LINGUAGENS E PARADIGMAS DE PROGRAMAÇÃO. Ciência da Computação IFSC Lages. Prof. Wilson Castello Branco Neto

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1 LINGUAGENS E PARADIGMAS DE PROGRAMAÇÃO Ciência da Computação IFSC Lages. Prof. Wilson Castello Branco Neto

2 Conceitos de Linguagens de Roteiro: Apresentação do plano de ensino; Apresentação do plano de aula; Aula 1-4h 1.Introdução às linguagens de programação; 2.Evolução das linguagens de programação; Aula 2-4h 3. Classificação das linguagens de programação; 4. Implementação de linguagens de programação.

3 Conceitos de Linguagens de Leitura Obrigatória: TUCKER, A. B.; NOONAN, R. E.; Linguagens de programação: princípios e paradigmas. 2. ed. São Paulo: McGrall-Hill, Capítulo 1. SEBESTA, R. W.; Conceitos de linguagens de programação. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, Seções 1.7 e 1.8. Leitura Complementar SEBESTA, R. W.; Conceitos de linguagens de programação. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, Demais seções do capítulo 1 e capítulo 2.

4 Conceitos de Linguagens de Objetivos de aprendizagem Aula 1: Compreender porque é importante estudar conceitos de linguagens de programação; Definir o que é uma linguagem de programação; Relacionar as linguagens de programação mais importantes;

5 Conceitos de Linguagens de Diferenciar sintaxe e semântica; Aplicar os critérios para avaliação de uma linguagem de programação; Descrever a evolução das linguagens de programação.

6 Introdução às Linguagens de Atividade: Faça um programa na linguagem C, que leia dois valores e apresente o maior valor.

7 Introdução às Linguagens de

8 Introdução às Linguagens de

9 Introdução às Linguagens de

10 Introdução às Linguagens de

11 Introdução às Linguagens de Por que estudar conceitos de linguagens de programação?

12 Introdução às Linguagens de Facilidade para aprender novas linguagens: As linguagens de programação estão em constante evolução, por isto, é fundamental que o profissional esteja sempre atualizado. Embasamento para escolher linguagens adequadas: Normalmente os programadores conhecem apenas as linguagens mais utilizadas no momento. Simulação de recursos em outras linguagens, tornando a programação mais complexa e insegura.

13 Introdução às Linguagens de Capacidade aumentada para expressar ideias; A amplitude do vocabulário interfere na complexidade dos pensamentos. As restrições impostas pelas linguagens limita a capacidade de abstração dos problemas. O conhecimento sobre construções existentes em uma linguagem auxilia a resolução de problemas em outras linguagens que não possuem tal construção.

14 Introdução às Linguagens de Melhor entendimento da implementação da linguagem: Um programador será melhor se ele souber como uma decisão de projeto é influenciada pelas características da linguagem. Ex: Modularização. Melhor uso das linguagens conhecidas: Ninguém conhece todos os recursos de uma linguagem e por isto deixa de utilizar muitos deles. Nem sempre as melhores linguagens são as mais utilizadas. Avanço geral da computação.

15 Introdução às Linguagens de O que é uma linguagem? É o sistema através do qual o homem comunica suas ideias; O que é uma linguagem de programação? Também é o sistema através do qual o homem comunica suas ideias; Quais são as diferenças? Permite a comunicação com o computador; Seu vocabulário reduzido possibilita apenas a expressão de ideias computacionais.

16 Introdução às Linguagens de Pode-se definir uma linguagem de programação como um conjunto de termos e regras que permitem a construção de instruções.

17 Introdução às Linguagens de Que linguagens de programação você conhece?

18 Introdução às Linguagens de

19 Introdução às Linguagens de Por que foram criadas tantas linguagens de programação diferentes?

20 Introdução às Linguagens de Diferenças nos domínios de aplicação destas linguagens; Inteligência Artificial; Educação (Ensino de ); Ciência e Engenharia; Sistemas de Informação; Sistemas e Redes; World Wide Web.

21 Introdução às Linguagens de O que diferencia as linguagens de programação?

22 Introdução às Linguagens de Princípios de projetos de linguagens: Sintaxe: Qual o conjunto de palavras e símbolos que deve ser utilizado? Qual gramática define como as palavras e símbolos devem ser agrupados? Semântica: Qual o significado de cada comando?

23 Introdução às Linguagens de Nomes e tipos: Que regras devem ser seguidas para nomear as entidades (variáveis, funções, classes, atributos, etc)? Quais as possibilidades de escopo, visibilidade e ligação? Que tipos os valores podem ter e quais são as regras para sua operação?

24 Introdução às Linguagens de Exemplo 1: if (x > y) { printf("o maior valor é %d.\n",x); } else { printf("o maior valor é %d.\n",y); } if (x > y) then writeln('o maior valor eh ',x) else writeln('o maior valor eh ',y);

25 Introdução às Linguagens de Exemplo 2: if (x > y) { printf("o maior valor é %d.\n",x); } else { printf("o maior valor é %d.\n",y); } (if (> x y) x y)

26 Introdução às Linguagens de for (i=0;i<x;i++) { printf("digite um número inteiro:"); scanf("%d",&y[i]); } i = 0; while (i<x) { printf("digite um número inteiro:"); scanf("%d",&y[i]); i++; }

27 Introdução às Linguagens de O que se deve considerar no projeto de uma linguagem?

28 Introdução às Linguagens de Restrições do projeto de uma linguagem Arquitetura: As linguagens são projetadas para uma determinada arquitetura de computador (von Neumann); Configuração técnica: Área de aplicação, sistema operacional, IDE e outras preferências da comunidade de usuários.

29 Introdução às Linguagens de Padrões: Linguagens muito utilizadas tendem a ser padronizadas, para facilitar a portabilidade de programas. Sistemas legados: As novas versões de uma linguagem devem permitir a compilação de programas antigos. Com isto, a tendência é que as novas linguagens fiquem sobrecarregadas de comandos obsoletos (Exemplo: C++ em relação ao C. Contraexemplo: Java em relação ao C++).

30 Introdução às Linguagens de Quais critérios podem ser usados para avaliar uma linguagem?

31 Introdução às Linguagens de Critérios de avaliação de linguagens Simplicidade e legibilidade: Os programas devem ser facilmente produzidos e compreendidos. Clareza nas ligações: Quando um elemento é ligado a uma propriedade (ligação precoce e ligação tardia);

32 Introdução às Linguagens de Confiabilidade: O programa se comporta sempre da mesma maneira, para o mesmo conjunto de entrada? Seu comportamento independe de plataforma? Ele permite uma verificação formal? Tratamento de exceções, vazamento de memória, tipagem, etc. Suporte: Deve ser facilmente acessível com compiladores de domínio público, multiplataforma, com abundância de material e grande número de pessoas que a conheçam.

33 Introdução às Linguagens de Abstração: A abstração de dados e procedimentos é fundamental para possibilitar a reutilização de código. Ortogonalidade: Os comandos e recursos de uma linguagem devem ser escritos a partir de um conjunto pequeno e independente de instruções primitivas. Implementação eficiente: Os recursos da linguagem devem permitir uma implementação simples e eficiente nas plataformas existentes.

34 Evolução das Linguagens de Como foram construídos os primeiros programas de computador? Como foi criada a primeira linguagem de programação?

35 Evolução das Linguagens de

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37 Classificação das Linguagens de Atividade: Leia o texto A evolução das linguagens de programação e responda as perguntas listadas no final.

38 Conceitos de Linguagens de Objetivos de aprendizagem Aula 1: Compreender porque é importante estudar conceitos de linguagens de programação; Definir o que é uma linguagem de programação; Relacionar as linguagens de programação mais importantes;

39 Conceitos de Linguagens de Diferenciar sintaxe e semântica; Aplicar os critérios para avaliação de uma linguagem de programação; Descrever a evolução das linguagens de programação.

40 Conceitos de Linguagens de Objetivos de aprendizagem Aula 2: Reconhecer os quatro principais paradigmas de programação; Relacionar as principais linguagens de cada paradigma; Definir as principais características que diferenciam as linguagens de um paradigma de outro;

41 Conceitos de Linguagens de Objetivos de aprendizagem Aula 2: Compreender as diferentes formas de implementar uma linguagem de programação; Especificar as vantagens e desvantagens de cada uma das formas de implementação.

42 Classificação das Linguagens de O que é paradigma? Modelo ou padrão que orienta uma determinada atividade. O que é um paradigma de programação? Padrão para resolução de problemas, que se relaciona a um determinado tipo de linguagens e programas.

43 Classificação das Linguagens de Quais são os paradigmas de programação? Imperativo; Orientado a objetos; Lógico; Funcional.

44 Classificação das Linguagens de Paradigma Imperativo: Primeiro paradigma de programação,baseado no modelo clássico de von Neumann; Atribuições, sequências de comandos, laços de repetição e comandos condicionais fazem parte deste paradigma; Abstração procedural é sua principal característica. Ex: C, Cobol, Fortran, Pascal, Ada, etc.

45 Classificação das Linguagens de Paradigma Orientado a Objetos: Um programa é constituído de vários objetos que trocam mensagens entre si; Objetos de dados são ativos e não passivos como no paradigma imperativo; Definição de classes de objetos, herança e passagem de mensagens caracterizam este paradigma. Ex: C++, C#, Java, Smalltalk, etc.

46 Classificação das Linguagens de Paradigma Funcional: O problema é modelado por um conjunto de funções matemáticas, cada uma com um espaço de entrada e um resultado; As funções interagem entre si, utilizando a composição funcional. Ex: LISP, Haskell, ML, etc.

47 Classificação das Linguagens de Paradigma Lógico: Declarativo descreve o problema e o que se deseja fazer e não como fazer (programação imperativa e OO); Conhecida como baseada em regras. Ex. Prolog.

48 Classificação das Linguagens de Assista o vídeo indicado abaixo e reflita sobre as diferenças entre as terminologias adotadas no vídeo e durante a aula:

49 Introdução às Linguagens de Quais os métodos de implementação de uma linguagem de programação? Ou como o código fonte pode ser transformado em código executável?

50 Implementação de Linguagens de Métodos de implementação: A implementação de qualquer linguagem de programação requer que os programas nessa linguagem sejam analisados e traduzidos para serem executados em computadores. Compilação; Interpretação; Métodos híbridos (Máquinas virtuais).

51 Implementação de Linguagens de Métodos de implementação: Compilação; Traduz um programa fonte para código de máquina de uma plataforma específica. Exemplos de linguagens compiladas: Fortran, C, C++ e Pascal. Quais as vantagens e desvantagens das linguagens compiladas?

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53 Introdução às Linguagens de

54 Implementação de Linguagens de Interpretação; Um programa interpretador simula em software uma máquina, traduzindo e executando as instruções simultaneamente. Exemplos de linguagens interpretadas: Lisp, Prolog e PHP. Quais as vantagens e desvantagens das linguagens interpretadas?

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56 Implementação de Linguagens de Híbridos; Um programa traduz um programa fonte para um código intermediário que é executado por um interpretador. Exemplos de linguagens interpretadas: linguagens da plataforma.net (VB.NET e C#) e Java. Quais as vantagens e desvantagens das linguagens interpretadas?

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58 Implementação de Linguagens de

59 Implementação de Linguagens de Ambiente de programação Ambiente Linguagem de programação Conjunto de ferramentas, como editor de texto, compilador e ligador (linker) que auxilia no desenvolvimento de programas; Os ambientes atuais possuem diversos outros recursos, como bibliotecas e modelos prontos.

60 Conceitos de Linguagens de Objetivos de aprendizagem Aula 2: Reconhecer os quatro principais paradigmas de programação; Relacionar as principais linguagens de cada paradigma; Definir as principais características que diferenciam as linguagens de um paradigma de outro;

61 Conceitos de Linguagens de Objetivos de aprendizagem Aula 2: Compreender as diferentes formas de implementar uma linguagem de programação; Especificar as vantagens e desvantagens de cada uma das formas de implementação.