Linguagens de Programação Classificação

Transcrição

1 Classificação

2 Classificação A proximidade que a linguagem de programação tem com a humana determina sua classe (o nível): Linguagem de máquina (primeira geração) Linguagem assembly - de montagem (segunda geração) Linguagem de alto nível (terceira geração) Linguagem de muito alto nível (quarta geração)

3 Linguagem de Máquina-1ª Geração Linguagem de máquina é o código que o computador executa diretamente, É composta de 0 s e 1 s, e neste caso é conhecida como linguagem binária, A linguagem de máquina é escrita de acordo com as características de um determinado processador, Por isto é totalmente dependente do hardware, e do fabricante do processador;

4 Linguagem de Máquina/Representação Instruções de linguagem de máquina são representadas por códigos na forma de palavras binárias. Por exemplo:

5 LINGUAGEM DE MÁQUINA HEXADECIMAL Exemplo de programa em hexadecimal

6 Linguagem de Máquina/Representação Execução direta pela máquina, sem tradução

7 Linguagem de Máquina/Hexadecimal Linguagem Hexadecimal: sequência de bits pode ser representada por números hexadecimais Notação em hexadecimal b = B001 h Programação impraticável para escrita e leitura (mesmo com hexadecimal)... O que fazer??

8 Linguagem Assembly - 2ª Geração A linguagem assembly (linguagem de montagem) permite que o programador utilize nomes (chamados mnemônicos) e símbolos em lugar dos números, Utiliza palavras abreviadas (mnemônicos) indicando operações MOV R1, R2 mnemônico MOV (abreviação de MOVE) dois registradores como parâmetros: R1 e R2 processador comanda o movimento do conteúdo de R2 para R1 equivalente à instrução Java R1 = R2;

9 ADD R1, R2 Linguagens de Programação Linguagem Assembly (de Montagem) mnemônico ADD (abreviação de ADDITION) dois registradores como parâmetros: R1 e R2 processador comanda a adição do conteúdo de R1 ao conteúdo de R2 e o resultado é armazenado em R1 equivalente à instrução em Java R1=R1+R2; Simplificações da linguagem assembly: escolhe nomes descritivos para as posições de memória, usa mnemônicos para representar códigos de operação;

10 Linguagem Assembly (de Montagem) A conversão da linguagem assembly para a linguagem de máquina se chama montagem E é feita por um programa chamado montador (ou assembler) Linguagem de Montagem (Assembly) Programa Montador (Assembler) Linguagem de Máquina

11 Linguagem Assembly (de Montagem) A linguagem assembly é também única para cada tipo de CPU (processador), Utiliza instruções de baixo nível que operam com registros e memórias diretamente, Não pode ser reutilizada em famílias de processadores diferentes, Famílias geralmente mantém um certo nível de interoperabilidade Família x86 processador Pentium suporta o assembly do 80486, que suporta o do ;

12 Linguagem Assembly (de Montagem) Aplicações para a linguagem assembly: Controle de processos com resposta em tempo real devido à possibilidade de gerar programas mais eficientes Comunicação/transferência de dados: devido à possibilidade de acessar diretamente o hardware Otimização de sub-tarefas da programação de alto nível um programa não precisa somente ser escrito em linguagem assembly ou linguagem de alto nível

13 Linguagens de Alto Nível-(3ª Geração) Linguagens de alto nível apresentam uma sintaxe mais próxima da linguagem natural, Usam palavras reservadas extraídas do vocabulário corrente (int, public, if,...) class HelloWorld { public static void main (String[] args) { System.out.println ( HelloWorld ); } }

14 Linguagens de Alto Nível Permitem a manipulação dos dados nas mais diversas formas: números inteiros, reais, matrizes, etc... A linguagem assembly trabalha com bits e bytes, armazenados em memória;

15 Linguagens de Alto Nível Algumas linguagens de programação, e o ano em que foram desenvolvidas:

16 Visão geral do histórico das linguagens

17 Linguagens de Alto Nível Os programas escritos nessas linguagens são convertidos para a linguagem de máquina através de um programa compilador, ou de um interpretador Linguagem de Alto Nível Compilador ou interpretador Linguagem de Máquina

18 Linguagens de Muito Alto Nível-(4ª Geração) As linguagens de quarta geração têm uma estrutura mais próxima da linguagem humana do que as linguagens de programação de alto nível Definem o que deve ser feito, e não como deve ser feito Como exemplo de linguagens de quarta geração tem-se: linguagens de consulta a banco de dados, linguagens de prototipação (ferramentas case);

19 Linguagens de Muito Alto Nível Linguagens de Consulta As linguagens de consulta foram desenvolvidas para manipular bases de dados. Exemplo: linguagem SQL Apresenta os dados dos campos nome e telefone da tabela Funcionario: select nome, telefone FROM Funcionario;

20 Processamento de Linguagens Computadores atuais são capazes de executar somente programas em uma linguagem de nível baixo, a linguagem de máquina Linguagem de Alto Nível (Código Fonte) Análise sintática e semântica class HelloWorld { public static void main (String[]args) { System.out.println( HelloWorld ); } } Linguagem de Máquina (Código Executável) Execução

21 Processamento de Linguagens Como fazer esta tradução? Do código fonte para o código executável? Linguagem de Alto Nível (Código Fonte) Análise sintática e semântica class HelloWorld { public static void main (String[]args) { System.out.println( HelloWorld ); } } Linguagem de Máquina (Código Executável) Execução

22 Processamento de Linguagens Compilação e interpretação são os processos pelos quais o código fonte é traduzido em código de máquina Há ainda a possibilidade de uma mescla das duas (em um sistema híbrido), como é o caso da linguagem Java;

23 Interpretação Código Fonte Análise sintática e semântica Código Executável Zeros e uns... Estas análises são feitas em cada linha por vez 1. class HelloWorld{ Execução linha 1 2. public static void main(string[] args) { Execução linha 2

24 Interpretação 1. class HelloWorld{ Execução linha 1 2. public static void main(string[] args) { Execução linha 2 As ações indicadas pelos comandos da linguagem são diretamente executadas Existe, para executar cada ação possível, um subprograma (escrito na linguagem de máquina do computador hospedeiro)

25 Interpretação Um interpretador é um programa que executa repetidamente a seguinte seqüência: Obter o próximo comando do programa Determinar que ações devem ser executadas Executar estas ações

26 Interpretação Características do processo de interpretação: Não gera um arquivo de código executável Toda a vez que for executar o programa, terá que ler o código fonte É necessário ter o interpretador na máquina onde o código fonte foi desenvolvido, bem como onde o código fonte será executado É independente de plataforma

27 Interpretação Código Fonte Análise sintática e semântica Código Executável Zeros e uns... Estas análises são feitas em todo o código fonte, para depois gerar o código executável class HelloWorld { public static void main (String[]args) { System.out.println( HelloWorld ); } }

28 Interpretação Código Fonte Análise sintática e semântica Código Executável Zeros e uns... Programas escritos em linguagem de alto nível são compilados para versões equivalentes em linguagem de máquina, antes de serem executados

29 INTERPRETAÇÃO Vantagens Não gera um arquivo de código executável; é comum que gere bytecode Desvantagens Toda vez que for executar o programa, terá que ler o código fonte. É independente de plataforma (desde que o próprio interpretador tenha sido ( portado Quando comparada com a compilação, a primeira vez da execução de uma interpretação é mais rápida. Mas as demais execuções serão mais lentas É necessário ter o interpretador na máquina onde o código fonte foi desenvolvido, bem como onde o código fonte será executado

30 Compilação Características do processo de compilação: A primeira vez que for executar um programa será relativamente demorado, pois será necessário compilá-lo, Mas nas próximas execuções, será mais rápido Gera código executável, Como gera o executável, não é necessário recompilar novamente para executar o programa;

31 Compilação Características do processo de compilação (cont): É preciso ter um compilador na máquina onde se desenvolve o programa, mas não onde ele é executado É dependente de plataforma, pois o código fonte gerado é preparado para rodar em uma plataforma específica (Windows, Linux, Apple, etc)

32 Vantagens COMPILAÇÃO Desvantagens Gera código executável Como gera o executável, não é necessário recompilar novamente para executar o programa É dependente de plataforma, pois o código de máquina gerado é preparado para rodar em uma plataforma específica A primeira vez que for executar um programa será relativamente demorado, pois será necessário compilá-lo. Mas nas próximas execuções, será mais rápido

33 Vantagens COMPILAÇÃO Desvantagens É preciso ter um compilador na máquina onde se desenvolve o programa, mas não onde ele é executado