Programação Imperativa

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1 Programação Imperativa

2 Linguagem de Programação Linguagem de Programação é um sistema de notações para descrição de computação sob forma legível tanto para o ser humano quanto para as máquinas. É um método padronizado para comunicar instruções para um computador, respeitando regras semânticas e sintáticas. Linguagens de programação propõe diferentes paradigmas de programação.

3 Um Paradigma de Programação fornece e determina a visão que o programador possui sobre a estruturação e execução do programa. Paradigma Imperativo (C, C++, Pascal) Paradigma Funcional (ML, LISP, Haskell) Paradigma Orientado a Objeto (C++, Java) Paradigma Concorrente (ADA, Java) Paradigma Orientado a Aspecto (AspectJ) Paradigma de Programação Lógica(PROLOG)

4 As linguagens imperativas são orientadas a acções, onde a computação é vista como uma sequência de instruções que manipulam valores de variáveis O fundamento da Programação Imperativa é o conceito de Máquina de Turing, que nada mais é que uma abstração matemática que corresponde ao conjunto de funções computáveis Sua criação foi influenciada pela arquitetura de computadores Von Neuman, onde programas e dados são armazenados na mesma memória.

5 MODELO COMPUTACIONAL VON NEUMANN Os operando das expressões são passados da memória para a CPU e o resultado da expressão é passado de volta para uma célula da memória.

6 Linguagens imperativas são caracterizadas por três conceitos: variáveis, atribuições e sequências. O estado de um programa imperativo é mantido em variáveis de programa que são associados com localizações de memória que correspondem a um endereço e um valor de armazenamento. O valor da variável pode ser acessado directa e indirectamente, e pode ser alterado através de um comando de atribuição. O comando de atribuição introduz uma dependência de ordem no programa: O valor de uma variável é diferente antes e depois de um comando de atribuição.

7 As funções de linguagem de programação imperativas são descritas como algoritmos que especificam como processar um intervalo de valores, a partir de um valor de domínio, com uma série de passos prescritos. A repetição, ou laço, é usada extensivamente para processar os valores desejados. Laços são usados para varrer uma sequência de localizações de memória tal como vetores, ou para acumular um valor em uma variável específica.

8 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS As características principais das linguagens imperativas são: As variáveis, que modelam as células de memória; Comandos de atribuição, que são baseados nas operações de transferência dos dados e instruções; A execução sequencial de instruções; E a forma iteractiva de repetição, que é o método mais eficiente desta arquitetura.

9 O repetição (laços) é utilizada extensivamente para computar valores desejados. Laços são usados para varrer um vetor ou acumular valores numa variável. Por causa dessas características, as linguagens imperativas têm sido chamadas de orientadas a estado ou orientadas à atribuição.

10 VANTAGENS Eficiência (embute o modelo de Von Neumann) Mais fácil de traduzir para a linguagem de máquina Paradigma dominante e bem estabelecido Modelagem Natural de aplicações do mundo real Muito flexível DESVANTAGENS Descrições demasiadamente operacionais Focaliza o como e não o quê Relacionamento indireto com a E/S (indução a erros/estados)

11 EXEMPLOS DE LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO BASEIADAS NO MODELO IMPERATIVO: Cobol Fortran Pascal Python Lua Mathematica Ada Algol Basic C PHP Java

12 Fortran A família de linguagens de programação conhecida globalmente como Fortran foi desenvolvida a partir da década de 1950 e continua a ser usada hoje em dia. O nome é um acrônimo da expressão "IBM Mathematical FORmula TRANslation System" É principalmente usada em Ciência da computação e Análise numérica. Apesar de ter sido inicialmente uma linguagem de programação procedural, versões recentes de Fortran possuem características que permitem suportar programação orientada por objetos.

13 Valores e tipos: interger, real, double precision, complex, logical; vector: dimension<nome>(dim1, dim2, dim3), real, interger constantes lógicas:.true.,.false. Expressões: operadores: **, *, /, +, -,.ge.,.gt.,.le.,.lt.,.eq.,.ne.,.not.,.and.,.or.

14 Comandos e Sequências: if(<exp>)then... end if if(<exp>)... else if ( ) then... else... end if comandos I/O: open, close, read, write,print, rewind, endfile comandos: goto, continue, pause, stop

15 Declarações: declaração var.: <tipo> <id> Procedimentos e Funções: funções: function <id> (<parâm.>) proc.: procedure <id> (<parâm.>)

16 PASCAL É uma linguagem de programação estruturada, que recebeu este nome em homenagem ao matemático e físico Blaise Pascal. Foi criada em 1970 pelo suíço Niklaus Wirth, tendo em mente encorajar o uso de código estruturado. Criada simultaneamente para ensinar programação estruturada e para ser utilizada na fábrica de software.

17 Valores e tipo: boolen, interger, char, real; estruturados: array, file, record, set Expressões: boolean: and, or, not, xor interger: +, -, *, div, mod, =, >=, <>. abs, sqr, trunc, round string: var a: string; a = 'abc'; file: type arq = file of interger;

18 Comandos e Sequências: comandos simples: write, writeln, read, clrscr, gotoxy, delay, readkey, upcase if-then, if-then-else case <exp> of case <op1>: case <op2>: else end for x := <inic> to downto <fim> do while <cond> do begin... end;

19 Declarações: var.: var <id>: <tipo>; Procedimentos e Funções: procedure <id> (<parâm.>); function <id> (<parâm.>): <tipo>;

20 ADA Ada é uma Linguagem de programação estruturada, de tipagem estática, é uma linguagem imperativa, orientada a objetos e é uma linguagem de alto nível, originada de Pascal, Simula e outras linguagens. Foi originalmente produzida por uma equipe liderada por Jean Ichbiah da CII Honeywell Bull, contratados pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos durante a década de 70, com o intuito de substituir as centenas de linguagem de programação usadas pelo DoD.

21 Ada é uma aplicação com compiladores validados para uso confiável em missões criticas, tais como softwares de aviação. Normatizada internacionalmente pela ISO, sua versão mais atual é de O nome Ada vem de Ada Lovelace, a mulher conhecida por ter escrito o primeiro algoritmo para ser processado por uma máquina na história da computação.

22 Expressões: operadores: =, /=, >, >=, +, -, abs, **, and, or, xor, not Comandos e sequências: if <cond> then case <exp> is elsif <cont> then <alt. 1> else <alt. 2> end if; end case; when <lista escolha> => <com.> when <others> => <comandos> while <cond.> loop <comandos> end loop; for <id> in <interv> loop <comandos> end loop

23 Declarações: var.: <id>: <tipo>; Procedimentos e Funções: procedure <id> (parâm.>) is function <id> (<p.>) return <tipo>

24 LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO C Linguagem de programação em C foi desenhado e desenvolvido por Dennis Ritchie em 1970 nos laboratórios AT & T s Bell USA. Originalmente C foi escrito sobre Sistema Operativo UNIX o qual mas tarde foi desenhado usando a mesma linguagem de programação. C tornou-se rapidamente popular por causa da confiabilidade, simplicidade no uso e portabilidade.

25 A linguagem de programação C está entre: 1. As linguagens do alto nível ou Linguagens Orientadas a Problemas; 2. Linguagens do baixo nível ou Linguagens Orientadas a Maquina. C é uma linguagem intermédiaria. C é uma linguagem do propósito geral; C é uma linguagem de Programação Estruturada C é uma linguagem Padronizada; C é eficiente e tem tipos de dados limitados; Possue métodos modernos de codificação de laços; Desenhado para permitir ao utilizador adicionar funções na linguagem; Possue cerca de 145 funções de biblioteca; É cross-plataform.

26 C E OUTRAS LINGUAGENS DO MESMO PARADIGMA COBOL Processamento de Registos PASCAL Ensino das Técnicas de Programação FROTRAN Cálculo Científico LISP e PROLOG Vocacionadas para áreas de Inteligéncia Artificial C General purpose EVOLUÇÃO DO C C é uma linguagem particulamente estável; Deu origem a uma linguagem OOP que é o C++ C e C++ deram origem ao Java que também é totalmente OOP

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28 ETAPAS DE COMPLAÇÃO E EXECUÇÃO DE UM PROGRAMA EM C Editor do Texto Código fonte Ficheiros Cabeçalhos C Pre-Processor Código Fonte Expandido Compilador de C Sim Caso sem erro não Código objecto Linker Bibliotecas Executaveel Carregador

29 ESTRUTURA BÁSICA DE UM PROGRAMA EM C Comentários Directivas pré-processadores Declaração de variáveis globais Definição da função { Variáveis locais e declaração de funções instruções executáveis } Função1() {... } Função2() { } Comentários: Usado para descrever o programa; 2. Pre-processor: Usados para incluir macros ou definí-los, assim como cabeçalhos atraves da directiva #include. 3. Declaração de variáveis globais: Usado para definir variaveis que tem vida durante toda a execução do programa; 4. Definição da função: Geralmente é o método main que é definido. Que é o ponto de execução do programa. 5. Variáveis locais: Geralmente tem sido declaradas as variaveis que so tem vida no meio de um módulo; 6. Executáveis: São instruções que são convertidos a linguagem máquina; 7. Funções: Usada para implementação de funções definidas pelo utilizador.

30 PRIMEIRO PROGRAMA EM C Programa é um conjunto de instruções escritos passo a passo numa linguagem para realizar tarefa específica. Cada Instrução em um programa em C é escrito como uma instrução separaada/isolada. Estas instruções devem ser escritas na ordem em que pretendemos que elas sejam executadas.

31 REGRAS PARA ESCREVER UM PROGRAMA EM C 1. Uma vez que C é Case Sensitive todas as instruções são escritas em letras minúsculas; 2. Numa expressão duas palavras devem estar separadas por um espaço branco de modo a aumentar a confiabilidade; 3. Todas as instruções em C terminam com ponto e vírgula (;)

32 Exemplo: Programa que calcula a soma e produto de dois números. /* Programa que calcula a soma e produto de dois numeros */ #include <stdio.h> #include<conio.h> main() { int n1, n2, soma, prud; printf( introduza os dois numeros ); scanf( %d%d,&n1,&n2); soma = n1 + n2; prud = n1 * n2; printf( a soma dos dois numeros é: %d, soma); printf( o produtodos dois numeros é: %d, prud); } RESULTADO Introduza os dois numeros: 3 7 A soma dos dois numeros: 10 O produtodos dois numeros e: 21

33 NOTAS: Em C, um programa começa com a funçào main() O código a executar é colocado entre { } Um Bloco é formado por qualquer conjunto de instruções entre { }. Cada instrução deve ser seguida por ponto-e-vírgula (;). A disposição do código é arbitrária e depende das preferências de cada programados. C faz distinção entre maiúsculas e minúsculas case Sensitive As Strings em C são delimitadas pelo character aspas.

34 Para escrever uma mensagem na tela usa-se a função printf(). A função printf não faz parte da linguagem C. Pertece à sua extensa biblioteca de funções. Para acesso a esta e outras funções de entrada e saida devemos incluir nos nossos programas o arquivo stdio.h através da directive ao préprocessador #include<stdio.h> As linhas começadas por #(#include, #define, etc) não são C, mas sim directivas ao pré-processador. Por isso não devem ser seguidas por ponto e vírgula.

35 A representação de caracteres especiais ou de caracteres que, de outra forma, seriam difícies de representar faz-se através de um conjunto de dois ou mais caracteres, sendo em geral o primeiro character a barra invertida ( \ - Backslash) Os Comentários são escritos entre /* e */ e são simplesmente ignorados pelo compilador(a menos que se encontrem dentro de uma string). Não pode existir comentário dentro de comenário.