplesmente irá interpretar este código intermediário (SEBESTA, 2003) A Linkedição (Ligação) Essa necessidade se deve ao fato de que em um programa podem ocorrer referências a outros programas ou dados (referência externa), os quais se encontram em outros programas compilados separadamente ou em bibliotecas1(libraries) da linguagem em uso. Desse modo, a função de Linker é coletar programas traduzidos separadamente e ligá-los com as bibliotecas necessárias em apenas um módulo, normalmente denominado "programa executável". O momento em que um programa se encontra em uso (executando) é chamado "tempo de execução". 1.2 Ambientes Integrados de Desenvolvimento (Integrated Development Environment - IDE) O desenvolvimento de software usa várias ferramentas: com piladores, editores de texto e ferramentas de apoio à remoção de erros são algumas delas. O editor de texto permite que você digite e altere programas e documentos que expliquem seu funcionamento. O compilador é responsável por traduzir os programas em linguagem de máquina. O software de apoio à remoção de erro (debugger) permite que se acompanhe passo a passo, se necessário, a execução do programa, inspecionando a memória e a seqüência de chamada a funções, entre outros pontos. O mercado ainda oferece inúmeras outras ferramentas de apoio ao desenvolvimento, como Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados, Instaladores e Ferramentas de Automação de Testes, entre outros. Um IDE (figura 1.3) é um ambiente que integra várias ferramentas de desenvolvimento dentro de apenas um sistema. Essa integração permite ao usuário mover-se rapidamente entre elas, aumentando a produtividade. Um IDE típico, que possua editor, compilador e debugger, permite ao usuário passar do debugger para o editor de textos assim que um erro for encontrado, para que seja, então, corrigido. Depois disso, o 1 Conjunto de rotinas ou arquivos relevantes da linguagem ou escritas especialmente pelo desenvolvedor, que são referenciadas com freqüência no programa, economizando tempo e esforço.

5 Fundamentos 9 compilador pode ser invocado novamente para gerar a nova versão do programa para que o debugger possa continuar o processo de verificação de erros. -ÍU? a i<-i»h-l ^».«.«KiS-O. 16: Conclusão Figura IDE do Borland Developer Studio Alguns dos conceitos introduzidos neste capítulo são trabalhados mais detalhada e dedicadamente em disciplinas afins dos cursos de tecnologia, porém, para os iniciantes em programação, é importante esse referencial, uma vez que se objetiva desenvolver aplicativos que trabalhem sobre os conceitos aqui expressos. A compreensão do processo de compilação de um programa é extremamente necessária. Mesmo sabendo que em um IDE isso se torna transparente ao desenvolvedor, este deve conhecer as bases para um melhor entendimento do processo em sua totalidade.