PROPOSTA PARA O TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO COMPILADOR JAVA 5.0 PARA GERAR EXECUTÁVEL NATIVO PARA PLATAFORMA PALM OS

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1 TURNO: NOTURNO VERSÃO: 1 N o UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS DEPARTAMENTO DE SISTEMAS E COMPUTAÇÃO CURSO DE CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO BACHARELADO COORDENAÇÃO DE TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO PROPOSTA PARA O TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO TÍTULO: COMPILADOR JAVA 5.0 PARA GERAR EXECUTÁVEL NATIVO PARA PLATAFORMA PALM OS ÁREA: Compiladores Palavras-chave: Palm OS. Java. 1 IDENTIFICAÇÃO 1.1 ALUNO Nome: Júlio Vilmar Gesser Código/matrícula: Endereço residencial: Rua: Silvano Cândido da Silva Sênior n : 1993 Complemento: Bairro: Ponta Aguda CEP: Cidade: Blumenau UF: SC Telefone fixo: (47) Celular: (47) Endereço comercial: Empresa: Senior Sistemas Rua: Luiz Sachtieben n : 115 Bairro: Victor Konder CEP: Cidade: Blumenau UF: SC Telefone: (47) FURB: jgesser@inf.furb.br alternativo: jgesser@gmail.com 1.2 ORIENTADOR Nome: Joyce Martins FURB: joyce@furb.br alternativo:

2 2 DECLARAÇÕES 2.1 DECLARAÇÃO DO ALUNO Declaro que estou ciente do Regulamento do Trabalho de Conclusão de Curso de Ciências da Computação e que a proposta em anexo, a qual concordo, foi por mim rubricada em todas as páginas. Ainda me comprometo pela obtenção de quaisquer recursos necessários para o desenvolvimento do trabalho, caso esses recursos não sejam disponibilizados pela Universidade Regional de Blumenau (FURB). Assinatura: Local/data: 2.2 DECLARAÇÃO DO ORIENTADOR Declaro que estou ciente do Regulamento do Trabalho de Conclusão do Curso de Ciências da Computação e que a proposta em anexo, a qual concordo, foi por mim rubricada em todas as páginas. Ainda me comprometo a orientar o aluno da melhor forma possível de acordo com o plano de trabalho explícito nessa proposta. Assinatura: Local/data:

3 3 AVALIAÇÃO DA PROPOSTA 3.1 AVALIAÇÃO DO(A) ORIENTADOR(A) Acadêmico(a): Orientador(a): Júlio Vilmar Gesser Joyce Martins ASPECTOS TÉCNICOS ASPECTOS METODOLÓGICOS ASPECTOS AVALIADOS 1. INTRODUÇÃO 1.1. O tema de pesquisa está devidamente contextualizado/delimitado? 1.2. O problema está claramente formulado? 2. OBJETIVOS 2.1. O objetivo geral está claramente definido e é passível de ser alcançado? 2.2. São apresentados objetivos específicos (opcionais) coerentes com o objetivo geral? Caso não sejam apresentados objetivos específicos, deixe esse item em branco. 3. RELEVÂNCIA 3.1. A proposta apresenta um grau de relevância em computação que justifique o desenvolvimento do TCC? 4. METODOLOGIA 4.1. Foram relacionadas todas as etapas necessárias para o desenvolvimento do TCC? 4.2. Os métodos e recursos estão devidamente descritos e são compatíveis com a metodologia proposta? 4.3. A proposta apresenta um cronograma físico (período de realização das etapas) de maneira a permitir a execução do TCC no prazo disponível? 5. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5.1. As informações apresentadas são suficientes e têm relação com o tema do TCC? 5.2. São apresentados trabalhos correlatos, bem como comentadas as principais características dos mesmos? 6. REQUISITOS DO SISTEMA A SER DESENVOLVIDO 6.1. Os requisitos funcionais e não funcionais do sistema a ser desenvolvido foram claramente descritos? 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 7.1. As considerações finais relacionam os assuntos apresentados na revisão bibliográfica com a realização do TCC? 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8.1. As referências bibliográficas obedecem às normas da ABNT? 8.2. As referências bibliográficas contemplam adequadamente os assuntos abordados na proposta (são usadas obras atualizadas e/ou as mais importantes da área)? 9. CITAÇÕES 9.1. As citações obedecem às normas da ABNT? 9.2. As informações retiradas de outros autores estão devidamente citadas? 10. AVALIAÇÃO GERAL (organização e apresentação gráfica, linguagem usada) O texto obedece ao formato estabelecido? A exposição do assunto é ordenada (as idéias estão bem encadeadas e a linguagem utilizada é clara)? atende atende parcialmente A proposta de TCC deverá ser revisada, isto é, necessita de complementação, se: qualquer um dos itens tiver resposta NÃO ATENDE; pelo menos 4 (quatro) itens dos ASPECTOS TÉCNICOS tiverem resposta ATENDE PARCIALMENTE; ou pelo menos 4 (quatro) itens dos ASPECTOS METODOLÓGICOS tiverem resposta ATENDE PARCIALMENTE. PARECER: ( ) APROVADA ( ) NECESSITA DE COMPLEMENTAÇÃO não atende Assinatura do(a) avaliador(a): Local/data:

4 CONSIDERAÇÕES DO(A) ORIENTADOR(A): Caso o(a) orientador(a) tenha assinalado em sua avaliação algum item como atende parcialmente, devem ser relatos os problemas/melhorias a serem efetuadas. Na segunda versão, caso as alterações sugeridas pelos avaliadores não sejam efetuadas, deve-se incluir uma justificativa. Assinatura do(a) avaliador(a): Local/data:

5 3.2 AVALIAÇÃO DO(A) COORDENADOR DE TCC Acadêmico(a): Avaliador(a): Júlio Vilmar Gesser José Roque Voltolini da Silva ASPECTOS TÉCNICOS ASPECTOS METODOLÓGICOS ASPECTOS AVALIADOS 1. INTRODUÇÃO 1.1. O tema de pesquisa está devidamente contextualizado/delimitado? 1.2. O problema está claramente formulado? 2. OBJETIVOS 2.1. O objetivo geral está claramente definido e é passível de ser alcançado? 2.2. São apresentados objetivos específicos (opcionais) coerentes com o objetivo geral? Caso não sejam apresentados objetivos específicos, deixe esse item em branco. 3. RELEVÂNCIA 3.1. A proposta apresenta um grau de relevância em computação que justifique o desenvolvimento do TCC? 4. METODOLOGIA 4.1. Foram relacionadas todas as etapas necessárias para o desenvolvimento do TCC? 4.2. Os métodos e recursos estão devidamente descritos e são compatíveis com a metodologia proposta? 4.3. A proposta apresenta um cronograma físico (período de realização das etapas) de maneira a permitir a execução do TCC no prazo disponível? 5. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5.1. As informações apresentadas são suficientes e têm relação com o tema do TCC? 5.2. São apresentados trabalhos correlatos, bem como comentadas as principais características dos mesmos? 6. REQUISITOS DO SISTEMA A SER DESENVOLVIDO 6.1. Os requisitos funcionais e não funcionais do sistema a ser desenvolvido foram claramente descritos? 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 7.1. As considerações finais relacionam os assuntos apresentados na revisão bibliográfica com a realização do TCC? 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8.1. As referências bibliográficas obedecem às normas da ABNT? 8.2. As referências bibliográficas contemplam adequadamente os assuntos abordados na proposta (são usadas obras atualizadas e/ou as mais importantes da área)? 9. CITAÇÕES 9.1. As citações obedecem às normas da ABNT? 9.2. As informações retiradas de outros autores estão devidamente citadas? 10. AVALIAÇÃO GERAL (organização e apresentação gráfica, linguagem usada) O texto obedece ao formato estabelecido? A exposição do assunto é ordenada (as idéias estão bem encadeadas e a linguagem utilizada é clara)? atende atende parcialmente A proposta de TCC deverá ser revisada, isto é, necessita de complementação, se: qualquer um dos itens tiver resposta NÃO ATENDE; pelo menos 4 (quatro) itens dos ASPECTOS TÉCNICOS tiverem resposta ATENDE PARCIALMENTE; ou pelo menos 4 (quatro) itens dos ASPECTOS METODOLÓGICOS tiverem resposta ATENDE PARCIALMENTE. PARECER: ( ) APROVADA ( ) NECESSITA DE COMPLEMENTAÇÃO OBSERVAÇÕES: não atende Assinatura do(a) avaliador(a): Local/data:

6 3.3 AVALIAÇÃO DO(A) PROFESSOR(A) DA DISCIPLINA DE TCCI Acadêmico(a): Avaliador(a): Júlio Vilmar Gesser ASPECTOS TÉCNICOS ASPECTOS METODOLÓGICOS ASPECTOS AVALIADOS 1. INTRODUÇÃO 1.1. O tema de pesquisa está devidamente contextualizado/delimitado? 1.2. O problema está claramente formulado? 2. OBJETIVOS 2.1. O objetivo geral está claramente definido e é passível de ser alcançado? 2.2. São apresentados objetivos específicos (opcionais) coerentes com o objetivo geral? Caso não sejam apresentados objetivos específicos, deixe esse item em branco. 3. RELEVÂNCIA 3.1. A proposta apresenta um grau de relevância em computação que justifique o desenvolvimento do TCC? 4. METODOLOGIA 4.1. Foram relacionadas todas as etapas necessárias para o desenvolvimento do TCC? 4.2. Os métodos e recursos estão devidamente descritos e são compatíveis com a metodologia proposta? 4.3. A proposta apresenta um cronograma físico (período de realização das etapas) de maneira a permitir a execução do TCC no prazo disponível? 5. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5.1. As informações apresentadas são suficientes e têm relação com o tema do TCC? 5.2. São apresentados trabalhos correlatos, bem como comentadas as principais características dos mesmos? 6. REQUISITOS DO SISTEMA A SER DESENVOLVIDO 6.1. Os requisitos funcionais e não funcionais do sistema a ser desenvolvido foram claramente descritos? 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 7.1. As considerações finais relacionam os assuntos apresentados na revisão bibliográfica com a realização do TCC? 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8.1. As referências bibliográficas obedecem às normas da ABNT? 8.2. As referências bibliográficas contemplam adequadamente os assuntos abordados na proposta (são usadas obras atualizadas e/ou as mais importantes da área)? 9. CITAÇÕES 9.1. As citações obedecem às normas da ABNT? 9.2. As informações retiradas de outros autores estão devidamente citadas? 10. AVALIAÇÃO GERAL (organização e apresentação gráfica, linguagem usada) O texto obedece ao formato estabelecido? A exposição do assunto é ordenada (as idéias estão bem encadeadas e a linguagem utilizada é clara)? PONTUALIDADE NA ENTREGA atende atende parcialmente não atende atraso de dias A proposta de TCC deverá ser revisada, isto é, necessita de complementação, se: qualquer um dos itens tiver resposta NÃO ATENDE; pelo menos 4 (quatro) itens dos ASPECTOS TÉCNICOS tiverem resposta ATENDE PARCIALMENTE; ou pelo menos 4 (quatro) itens dos ASPECTOS METODOLÓGICOS tiverem resposta ATENDE PARCIALMENTE. PARECER: ( ) APROVADA ( ) NECESSITA DE COMPLEMENTAÇÃO OBSERVAÇÕES: Assinatura do(a) avaliador(a): Local/data:

7 3.4 AVALIAÇÃO DO(A) PROFESSOR(A) ESPECIALISTA NA ÁREA Acadêmico(a): Avaliador(a): Júlio Vilmar Gesser ASPECTOS TÉCNICOS ASPECTOS METODOLÓGICOS ASPECTOS AVALIADOS 1. INTRODUÇÃO 1.1. O tema de pesquisa está devidamente contextualizado/delimitado? 1.2. O problema está claramente formulado? 2. OBJETIVOS 2.1. O objetivo geral está claramente definido e é passível de ser alcançado? 2.2. São apresentados objetivos específicos (opcionais) coerentes com o objetivo geral? Caso não sejam apresentados objetivos específicos, deixe esse item em branco. 3. RELEVÂNCIA 3.1. A proposta apresenta um grau de relevância em computação que justifique o desenvolvimento do TCC? 4. METODOLOGIA 4.1. Foram relacionadas todas as etapas necessárias para o desenvolvimento do TCC? 4.2. Os métodos e recursos estão devidamente descritos e são compatíveis com a metodologia proposta? 4.3. A proposta apresenta um cronograma físico (período de realização das etapas) de maneira a permitir a execução do TCC no prazo disponível? 5. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5.1. As informações apresentadas são suficientes e têm relação com o tema do TCC? 5.2. São apresentados trabalhos correlatos, bem como comentadas as principais características dos mesmos? 6. REQUISITOS DO SISTEMA A SER DESENVOLVIDO 6.1. Os requisitos funcionais e não funcionais do sistema a ser desenvolvido foram claramente descritos? 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 7.1. As considerações finais relacionam os assuntos apresentados na revisão bibliográfica com a realização do TCC? 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8.1. As referências bibliográficas obedecem às normas da ABNT? 8.2. As referências bibliográficas contemplam adequadamente os assuntos abordados na proposta (são usadas obras atualizadas e/ou as mais importantes da área)? 9. CITAÇÕES 9.1. As citações obedecem às normas da ABNT? 9.2. As informações retiradas de outros autores estão devidamente citadas? 10. AVALIAÇÃO GERAL (organização e apresentação gráfica, linguagem usada) O texto obedece ao formato estabelecido? A exposição do assunto é ordenada (as idéias estão bem encadeadas e a linguagem utilizada é clara)? atende atende parcialmente A proposta de TCC deverá ser revisada, isto é, necessita de complementação, se: qualquer um dos itens tiver resposta NÃO ATENDE; pelo menos 4 (quatro) itens dos ASPECTOS TÉCNICOS tiverem resposta ATENDE PARCIALMENTE; ou pelo menos 4 (quatro) itens dos ASPECTOS METODOLÓGICOS tiverem resposta ATENDE PARCIALMENTE. PARECER: ( ) APROVADA ( ) NECESSITA DE COMPLEMENTAÇÃO OBSERVAÇÕES: não atende Assinatura do(a) avaliador(a): Local/data:

8 UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS CURSO DE CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO BACHARELADO COMPILADOR JAVA 5.0 PARA GERAR EXECUTÁVEL NATIVO PARA PLATAFORMA PALM OS JÚLIO VILMAR GESSER BLUMENAU 2006

9 JÚLIO VILMAR GESSER COMPILADOR JAVA 5.0 PARA GERAR EXECUTÁVEL NATIVO PARA PLATAFORMA PALM OS Proposta de Trabalho de Conclusão de Curso submetida à Universidade Regional de Blumenau para a obtenção dos créditos na disciplina Trabalho de Conclusão de Curso I do curso de Ciências da Computação Bacharelado. Profa. Joyce Martins - Orientadora BLUMENAU 2006

10 2 1 INTRODUÇÃO Bachmann e Foster (2005, p. XXIII) afirmam que a conveniência, o poder e a facilidade de utilização de handhelds com Palm OS tornam os mesmos atrativos para uma grande variedade de usuários. Mais de 35 milhões de handhelds com Palm OS encontraram seu lugar nos bolsos da camisa dos doutores, dos advogados, do pessoal de vendas, dos profissionais de negócio e dos outros segmentos da sociedade não acostumados a utilizar este tipo de equipamento eletrônico. Com mais de desenvolvedores registrados e aplicativos de terceiros, o Palm OS também provou ser popular entre os desenvolvedores de software. As linguagens de programação (LPs) nativas do Palm OS são o C e C++. A PalmSource, empresa que mantém o Palm OS, disponibiliza um ambiente de programação compatível com estas linguagens. No entanto, apesar de C e C++ serem LPs de alto nível e C++ trabalhar com o paradigma de orientação a objetos, desenvolver aplicativos para Palm OS utilizando estas linguagens pode ser uma tarefa complicada. Segundo Sebesta (2000, p. 89), a linguagem C não possui verificação de tipos, tornando-a flexível e ao mesmo tempo insegura. Além disso, não possui o conceito de orientação a objetos, que, segundo Varejão (2004, p. 18), torna a linguagem mais rápida e confiável para o desenvolvimento de sistemas. Varejão (2004, p. 22) afirma ainda que C++ foi projetada para ser uma extensão de C com orientação a objetos, mas tornou-se uma LP muito complexa. Como alternativa, pode-se desenvolver aplicativos para Palm OS utilizando o Java 2 Micro Edition (J2ME) que é uma versão reduzida do Java 2 Standard Edition (J2SE), voltada para dispositivos móveis. Conforme Wilding-McBride (2003, p. 1), o J2ME é dividido em configurações, perfis e pacotes opcionais. Esta divisão permite que o J2ME possa ser suportado por diferentes tipos de dispositivos móveis, com diferentes características e limitações. Desta forma, a máquina virtual de cada aparelho pode implementar o que for possível para sua capacidade. Porém, a máquina virtual disponível para o Palm OS não implementa todas as configurações possíveis do J2ME, apesar de existirem poderosos palmtops com o sistema operacional (SO), alguns possuindo inclusive capacidade de processamento superior aos primeiros computadores que executaram J2SE. Neste sentido, é proposto o desenvolvimento de um compilador para Palm OS para uma linguagem robusta e ao mesmo tempo simples, com orientação a objetos, que aproveite os recursos nativos do SO, tenha boa performance e seja produtiva. Varejão (2004, p. 22)

11 3 afirma que Java é uma LP fortemente baseada em C++, mas é bem mais simples. É orientada a objetos, não utiliza explicitamente o conceito de ponteiros e tem se tornado amplamente utilizada por causa da sua confiabilidade e portabilidade. Desta maneira, utilizar a LP Java 5.0 para desenvolver programas nativos para Palm OS parece ser uma solução viável e adequada. 1.1 OBJETIVOS DO TRABALHO O objetivo deste trabalho é desenvolver um compilador para linguagem Java 5.0 que gere executável nativo para Palm OS. Os objetivos específicos são: a) fazer as análises léxica, sintática e semântica dos programas Java, mostrando erros de compilação, inclusive referentes à utilização de recursos e bibliotecas não suportadas; b) traduzir os programas Java para código intermediário em C++ e, a partir dele, gerar código executável; c) implementar em C++ algumas bibliotecas que fazem parte da Application Programming Interface (API) do Java, incluindo bibliotecas de componentes visuais (java.util, java.awt) para serem utilizadas nos programas Java. 1.2 RELEVÂNCIA DO TRABALHO Como foi dito anteriormente, o J2ME não é totalmente adequado para o desenvolvimento de aplicativos para o Palm OS, uma vez que possui muitos recursos não explorados pela máquina virtual disponível. Além disso, com C++ é possível tirar proveito dos recursos da plataforma, porém é uma linguagem complexa (VAREJÃO, 2004, p. 22). Para escrever um simples aplicativo, o desenvolvedor precisa se preocupar com vários controles, como loops para tratamento de eventos e mensagens e inicialização de formulários. Estes fatos justificam o desenvolvimento de um compilador Java para Palm OS, que possa extrair tanto os benefícios da linguagem quanto os da plataforma. Ainda, desenvolver um compilador para linguagem Java 5.0 pode ser considerada uma tarefa complexa, mesmo

12 4 admitindo a existência da especificação da linguagem e de bons geradores de analisadores léxicos e sintáticos. Observa-se também que apesar do Java ser uma linguagem mais simples que C++, trabalha fortemente com o conceito orientação a objetos e interfaces, além de possuir inúmeros outros recursos como coletor de lixo, tratamento de exceções e uma grande quantidade de bibliotecas. Outro ponto forte deste trabalho será a geração de código intermediário C++, que poderá ser facilmente portado para outra arquitetura. Considerando que a maioria dos computadores possui compilador C++ para sua arquitetura, será possível com pequenas implementações, a compilação de programas Java para execução nativa em outros computadores. Por fim, espera-se que a utilização do Java torne prático e produtivo o desenvolvimento de aplicativos para Palm OS, tirando do desenvolvedor uma série de formalismos necessários para desenvolver um programa nativo em C ou C++ e oferecendo a segurança e a confiabilidade do Java. 1.3 METODOLOGIA O trabalho será desenvolvido observando as seguintes etapas: a) levantamento bibliográfico: realizar levantamento de bibliografia sobre compiladores para linguagens orientadas a objetos, tradução e geração de código, programação para Palm OS; b) análise da linguagem Java: analisar a especificação da linguagem Java 5.0 e definir o que deve ser suportado pelo compilador, delimitando o escopo da implementação; c) levantamento dos requisitos: detalhar e reavaliar os requisitos que o compilador deve atender, observando as necessidades levantadas durante a revisão bibliográfica e análise da linguagem; d) especificação do compilador: especificar o compilador com análise orientada a objetos, utilizando a Unified Modeling Language (UML). Será utilizada a ferramenta Enterprise Architect para o desenvolvimento dos diagramas de caso de uso, de classes e de seqüência; e) análise das linguagens Java e C++: identificar semelhanças nas construções destas duas linguagens e criar o mapeamento para conversão de construções de uma

13 5 linguagem para outra; f) implementação do compilador: desenvolver o compilador em Java, utilizando o ambiente de desenvolvimento Eclipse e a ferramenta Java Compiler Compiler (JavaCC) para gerar os analisadores léxico e sintático. Implementar a análise semântica e as estruturas necessárias para geração de código. Os analisadores serão implementados a partir da especificação da linguagem Java 5.0 analisada na etapa (b); g) implementação do coletor de lixo: implementar um coletor de lixo em C++, utilizando o ambiente de desenvolvimento Palm OS Developer Suite, para simular o coletor de lixo da máquina virtual Java; h) implementação do gerador de código: desenvolver o gerador de código em Java, utilizando o ambiente de desenvolvimento Eclipse, para gerar código intermediário C++ a partir do mapeamento Java C++ elaborado na etapa (e). Os fontes C++ gerados deverão ser compilados para gerar um executável compatível com o Palm OS (arquivo com extensão.prc); i) implementação de bibliotecas Java em C++: implementar em C++, utilizando o ambiente de programação Palm OS Developer Suite, algumas bibliotecas da API do Java. Estas bibliotecas poderão ser utilizadas nos programas e serão chamadas no código gerado pelo compilador; j) testes: implementar testes automatizados utilizando a ferramenta JUnit para garantir a qualidade do compilador. Criar programas de teste utilizando todas as funcionalidades implementadas e executá-los no simulador Palm OS Simulator e em um palmtop, verificando se o resultado esperado foi alcançado. As etapas serão realizadas nos períodos relacionados no Quadro fev. mar. abr. maio jun. etapas / quinzenas levantamento bibliográfico análise da linguagem Java levantamento dos requisitos especificação do compilador análise das linguagens Java e C++ implementação do compilador implementação do coletor de lixo implementação do gerador de código implementação de bibliotecas Java em C++ testes Quadro 1 - Cronograma

14 6 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Neste capítulo são apresentados alguns aspectos teóricos relacionados ao trabalho, dentre eles: modelos das linguagens de programação, módulos de um compilador, compiladores para linguagens orientadas a objetos, a linguagem de programação Java e a plataforma Palm OS. Na última seção são descritos alguns trabalhos correlatos. 2.1 LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO Varejão (2004, p ) explica que as linguagens podem ser classificadas em diferentes grupos de características, denominados paradigmas. Os paradigmas dividem-se em duas categorias principais: a) imperativo: engloba as linguagens fundamentadas na idéia de computação como um processo que realiza mudanças de estados. Nesse sentido, um estado representa uma configuração qualquer da memória do computador. Assim, os programas especificam como o processamento deve ser feito no computador. Os conceitos fundamentais são de variável, valor e atribuição. É subdividido em três outros paradigmas: - estruturado: baseia-se na idéia de desenvolvimento de programas por refinamentos sucessivos. Organiza o fluxo de controle de execução dos programas desestimulando o uso de comandos de desvio incondicional e incentivando a divisão dos programas em subprogramas e em blocos aninhados de comandos. Pascal e C são exemplos de linguagens que adotam esse paradigma, - orientado a objetos: oferece conceitos com o objetivo de tornar mais rápido e confiável o desenvolvimento de aplicações. Baseia-se em classes, que são abstrações que definem uma estrutura de dados e um conjunto de operações que podem ser realizadas sobre elas, permitindo a implementação natural de modularização em unidades que são fáceis de integrar e estender. Outros conceitos importantes são herança e polimorfismo. Smalltalk, C++ e Java são linguagens que suportam esse paradigma,

15 7 - concorrente: fundamenta-se na execução de vários processos simultaneamente que concorrem por recursos. Os processos podem estar em um único computador ou distribuídos em vários, compartilhando dados ou dispositivos. Ada e Java são as linguagens mais conhecidas que suportam esse paradigma; b) declarativo: engloba as linguagens que descrevem de forma abstrata a tarefa a ser resolvida, sem a existência de atribuições de valores a variáveis, uma vez que as variáveis são incógnitas e não unidades de memória. É dividido em dois outros paradigmas: - funcional: tem o objetivo de definir uma função que retorne um valor como resposta do problema. Um programa funcional é uma função que chama outras funções, podendo fazer chamadas recursivas e passar funções como parâmetro. Lisp e Haskell são exemplos de linguagens funcionais, - lógico: baseia-se em cálculo de predicados, definido por uma relação entre constantes ou variáveis. Um programa lógico é composto por cláusulas que definem predicados e relações factuais. Utiliza um mecanismo de inferência para deduzir novos fatos para verificar a veracidade das questões. Prolog é o exemplo mais conhecido de linguagem lógica. 2.2 COMPILADORES Um compilador é um programa que lê um programa escrito numa linguagem a linguagem fonte e o traduz num programa equivalente numa outra linguagem a linguagem alvo. Como importante parte desse processo de tradução, o compilador relata a seu usuário a presença de erros no programa fonte. (AHO; SETHI; ULMAN, 1995, p. 1, grifos dos autores). Louden (2004, p. 6-13) diz que o processo de compilação pode ser dividido nas seguintes fases: a) sistema de varredura: nesta fase o programa fonte é lido e ocorre a análise léxica, onde seqüências de caracteres são organizadas como unidades significativas denominadas tokens, que são como palavras em uma linguagem natural; b) analisador sintático: recebe do sistema de varredura o código fonte em forma de tokens e efetua a análise sintática, que determina a estrutura do programa. O resultado desta fase é uma estrutura denominada árvore sintática;

16 8 c) analisador semântico: verifica o significado das construções do programa que determinam o seu comportamento durante sua execução. O analisador semântico trata da semântica estática, considerando os atributos que podem ser determinados em tempo de compilação. A semântica dinâmica é resolvida em tempo de execução e não pode ser identificada pelo compilador já que este não executa o programa. O resultado desta fase é uma árvore sintática anotada com informações adicionais, tais como tipos retornados pelas expressões; d) otimizador de código-fonte: aplica algumas melhorias e otimizações na árvore anotada e no código intermediário gerado a partir dela; e) gerador de código: gera, a partir do código intermediário, o código para a máquina-alvo; f) otimizador de código-alvo: nessa fase, o compilador faz algumas otimizações no código-alvo, visando melhorar o desempenho. Otimizações possíveis incluem remoção de instruções redundantes e alteração do modo de endereçamento. 2.3 COMPILADORES DE LINGUAGENS ORIENTADAS A OBJETOS O processo de compilação de linguagens orientadas a objetos começa a se diferenciar da compilação de linguagens estruturadas na análise semântica, onde o significado das estruturas é analisado. As estruturas empregadas nesse tipo de linguagem são as classes. As demais fases do processo de compilação são influenciadas pela definição da classe. A herança, por exemplo, possui, dependendo do tipo (simples ou múltipla), diferentes técnicas para verificação de semântica, geração de código e otimização de código. Outra característica observada nas linguagens orientadas a objeto é o polimorfismo, onde um objeto pode assumir várias formas, ou seja, uma variável de uma classe em um programa pode referenciar um objeto de qualquer classe do tipo declarado ou de uma classe derivada. Isso implica que as chamadas de métodos a partir desta variável devem ser resolvidas em tempo de execução, porque durante a compilação, não há como conhecer o tipo do objeto que a variável está referenciando.

17 9 2.4 LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO JAVA Java teve seu início em 1991, num projeto interno financiado pela Sun Mycrosystems, que apostava no futuro do mercado de dispositivos eletrônicos inteligentes. O projeto resultou no desenvolvimento de uma linguagem baseada em C e C++. Mas o mercado desses dispositivos inteligentes não se desenvolveu como esperado e a linguagem Java acabou sendo anunciada oficialmente pela Sun apenas em 1995, em uma importante conferência (DEITEL; DEITEL, 2003, p. 59). Segundo Sebesta (2000, p. 105), Java foi baseada no C++, mas foi projetada para ser menor, mais simples e mais confiável. Possui tipos primitivos e classes. Não possui ponteiros. Desta forma, as instâncias de objetos são alcançadas através de referências, que não indicam localizações de memória, mas apontam diretamente para os objetos, eliminando a prática de fazer operações aritméticas sobre referências, que está propensa a erros. Java implementa fortemente o conceito de orientação a objetos, impedindo a criação de subprogramas independentes. Todos os subprogramas Java são métodos definidos em classes. Diferente do C++, que permite herança múltipla de classes, Java permite apenas herança simples. Alguns acham que herança múltipla acarreta mais complexidade e confusão do que benefícios. Mas alguns desses benefícios podem ser conseguidos em Java através da utilização de interfaces. A plataforma possui suporte nativo a multi-threading, onde o controle de concorrência foi facilitado com o modificador syncronize, que pode ser utilizado em métodos ou blocos. A presença deste modificador garante o acesso único na execução de blocos mutuamente exclusivos. Java possui ainda uma forma implícita para desalocação de objetos. Chamado de coletor de lixo, ele fica monitorando os objetos que não são mais utilizados e libera a memória para eles alocada. Isto libera o programador de destruir os objetos criados. A versão 5.0 do Java, que possui este nome em homenagem aos cinco anos da segunda geração da plataforma, trouxe alguns recursos interessantes à plataforma e à linguagem. As mudanças da última versão incluem: tipos genéricos, metadados, autoboxing, melhorias no loop for, tipos enumerados, import estático, entrada e saída formatada no estilo C, utilitários para concorrência e simplificação na geração de interfaces para invocação de métodos remotos (AUSTIN, 2004).

18 PLATAFORMA PALM OS Foster (2002, p. 3-4) descreve que mesmo com as características atualmente disponíveis nos dispositivos Palm OS, tais dispositivos não foram planejados para serem versões portáteis de computadores desktop. Foram projetados para serem uma extensão a um sistema desktop, fornecendo uma janela para os dados do computador e permitindo que os dados sejam vistos em qualquer lugar. Embora seja certamente possível executar muitas tarefas complexas com os handhelds Palm OS, seu formato e funções são otimizados para visualizar dados existentes e adicionar apenas pequenas quantidades de novos dados. Para apresentar os dados de um usuário quando este está longe do computador, o dispositivo handheld deve atender a determinados critérios, como: a) tamanho reduzido: ser pequeno o suficiente para ser carregado para qualquer lugar. A maioria dos dispositivos atualmente disponíveis para plataforma Palm OS cabe perfeitamente em um bolso de camisa; b) interface ergonômica: usar o dispositivo deve ser fácil e rápido o suficiente para não interromper o que o usuário esteja fazendo. Informações importantes devem estar disponíveis instantaneamente e com o mínimo de interação do usuário; c) integração com computador: sincronizar seus dados fácil e confiavelmente com o computador desktop. Durante o processo de sincronização, os dados do computador devem ser copiados para o handheld, e os dados do handheld devem ser copiados para um backup no computador. Além do dispositivo, os aplicativos também devem ser desenvolvidos seguindo alguns critérios. O principal deles é ergonomia, pois como a tela do dispositivo possui tamanho reduzido, os programas devem ser escritos de modo a otimizar os dados apresentados. Para desenvolver aplicativos, o Palm OS possui uma API com recursos para: criar interfaces gráficas, tratar eventos de interação com o usuário, manipular arquivos e acessar recursos do dispositivo como infravermelho e bluetooth. Ainda, a PalmSource disponibiliza juntamente com o ambiente de programação Palm OS Developer Suite um simulador do SO, o Palm OS Simulator, que auxilia os desenvolvedores permitindo a depuração dos aplicativos em um ambiente igual ao de um handheld (PALMSOURCE, 2006).

19 TRABALHOS CORRELATOS Hildebrandt (2003) apresenta um estudo sobre o processo de desenvolvimento de aplicações para a plataforma Palm OS, utilizando a linguagem C++. Para validar seu estudo é implementado um editor gráfico 2D para desenhar e apagar polígonos não-convexos, utilizando a tela do Palm como principal elemento de interface gráfica interativa com o usuário. O estudo também apresenta as principais características da plataforma e as ferramentas de desenvolvimento disponíveis para Linux. Leyendecker (2005) especificou uma linguagem de programação orientada a objetos para a plataforma Microsoft.NET e desenvolveu em C# um compilador para esta linguagem. O compilador gera código Microsoft Intermediate Language (MSIL) que é executado a partir da Common Language Runtime (CLR). A linguagem desenvolvida possui sintaxe muito semelhante à linguagem C#, mas com alguns facilitadores para trabalhar com regras de negócio. Hewgill (1997) desenvolveu o Jump, um programa que permite que desenvolvedores escrevam código Java para o PalmPilot. Compatível com a especificação 1.1 do Java, ele lê o bytecode de um aplicativo, gera e compila Assembly para o processador do palmtop, tendo como saída um executável nativo. Java2cpp (PROGRAMICS.COM, 2003) é um utilitário gratuito que traduz programas Java para C++. Tem como entrada arquivos.java e como saída arquivos.h e.cpp que podem ser compilados para Windows ou para Linux. Compatível com a especificação 1.4 do Java, possui uma biblioteca implementada em C++, chamada DObject Library (DOL), que transcreve algumas funcionalidades do Java, como multi-threads, sockets e suporte a banco de dados.

20 12 3 REQUISITOS DO SISTEMA A SER DESENVOLVIDO O compilador deverá: a) receber como entrada arquivos fonte Java e reportar erros léxicos, sintáticos e semânticos (requisito funcional - RF); b) gerar código C++ como código intermediário do processo de compilação (RF); c) gerar programa executável para Palm OS (RF); d) suportar bibliotecas básicas do Java, incluindo bibliotecas para criação de interfaces gráficas (java.util, java.awt) (requisito não funcional - RNF); e) gerar código para simular o mecanismo de coleta de lixo do Java para liberar memória não utilizada pelo programa (RF); f) possuir biblioteca Java para utilização de recursos específicos do Palm OS (RNF); g) ser implementado em Java utilizando o ambiente de programação Eclipse (RNF).

21 13 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Verificou-se que o desenvolvimento de aplicativos para plataforma Palm OS está avançando junto com o número de dispositivos, usuários e, conseqüentemente, desenvolvedores. Isto demanda ferramentas que tornem o desenvolvimento mais prático e produtivo. Por este motivo, está sendo proposta a implementação de um compilador Java, objetivando facilitar o desenvolvimento de tais aplicativos. Para o desenvolvimento do compilador será necessário um estudo sobre compiladores, mais especificamente sobre compiladores para linguagens orientadas a objeto. Também será estudado o desenvolvimento de aplicativos para Palm OS, bem como a API do SO e a linguagem C++, que será a linguagem alvo do compilador. A especificação da linguagem Java 5.0 deve ser amplamente utilizada no processo de especificação do compilador. Quanto aos trabalhos correlatos, tem-se que o trabalho descrito em Leyendecker (2005) é muito semelhante a este no que se refere à especificação e à implementação do compilador. Como este trabalho, aquele é um compilador para uma linguagem orientada a objeto, que tem como saída código intermediário ao invés de código em linguagem de máquina. A principal diferença é que neste trabalho não será especificada uma linguagem, mas sim utilizada a especificação da linguagem Java, que é uma LP amplamente utilizada e de conhecimento de muitos desenvolvedores. Estudando o trabalho de Hildebrandt (2003) é possível verificar os passos necessários para construir um aplicativo para plataforma Palm OS. A implementação do trabalho aqui proposto buscará minimizar estes passos e tornar a implementação mais simples. Pretende-se implementar o mesmo aplicativo descrito naquele trabalho utilizando o compilador proposto. Espera-se que o código resultante contenha menos linhas de código, porém funcionalidade equivalente. Hewgill (1997) desenvolveu um trabalho semelhante ao proposto, o Jump. Apesar do propósito dos trabalhos serem o mesmo, o Jump diferencia-se deste no que se refere aos arquivos de entrada e saída. Como entrada recebe arquivos Java compilados (arquivos.class) e como saída tem arquivos Assembly, que são montados e geram executáveis. Jump não tem sido atualizado desde 1997 e é compatível apenas com a especificação 1.1 do Java, tornandoo pouco útil e pouco compatível com a atual versão do Palm OS. Por fim, o java2cpp é uma ferramenta que possui várias características presentes no trabalho proposto. Porém diferencia-se por não ser um compilador, mas sim um conversor.

22 14 Ele não trata erros semânticos nos arquivos de entrada e os converte em arquivos fonte C++ compatíveis com Windows ou Linux. Já o compilador proposto deve apresentar tanto os erros semânticos quanto os erros léxicos e sintáticos nos fontes Java.

23 15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AHO, A. V.; SETHI, R.; ULLMAN, J. D. Compiladores: princípios, técnicas e ferramentas. Tradução Daniel de Ariosto Pinto. Rio de Janeiro: LTC, AUSTIN, C. J2SE 5.0 in a Nutshell. [S.l.], Disponível em: < Acesso em: 10 set BACHMANN, G.; FOSTER, L. R. Professional Palm OS programming. Indianapolis: Wiley Publishing, DEITEL, H. M.; DEITEL, P. J. Java: como programar. 4. ed. Tradução Carlos Arthur Lang Lisbôa. Porto Alegre: Bookman, FOSTER, L. R. Palm OS programming bible. 2nd. ed. Indianapolis: Wiley Publishing, HEWGILL, G. Jump. [S.l.], Disponível em: < Acesso em: 28 ago HILDEBRANDT, E. Estudo do processo de desenvolvimento em palm usando C++ na plataforma Linux f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciências da Computação) - Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau. LEYENDECKER, G. Z. Especificação e compilação de uma linguagem de programação orientada a objetos para a plataforma Microsoft.NET f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciências da Computação) - Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau. LOUDEN, K. Compiladores: princípios e práticas. Tradução Flávio Soares Corrêa da Silva. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, PALMSOURCE. Core tools. [S.l.], Disponível em: < Acesso em: 19 set PROGRAMICS.COM. Java to C++ source translator. [S.l.], Disponível em: < Acesso em: 28 ago SEBESTA, R. W. Conceitos de linguagens de programação. 4. ed. Tradução José Carlos Barbosa dos Santos. Porto Alegre: Bookman, VAREJÃO, F. M. Linguagens de programação: conceitos e técnicas. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004.

24 WILDING-MCBRIDE, D. Java development on PDAs: Building applications for PocketPC and Palm devices. Boston: Addison-Wesley,