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Introdução às Linguagens de Programação Prof. Alysson Ramirez Email: alysson.freitas@estacio.br Engenharia de Software © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 2 Objetivos Conceituar as linguagens de programação. Tipos de linguagens: alto e baixo nível, genéricas e especificas. Histórico das linguagens e a descrição das características mais importantes. Aspectos gerais dos códigos-fontes. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 3 Sobre as Linguagens de Programação Um programa de computador é um conjunto de instruções que representam um algoritmo para a resolução de algum problema. Estas instruções são escritas através de um conjunto de códigos (símbolos e palavras). Este conjunto de códigos possui regras de estruturação lógica e sintática própria. Diz-se que este conjunto de símbolos e regras formam uma linguagem de programação. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 4 L.P.: Considerações Iniciais Um computador tem muitos níveis de detalhes. Os termos baixo e alto nível são usados para descrever as camadas de complexidades nos computadores. O baixo-nível real está imbricado nos microchips e microcircuitos. É o nível mais primitivo e mecânico, enquanto o alto-nível descreve o computador com menos detalhes, tornando-o mais fácil de se usar. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 5 L.P.: Considerações Iniciais Numa abordagem sistêmica, pode-se ver um computador como um conjunto de caixas- pretas determinísticas de baixo-nível grupadas conceitualmente para formar uma máquina de alto-nível, transparente ao usuário comum, poupando-lhe dos conhecimentos eletrônicos e técnicos inerentes. O mesmo se sucede com as linguagens de programação de alto-nível. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 6 Tipos de Linguagens: Baixo Nível Baixo-Nível: São linguagens voltadas para a máquina, isto é, são escritas usando-se as instruções do microprocessador do computador. São genericamente chamadas de linguagens Assembly ou de montagem. Vantagens: Os programas são executados com maior velocidade de processamento e ocupam menor espaço na memória. Desvantagens: Em geral, programas em Assembly têm pouca portabilidade, isto é, um código gerado para um tipo de processador não serve para outro. Códigos Assembly não são estruturados, tornando a programação bem mais difícil. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 16/04/2021 7 © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 8 Tipos de Linguagens: Alto Nível Alto-Nível: São linguagens voltadas para o ser humano. Em geral utilizam sintaxe estruturada tornando seu código mais legível. Necessitam de compiladores ou interpretadores para gerar as instruções do microprocessador. Vantagens: Por serem compiladas ou interpretadas, têm maior portabilidade podendo ser executados em várias plataformas com pouquíssimas modificações. Em geral, a programação torna-se facilitada por causa do maior grau de estruturação de suas linguagens. Desvantagens: Em geral, as rotinas geradas (em linguagem de máquina) são mais genéricas e portanto mais complexas e por isso são mais lentas e ocupam mais memória. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 9 Linguagens de A. N. Quanto a Aplicação As linguagens de alto nível podem se distinguir ainda quanto a sua aplicação: Genéricas: como C, Pascal e Basic; Específicas: como Fortran (cálculo matemático), GPSS (simulação), LISP (inteligência artificial) ou CLIPPER (banco de dados). © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 10 Linguagens de Programação: Resumindo A linguagem nativa dos computadores são cadeias de números binários chamada de linguagem de máquina. A ação resultante de uma simples instrução em linguagem de máquina é muito primitiva e milhares delas são necessárias para se fazer algo substancial. Em contrapartida, uma L.A.-nível provê um conjunto substancial de instruções em inglês coloquial, as quais podem ser recombinadas criativamente e passadas para as imaginárias caixas-pretas do computador (neste contexto considerada como uma máquina virtual, dada a abstração inerente). © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 11 Hierarquia das linguagens Linguagem Natural RPG WPL COBOL Fortran APL LISP Pascal Ada PL/1BASIC C Forth Assembly Máquina Ling. ProcedimentaisOrientadas ao problema Negócios Científicas Propósitos gerais Nível Inferior Baixo- Nível Futuro Nível? Nível Intermédio Alto- Nível © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 12 A Linguagem C: Considerações É uma linguagem de alto nível, genérica. Foi desenvolvida por programadores para programadores, tendo como meta características de flexibilidade e portabilidade. O C é uma linguagem que nasceu juntamente com o advento da teoria de linguagem estruturada e do computador pessoal. Assim, tornou-se rapidamente uma linguagem “popular” entre os programadores. O C foi usado para desenvolver o sistema operacional UNIX, e hoje está sendo usada para desenvolver novas linguagens, entre elas a linguagem C++ e Java. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 13 L.P.: Exemplos de Códigos: BASIC Pseudocódigo leia(num) para n de 1 até 10 passo 1 faça tabnum*n imprima(tab) fim-para; BASIC 10 input num 20 for n=1 to 10 step 1 30 let tab=num*n 40 print chr$(tab) 50 next n © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 14 L.P.: Exemplos de Códigos: FORTRAN Pseudocódigo leia(num) para n de 1 até 10 passo 1 faça tabnum*n imprima(tab) fim-para; FORTRAN read (num) do 10 n=1:10 tab=num*n write(tab) 10 continue © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 15 L.P.: Exemplos de Códigos: Assembly Pseudocódigo leia(num) para n de 1 até 10 passo 1 faça tabnum*n imprima(tab) fim-para; Assembly (Intel 8088) MOV CX,0 IN AX,PORTA MOV DX,AX LABEL: INC CX MOV AX,DX MUL CX OUT AX, PORTA CMP CX,10 JNE LABEL © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 16 L.P.: Exemplos de Códigos: C Pseudocódigo leia(num) para n de 1 até 10 passo 1 faça tabnum*n imprima(tab) fim-para; C scanf(&num); for(n=1;n<=10;n++ ){ tab=num*n; printf(”\n %d”, tab); }; © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 17 O Processo de Compilação Carregar editor de textos Editar ou modificar programa-fonte Gravar programa-fonte em disco Carregar compilador Carregar programa-fonte Executar compilação Compilação completa! Há erros? Fim Listar erros Não Sim © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 18 HTML: Breve visão HTML é o acrônimo de HyperText Markup Language. Um documento em HTML contém gráficos, links, ícones, e formatação de como o documento deve ser mostrado pelo browser. De fato, o browser é um interpretador dos tags (marcadores) que constituem o HTML. Este padrão, hoje amplamente difundido, é um formato que descreve como uma página Web deve ser exibida e não oferece nenhuma descrição dos dados em si. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 19 Documentos HTML: Estrutura <HTML> <HEAD> <meta name="Author" content=“Carlos Goncalves"> </HEAD> <BODY> <H1> Título 1 </H1> <H2> Título 2 </H2> <H3> Título 3 </H3> <P>Texto Normal</P> <LI>item 1 </LI> <LI>item 2 </LI> <LI>item 3 </LI> </BODY> </HTML> Exemplo de codificação HTML Saída na tela do browser tags © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 20 Razões da Popularidade do Padrão HTML Extremamente simples Estilo próprio para formatação de documentos Ligações de hipertexto criadas facilmente Suporte a formulários Interação homem x máquina Programação simples © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 21 Limitações do Padrão HTML Estrutura limitada e simples ◼ número fixo de tags ◼ projetado para formataçãode documentos entregues através da Web Difícil reutilização da informação Padrão limitado para intercâmbio de informações © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 22 Limitações do Padrão HTML (cont.) Inadequado para organização das informações. Busca por documentos gera grande número de resultados irrelevantes Automação limitada Padrão modificado constantemente Adequação aos novos padrões requer um grande esforço © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 23 Glossário: Código ASCII Acrônimo de American Standard Code for Information Interchange. Um esquema de codificação que atribui valores numéricos às letras, números sinais de pontuação e alguns símbolos especiais. O ASCII tem 256 códigos divididos em dois conjuntos: básico e estendido com 128 códigos cada. O ASCII permite que computadores e programas troquem informações entre si. Voltar © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 24 Glossário: Dados, Instruções, Informação Dados: Elementos conhecidos de um problema. Podem servir de base para a solução de outros problemas. Instrução: Comando que define uma operação (ou ação) a ser executada pelo processador. Informação: Um conjunto estruturado e racional de dados. Contudo, prefiro a def. de Claude Shannon: Informação é a redução da incerteza. Voltar © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 25 Glossário: Meta-Programas Programas-tradutores: ◼ Interpretadores fazem a interpretação de cada instrução do programa fonte executando-a dentro de um ambiente de programação: Basic e AutoLISP são exemplos. ◼ Compiladores fazem a tradução de todas as instruções do programa fonte gerando um programa executável. Estes programas executáveis (*.exe, *.bin) podem ser executados fora dos ambientes de programação: C e Pascal são exemplos. Voltar © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 26 Glossário: Sintaxe Estruturada e P. Estruturada Pode-se considerar como precursores da Programação Estruturada (PE) dois pesquisadores, C. Bohm e G. Jacopini, que publicaram um paper, primeiro na Itália e depois na Communications of the ACM, USA, demonstrando que qualquer programa poderia ser construído usando-se apenas 3 estruturas básicas: seqüência, seleção e iteração. A expressão “programação estruturada” foi usada pela 1ª vez em 1969 por Edsger Dijkstra no paper “Structured programming”, in Software Engineering 1969, Bruxelas: NATO Scientific Affairs Division. O comando GOTO favorecia a desorganização dos programas, além de obscurecer sua estrutura, já que aumentava a “distância entre a representação estática do programa e seu processo dinâmico”, gerando um baixo nível de semântica. Voltar © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 27 Glossário: Objetivos da PE Resolver a crise de software, proporcionando uma disciplina de programação, pois: Os programas até então eram feitos ad hoc, dificultando seu uso em vários sistemas de computadores. Produção de software era onerosa. Os testes de programas ocupavam cerca de 50% do projeto de software. Os erros são mais críticos nos sistemas atuais, pois o usuário a partir da década de 70, tornou-se menos tolerante a software com falhas, o que não ocorria no início da era da computação. Voltar © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 28 Glossário: Objetivos da PE Os erros duravam para sempre em grandes sistemas, e.g., numa estatística da IBM, um de seus engenheiros informou que “cada nova versão do OS/360 da IBM possuía mil erros”. A manutenção tornou-se muito cara, pois cerca de 50%, ou mais, do orçamento das organizações iam para manutenção dos sistemas existentes. tempo Número de erros descobertos por unidade de tempo Curva de detecção de erros Voltar © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 29 Glossário: Objetivos da PE Melhorar a confiabilidade dos programas Aumentar a legibilidade dos programas Minimizar a complexidade Simplificar a manutenção Aumentar a produtividade do programador Estabelecer uma metodologia de programação Reduzir o custo de programação Voltar © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 30 Bibliografia e Recursos: Livros ALCALDE, Eduardo et alii. Informática Básica. São Paulo: Makron Books Ltda. ARAKAKI, Reginaldo et alii. Fundamentos de programação: C - técnicas e aplicações. Rio de Janeiro: LTC Editora. KERNIGHAN, Brian e Ritchie, Dennis. C: A linguagem de programação-Padrão ANSI. Ed. Campus: Rio de Janeiro. GHEZZI, Carlo e Jazayeri, Mehdi. Conceitos de linguagem de programação. Ed. Campus: Rio de Janeiro. MARTIN, James & McClure, Clara. Técnicas estruturadas e CASE. São Paulo: Makron, McGraw-Hill. ORILIA, Lawrence S. Processamento de dados nas empresas. McGraw-Hill do Brasil: São Paulo. sams.net Publishing. Discover The World Wide Web. Indiana, USA. © 2 0 0 3 C a rl o s G o n ç a lv e s 15/04/2021 31 Bibliografia e Recursos: Livros VELLOSO, Fernando C. Informática: Uma introdução. Rio de Janeiro: Ed. Campus.
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