SLIDES LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO

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Linguagem de Programação Níveis Sintaxe Programação x Algoritmos Linguagem C Sites interessantes
Linguagens de Programação
Sintaxe e Linguagem C
Prof. Moacir P. Ponti Jr
Prof. Marcelo R. Zorzan
Universidade Federal de Viçosa
SIN-110 (Programação I)
Outubro de 2008
Prof. Moacir P. Ponti Jr Prof. Marcelo R. Zorzan Universidade Federal de Viçosa SIN-110 (Programação I)
Linguagens de Programação
Linguagem de Programação Níveis Sintaxe Programação x Algoritmos Linguagem C Sites interessantes
Sumário
1 Linguagem de Programação
2 Níveis
Linguagem de Alto Nível
3 Sintaxe
4 Programação x Algoritmos
5 Linguagem C
6 Sites interessantes
Prof. Moacir P. Ponti Jr Prof. Marcelo R. Zorzan Universidade Federal de Viçosa SIN-110 (Programação I)
Linguagens de Programação
Linguagem de Programação Níveis Sintaxe Programação x Algoritmos Linguagem C Sites interessantes
Introdução
Introdução
O que é
Método padronizado para expressar instruções para um
computador.
Do que é composta
Conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir
um programa de computador.
Os conjuntos de caracteres (tokens), compostos de acordo
com essas regras, constituem o código fonte.
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Linguagens de Programação
Linguagem de Programação Níveis Sintaxe Programação x Algoritmos Linguagem C Sites interessantes
Introdução
Introdução
O que é
Método padronizado para expressar instruções para um
computador.
Do que é composta
Conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir
um programa de computador.
Os conjuntos de caracteres (tokens), compostos de acordo
com essas regras, constituem o código fonte.
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Linguagens de Programação
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Introdução
Exemplos
Linguagens não-proprietárias usadas atualmente
Assembly, C, C++, Java, Pascal, Perl, Python, Ruby, PHP
Linguagens proprietárias usadas atualmente
C#, J#, Delphi, VB.NET, Cobol
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Linguagens de Programação
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Introdução
Programação de Computadores
Sistema Computacional
Hardware
Software
Software de Sistema (Sistema Operacional)
Software Utilitário
Software Aplicativo
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Linguagens de Programação
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Níveis de Linguagens de Programação
Linguagem de Máquina
Sistema Binário
Linguagem Hexadecimal
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Linguagens de Programação
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Linguagem Assembly
Linguagem de Máquina
É difícil escrever
Solução: uso de mnemônicos (em substituição aos números)
Linguagem Assembly (Montagem)
Versão legível da linguagem de máquina
Facilitou por usar nomes descritivos para as posições da
memória
Mnemônicos (comandos) representam códigos de operação
A programação necessita de conhecimento do hardware
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Linguagens de Programação
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Linguagem Assembly
Exemplo
MOV R1, R2 � move o conteúdo de R2 para R1
ADD R1, R2 � adiciona R2 ao R1 e armazena o valor em R1
Transformação da Linguagem
Passagem de Linguagem Assembly para Linguagem de
Máquina: montagem
O programa que realiza esta operação é chamado montador.
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Linguagens de Programação
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Linguagem Assembly
Características
Acesso direto à maquina (otimização da programação).
Pode ser até 300% mais rápido que um programa em
linguagem de mais alto-nível.
Necessidade de detalhamento e conhecimento da máquina
Dificuldade de leitura (deve ser bem documentado)
Aplicações
Sistemas com respostas em tempo real
Otimização de subtarefas da programação de alto nível
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Linguagens de Programação
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Linguagem de Alto Nível
Linguagem de Alto Nível
Características
Sintaxe mais próxima à linguagem natural (read, write, etc.)
Permite manipulação de dados em diversas formas (números,
listas, matrizes, etc.)
Exemplos
Fortran, Cobol, Pascal
Java, C/C++
Python, Ruby
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Linguagens de Programação
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Linguagem de Alto Nível
Linguagem de Alto Nível
Características
Programação independente das máquinas � uso de
compiladores em cada sistema
Portabilidade é comum nas linguagens de alto nível, mas
podem haver variações
Padronização
Padrões para as linguagens: institutos ANSI e ISO
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Linguagens de Programação
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Sintaxe e Características
Sintaxe de uma Linguagem de Programação
Conjunto de regras que uma sequência de caracteres em um
código fonte deverá seguir para ser considerada correta
Cada conjunto de caracteres (token) deve estar em ordem
adequada
Exemplo:
quando um operador binário é encontrado, deverão existir dois
operandos para que possa estar na forma correta: ex.: b + 5,
caso contrário, será considerado incorreto: ex: 5 + ou b +
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Linguagens de Programação
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Sintaxe e Características
Características da Linguagem
Palavras reservadas
Conjunto de caracteres usados pela linguagem e que não
podem ser usados como identificadores
Exemplos (C/C++ e Java): while, if, for
Case Sensitive
Termo usado para definir que uma linguagem faz diferença
entre letras maiúsculas e minúsculas (sensível à caixa)
Exemplos (C/C++ e Java): o identificador Nome é diferente
de nome e NOME
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Linguagens de Programação
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Sintaxe e Características
Características da Linguagem
Palavras reservadas
Conjunto de caracteres usados pela linguagem e que não
podem ser usados como identificadores
Exemplos (C/C++ e Java): while, if, for
Case Sensitive
Termo usado para definir que uma linguagem faz diferença
entre letras maiúsculas e minúsculas (sensível à caixa)
Exemplos (C/C++ e Java): o identificador Nome é diferente
de nome e NOME
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Linguagens de Programação
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Sintaxe e Características
Hello, world!
Exemplo �mínimo� de uma linguagem de programação
Código que imprime na tela �Hello, world!�
C
#include <stdio.h>
int main(void) {
printf("Hello, world!\n");
return 0;
}
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Linguagens de Programação
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Sintaxe e Características
Hello, world!
Exemplo �mínimo� de uma linguagem de programação
Código que imprime na tela �Hello, world!�
C
#include <stdio.h>
int main(void) {
printf("Hello, world!\n");
return 0;
}
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Linguagens de Programação
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Sintaxe e Características
Hello, world!
Java
public class Hello {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, world!");
}
}
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Linguagens de Programação
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Programação de Computadores x Algoritmos
Programa de Computador
Every computer program is a model, hatched in the mind, of a
real or mental process. (ABELSON et al., 1985)
Implementação
A implementação das lógicas, elaboradas e representadas em
um algoritmo, é realizada sobre o computador, por meio da
transcrição do algoritmo para uma linguagem de programação,
que possibilitará a compreensão e execução das instruções pelo
computador.
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Linguagens de Programação
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Programação de Computadores x Algoritmos
Método Sistemático
Análise: estuda-se o problema, buscando a sua completa
compreensão,
Projeto: aplica métodos e técnicas que possibilitem a
descrição necessária do problema com suas possíveis soluções,
Codificação: implementação do projeto do programa, escrito
em uma linguagem de programação,
Teste: simulações, testes e verificações dos programa são
analisados, podendo resultar em alterações no código
elaborado.
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Linguagens de Programação
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Programação de Computadores x Algoritmos
Linguagem de Programação
Computer language is not just a way of getting a computer to
perform operations but rather that it is a novel formal medium
for expressing ideas about methodology. Thus, programs must be
written for people to read, and only incidentally for machines to
execute. (ABELSON et al., 1985)
Código
Qualquer tolo consegue escrever código que um computador
entenda. Bons programadores escrevem código que humanos
possam entender. (FOWLER, 2004)
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Linguagem C
Criação
AT& T Bell Labs � 1969 a 1973
Ken Thompson e Dennis Ritchie
Nome �C� � derivado de uma linguagem anterior �B�
Desenvolvimento ligado ao sistema operacional Unix (kernel
escrito em C)
Primeiro livro publicado em 1978 por Dennis Ritchie e Brian
Kernighan (C - The Programming Language) gerou a versão
conhecida como K&R C
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Histórico
Figura: Ken Thompson e Dennis Ritchie
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Histórico
Figura: Ken Thompson e Dennis Ritchie em um computador PDP-11
(por volta de 1972)
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Características
Nivel �Médio�
É possível realizar operações mais próximas ao hardware
Diversos drivers e sistemas operacionais são escritos em C
Bibliotecas padronizadas com funcionalidades
Entrada e saída
Funções matemáticas
Acesso a direto à memória por meio de ponteiros
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Aplicações
Abre aspas
�Comparing C to Pascal is rather like comparing a Learjet to a
Pipercub - one is meant for getting something done while the
other is meant for learning � (Kerninghan)
Figura: Pipercube e Learjet
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Sintaxe
Linguagem Imperativa
Uso livre de comentários e linhas em branco
Uso obrigatório de ponto-e-vírgula no final de cada linha
Uso de comandos para especificar ações
Elementos de linguagem estruturada e procedural
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Sintaxe
Gerenciamento de memória
Alocação estática: espaço reservado em tempo de
compilação
Alocação automática: objetos temporários podem ser
alocados e liberados quando não mais necessários
Alocação dinâmica: blocos de memória de tamanho arbitrário
requeridos em tempo de execução e controlados de forma
manual
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Versões
K&R C
Biblioteca de entrada e saída padrão (stdio)
Novos tipos de dados
Resolução de problemas de ambiguidade
ANSI/ISO C (C89)
Inclusão de recursos antes não oficiais
Compatibilidade com C++
A maioria dos compiladores atuais é baseado nesta versão
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Versões
C99
C++ continuou evoluindo após 1989
Corrigidos alguns detalhes
Extendido suportea conjuntos de caracteres internacionais
Incluiu recursos da linguagem C++ (tipos de dados, macros,
comentários, etc.)
Em 2007 foi iniciada nova revisão da linguagem C
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Sintaxe Básica
Main é o programa principal, executado no início do programa
Ponto-e-vírgula indicam fim de uma linha
Chaves indicam início e fim de blocos (seja para programas, funções,
estruturas de decisão ou de repetição)
Hello, world!
#include <stdio.h> // biblioteca
int main(void) { // definição do programa principal
printf("Hello, world!\n"); // escreve e vai para próxima linha
return 0; // finaliza o programa principal
}
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Sintaxe Básica
Main é o programa principal, executado no início do programa
Ponto-e-vírgula indicam fim de uma linha
Chaves indicam início e fim de blocos (seja para programas, funções,
estruturas de decisão ou de repetição)
Hello, world!
#include <stdio.h> // biblioteca
int main(void) { // definição do programa principal
printf("Hello, world!\n"); // escreve e vai para próxima linha
return 0; // finaliza o programa principal
}
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Elementos sintaxe do programa em C
A função main() é a função principal e deve constar em
qualquer programa C
Toda função retorna um valor (neste caso int)
A palavra void indica ausência de tipo e informação. Neste
caso quer dizer que a função principal não requer nenhuma
informação para executar.
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Palavras Reservadas
São utilizadas pela linguagem e não podem jamais serem
usadas como identificadores
Lista de Palavras Reservadas (32)
if break case char const continue default do
else while for float goto double extern auto
int return long short signed sizeof register static
void switch union enum volatile unsigned typedef struct
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Geração de Código Fonte � Codificação
Codificação: escrita usando uma linguagem de programação
Uso de um editor como ferramenta para codificar
É gerado o Código-fonte
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Tradução do Código Fonte � Compilação
Código fonte não é executável diretamente pelo processador
Tradução do código fonte para linguagem de máquina:
Montadores (geração de linguagem de montagem)
Compiladores (geração do código-objeto)
Fases da compilação:
Análise léxica
Análise sintática
Geração de código
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Tradução do Código Fonte � Compilação
Análise Léxica
Identificação de cada cadeia de caracteres
Verifica se cada item é válido classificando em: numérica,
palavra, ou operador aritmético
Análise Sintática
Constrói árvores sintáticas para o programa fonte
Identifica a estrutura gramatical reconhecendo o papel de cada
componente do código
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Tradução do Código Fonte � Compilação
Figura: Árvore sintática para a cadeia x+y*z
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Linguagens de Programação
Linguagem de Programação Níveis Sintaxe Programação x Algoritmos Linguagem C Sites interessantes
Histórico, Aplicações e Sintaxe
Gerando um programa C
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Tipos de Dados
Cinco tipos principais
char: dados alfanuméricos
int: números inteiros
float: números reais � aproximadamente 7 dígitos de precisão
(4 bytes)
double: números reais � aproximadamente 15 dígitos de
precisão (8 bytes)
void: ausência de tipo, indica que não há dados a serem
informados ou retornados
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Linguagens de Programação
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Comentários
int main(void)
{
/* comentario
de varias
linhas */
// comentario de uma linha
}
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Histórico, Aplicações e Sintaxe
Linguagens Relacionadas
Direta ou Indiretamente Influenciou:
C++
Unix C Shell
Java
PHP
Perl
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Sites Interessantes
Wikipedia
http:
//pt.wikipedia.org/wiki/Linguagem_de_programaç~ao
http://pt.wikipedia.org/wiki/Programa_Olá_Mundo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Linguagem_de_
programaç~ao_esotérica
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