FACULDADE LEÃO SAMPAIO

(1)

Paradigmas de Programação

Curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas

Turma: 309-5 Semestre - 2014.2

FACULDADE LEÃO SAMPAIO

Paradigmas de Programação – Prof. MSc. Isaac Bezerra de Oliveira. 1

ISAAC BEZERRA DE OLIVEIRA Formação:

• Bacharel em Sistemas de Informação pela Faculdade de Juazeiro do Norte - FJN.

• Curso de Extensão na Especialização Engenharia de Software com ênfase em padrões de softwares na Faculdade de Juazeiro do Norte - FJN.

• Especialista - MBA em Logística Empresarial pela Faculdade de Juazeiro do Norte - FJN

• Mestrado Profissional em Engenharia de Software – C.E.S.A.R. (Centro de Estudos e Sistemas Avançados do Recife).

Apresentação

(2)

Apresentação

ISAAC BEZERRA DE OLIVEIRA

Cursos Técnicos/Profissionalizantes:

• Curso de Infraestrutura - Programa Microsoft S2B - Students to Business;

• Formação em Android – UTD (Universidade do Trabalho Digital) CENTEC Fortaleza/CE.

• Programação em Delphi – SENAI Juazeiro do Norte /CE;

• Redes de Computadores – Microlins Fortaleza/CE;

• Montagem e Manutenção de Computadores - SENAI Juazeiro do Norte;

• Inglês Básico – FJN, Faculdade de Juazeiro do Norte;

• Cursos Básico em Informática;

ISAAC BEZERRA DE OLIVEIRA

Experiências de Trabalho

• Office-boy e Digitador

• Vendedor Varejista

• Auxiliar de Contabilidade

• Técnico e Vendedor em Informática

• Almoxarife

• Professor

Apresentação

(3)

ISAAC BEZERRA DE OLIVEIRA

Quatro Anos de Experiências como Docente

• CENTEC - EEEP. Prof. Moreira de Sousa

• Coordenador e Professor do Curso de Informática

• SENAI – Juazeiro do Norte

• Professor do Curso de Montagem e Manutenção

• FVS – Faculdade Vale do Salgado

• Professor do Curso de ADS.

• FALS – Faculdade Leão Sampaio

• Professor do Curso de ADS.

Apresentação

Contatos:

E-mail:

isaacbezerra@leaosampaio.edu.br professor@isaacbezerra.com.br

Site:

www.isaacbezerra.com.br

Apresentação

(4)

PARADIGMAS DE PROGRAMAÇÃO CH: 80 HORAS

• Introdução a paradigmas de linguagens de programação:

• Conceitos de linguagens de programação, Domínio de programação, Critérios de avaliação de linguagens e Categoria de linguagens.

• Linguagens de programação:

• evolução, características; sintaxe e semântica: notações e gramáticas; Tipos de dados; Expressões e sentença de atribuição, Estrutura de controle, Subprogramas;

• Paradigmas:

• imperativas, funcionais, orientadas a objetos, programação lógica e concorrente.

PARADIGMAS DE PROGRAMAÇÃO CH: 80 HORAS

OBJETIVO

• Possibilitar aos alunos de paradigmas de programação o conhecimento sobre as características dos principais modelos de linguagens de programação e sua adequação à solução de problemas. Conceituam os aspectos das linguagens de programação, o que são, para quê serve e como funcionam. Isso possibilita uma aprendizagem de novas linguagens com mais facilidade, uma visão crítica e comparativa das linguagens de programação e dos paradigmas de programação.

Ementa

(5)

UNIDADE I: INTRODUÇÃO

Conceitos de Linguagens de Programação Evolução das Linguagens de Programação Sintaxe e Semântica

Analise Léxica e Sintática

UNIDADE II: CARACTERIZAÇÃO DOS PRINCIPAIS PARADIGMAS DE PROGRAMAÇÃO

Tipos de Dados

Expressões e sentenças de atribuição Estruturas de controle

Subprogramas Orientação a Objeto Concorrência

UNIDADE III: PARADIGMA ORIENTADO A OBJETO

Programação orientada a objetos

Questões de projeto para programação a objetos

Orientação a objeto em algumas linguagens Tratamento de eventos

UNIDADE IV: PARADIGMA FUNCIONAL Funções matemáticas

Fundamentos de linguagens de programação funcional

Apresentação de linguagens funcionais Aplicações de linguagens funcionais UNIDADE V: PARADIGMA LÓGICO Cálculos de predicados e prova de teoremas Visão geral do paradigma lógico

Apresentação do Prolog Aplicação da programação lógica Conteúdo Programático

Ementa

• SEBESTA, Robert W. Conceitos de Linguagens de Programação. 9. ed. Brasil:

Bookman Companhia, 2011.

• TUCKER, Allen. NOONAN, Robert. Linguagens de Programação: Princípios e Paradigmas. 2. ed. Brasil: MCGraw Hill - Artmed, 2009.

• SILVA, Flavio S. C. Da. MELO, Ana Cristina V. De. Princípios de Linguagens de Programação.: Edgard Blucher, 2003.

• WAMPLER, Dean. Programação Funcional para Desenvolvedores Java.: Novatec, 2012.

• Sá, C. S.; Silva, M. F. Haskell: uma abordagem prática.: Novatec, 2006.

• AHO, Alfred V. SETHI, Ravi; LAM, Monica S. Compiladores.: Longman do Brasil, 2007.

• CASANOVA, Marco A.; GIORNO, Fernando A.C. Programação em Lógica e a Linguagem Prolog.: Edgard Blucher, 1987.

• PAGGIOLI, Sergio R. LISP: uma nova linguagem. Penha: Século Futuro, 1986.

Sugestão de Bibliográficas:

(6)

NOME DA DISCIPLINA – PROFESSOR THIAGO BESSA PONTES. ESP., MBA. 11

Sugestão de Bibliográficas:

Metodologia, Técnicas de Ensino

Metodologia de Ensino 1. Estratégias de Ensino (X) Aulas Expositivas ( ) Seminários

( ) Aulas práticas (X) Práticas demonstrativas ( ) Estudo dirigido ( ) Preleção dialogada ( ) Leituras programadas ( ) Atividades integradas (X) Aulas teóricas ( ) Outras (especificar):

(X) Discussão em pequenos grupos

2. Recursos Audio-Visuais (X) Quadro Branco ( ) Vídeos/Filmes

( ) Retroprojetor (X) Textos

( ) Projetor de Slides ( ) Projetor de Lâminas (X) Data-show ( ) Outros (especificar):

(7)

Formas de Avaliação

Descrição do Processo Avaliativo:

Avaliações Obrigatórias : AV-1 , AV-2, AVF Avaliações Opcionais : AP-1, AP-2

AV-1 : A nota será composta pela seguinte ponderação

 70% Prova escrita.

 20% Realização das atividades em sala de aula no bimestre referente a AV-1

 10% Assiduidade e participação.

AV-2 : A nota será composta pela seguinte ponderação

 70% Prova escrita.

 20% Realização das atividades em sala de aula no bimestre referente a AV-2

 10% Assiduidade e participação..

Descrição da Média:

M = [AV1 + (AV2*2)]/3 M >= 7 Aprovação direta

M >=4 e M < 7 Aluno com direito a prova final M < 4 Reprovação sem direito a prova final Alunos que realizaram final:

MF = (M + NF)/ 2

MF >= 5 e NF >= 5 Aluno aprovado na final MF >= 5 e NF < 5 Aluno reprovado na final MF < 5 e NF > 5 Aluno reprovado na final Legenda: M – Média

MF – Média Final

AV1 – Avaliação da Primeira Unidade AV2 – Avaliação da Segunda Unidade AVF – Avaliação Final

Formas de Avaliação

(8)

Frequência

•

Número Máxima de Falta é de 25%;

•

Falta não possui recuperação;

•

Sempre justificar as faltas, quando tiver justificativa (atestado ou documento equivalente), com a coordenação e acadêmico.

•

Atenção para as datas das avaliações, atividades e trabalhos.

IMPORTANTE: Anotem as Datas !!!

•

Horário de Aulas – 20:20 até as 22:00

•

Data da AV1 – 22 ou 23 do 09 de 2014

•

Data da AV2 – 24 ou 25 do 11 de 2014

•

Data da 2º Chamada – 03 a 05 do 12 de 2014

•

Data da AVF – 15 ou 16 do 12 de 2014

•

Calendário Acadêmico

• Período de Solicitação de 2º Chamada, 19/11 a 01/12.

•

Horários em que estarei na FALS

•

Segunda-feira  AB e CD

•

Terça-feira  AB e CD

•

Quinta-feira  CD

•

Sexta-feira  AB

(9)

Conhecendo Vocês

• 1º FREQUÊNCIA

•

Cidade natal e cidade onde reside atualmente?

•

Experiências na área de TI?

•

Opinião sobre o curso de ADS?

•

O que espera da disciplina:

Paradigmas de Programação

Conhecendo a área de :

Paradigmas de Programação

(10)

O que é um paradigma de programação?

•

Etimologia da Palavra

PARADIGMA pa.ra.dig.ma

sm (gr parádeigma) 1 Modelo, padrão, protótipo. 2 Ling Conjunto de unidades suscetíveis de aparecerem num mesmo contexto, sendo, portanto, comutáveis e mutuamente exclusivas. No paradigma, as unidades têm, pelo menos, um traço em comum (a forma, o valor ou ambos) que as relaciona, formando conjuntos abertos ou fechados, segundo a natureza das unidades.

Dicionário Michaelis em: http://michaelis.uol.com.br/

19

O que é um paradigma de programação?

•

Forma geral de pensar ao programar

•

Principais elementos que compõem o programa

•

Linguagens seguem/suportam um ou mais paradigmas

•

Há centenas de linguagens, mas poucos paradigmas

(11)

Porque devo Estudar

Paradigmas de Programação

•

Aumenta a capacidade de expressar ideias;

•

Embasa a escolha adequada de linguagem;

•

Aumenta a habilidade de aprender novas linguagens

•

Melhora o uso de linguagens já conhecidas

21

Conhecendo a área

Mercado de Trabalho

BUSCA POR ANALISTA DE SISTEMAS

• EM TODO O BRASIL

• 1.743 vagas de emprego em 1.307 anúncios.

• R$: 1.000,00 a R$: 7.000,00

• CEARÁ

• 46 vagas de emprego em 19 anúncios.

• R$: 1.000,00 a R$: 7.000,00 Fonte: www.catho.com.br

(12)

Conhecendo a área

Mercado de Trabalho

BUSCA POR ANALISTA PROGRAMADOR

• R$: 2.000,00 a R$: 10.000,00

• CEARÁ

• R$: 2.000,00 a R$: 4.000,00 Fonte: www.catho.com.br

Conhecendo a área

Mercado de Trabalho

BUSCA POR ANALISTA PROGRAMADOR JAVA

• R$: 2.000,00 a R$: 10.000,00

• CEARÁ

• R$: 2.000,00 a R$: 4.000,00

(13)

•

Na Região Metropolitana do Cariri

• Empresas e setor público

• Faculdade e instituições de ensino

• Empresas Especializadas na área

•

O mundo é sua possibilidade!

• Home Office!

• Ex.:

• Porto Digital– 89% dos projetos são para fora do país

• TI brasileiro representa apenas 2% do share global

• 500 bilhões de dólares por ano.

• Cera de 90% do que é desenvolvido no Porto Digital é destinado ao mercado Externo.

Conhecendo a área

* Fonte: revista Você S/A e Faturamento anual do Porto G

Quais são os principais paradigmas?

• Imperativo

• Estruturado / Procedural ou procedimental

• Orientado a objetos

• Funcional

• Lógico

• Concorrente (se mistura aos demais)

• Outros

• Orientado a aspectos,

• Visual,

• Orientado a eventos,

• etc.

(14)

Paradigmas de Programação

Categorias: imperativo X declarativo

• Imperativo

•

ênfase nas ações, em "como fazer"

•

paradigmas procedimental, orientado a objetos

• Declarativo

•

ênfase nos resultados, no que se deseja obter

•

paradigmas funcional, lógico

27

Categorias: sequencial X concorrente

• Sequencial

•

um único fluxo de execução, uma operação por vez

• Concorrente

•

vários fluxos de execução, várias operações simultâneas

Paradigmas de Programação

(15)

Domínios de programação

• Aplicações científicas

• Fortran(IV-95), C, ..., Python, ...

• Aplicações comerciais

• SQL, Cobol, ..., Pascal/Delphi..., Java, C#, ...

• Software básico

• C, C++, ...

• Educação

• Cobol, ..., Pascal/Delphi, C, ...

• Scripting

• Perl, Python, PHP, Ruby, bash, ...

• Inteligência artificial

• Prolog, LISP, Java, ...

• Web

• Perl, Java, PHP, Python, ...

29

Breve Histórico das Linguagens

• Augusta Ada

•

Filha de um Lord Inglês

•

Não recebeu educação formal

•

Ada tomava Aulas Particulares

•

Casou-se as 19 anos e passou a ser chamada de Lady Lovelace.

•

Teve três filhos

(16)

31

Breve Histórico das Linguagens

• Charles Baddage

•

Matemático Inglês

•

Projetou computadores mecânicos

•

A Máquina Diferencial

•

A Máquina Analítica

Breve Histórico das Linguagens

• Ada e Charles

•

Ficaram amigos e trabalharam juntos em muitas das ideias de Charles

•

Ada descreveu um algoritmo para calcular usando a máquina diferencial.

•

Não chegou a ser testado, pois a máquina nunca existiu de fato

•

É considerado como sendo o primeiro programa

(17)

33

Breve Histórico das Linguagens

• Programar era um atividade trabalhosa

• Programar era uma atividade de semanas a 60 anos atrás.

• Programar era trocar fios

• Na melhor das hipóteses era perfurar cartões

• é difícil mensurar quão difícil era essa atividade

Breve Histórico das Linguagens

•

As linguagens de programação são classificadas por gerações.

• Primeira geração 1950-1962 : linguagens de baixo nível, como Assembly.

• Segunda geração 1962-1974: as primeiras linguagens criadas, como Fortran e ALGOL.

• Terceira geração 1974-1986: procedurais e estruturadas, como C e Pascal.

• Quarta geração 1986 até os dias atuais: linguagens que geram programas em outras linguagens, como Java e C++.

(18)

35

Breve Histórico das Linguagens

(19)

37

Breve Histórico das Linguagens

COBOL

•

É datada do ano de 1959

•

COmmon Business Oriented Language

•

Linguagem Comum Orientada para os Negócios

•

É uma linguagem de programação orientada para o processamento de banco de dados comerciais.

•

Produto do Departamento de Defesa norte-americano

Breve Histórico das Linguagens

(20)

39

Breve Histórico das Linguagens

(21)

41

Breve Histórico das Linguagens

(22)

43

Breve Histórico das Linguagens

(23)

45

Sucesso de uma LP

•

Como uma linguagem de programação surge e se torna bem-sucedida?

•

Quais são as características-chave que tornam uma linguagem de programação ideal?

• Características-Chave

• Legibilidade

• Simplicidade

• Ortogonalidade

• Portabilidade

• Confiabilidade

• Suporte

• Abstração

• Implantação Eficiente

• Custo

(24)

47

Características-Chaves

LEGIBILIDADE

Forte Influência da “CRISE DO SOFTWARE”

• Refere-se a um conjunto de problemas encontrados no desenvolvimento de software e na etapa de Manutenção.

•

Anticrise do Software

• é a união e o trabalho conjunto e harmonia de três elementos:

empresa, cliente e departamento de TI. O departamento de TI é o responsável e o principal elemento em aceitar estes conceitos e fazer de tudo para aceitar estas metodologias e teses, utilizando de todos os recursos disponíveis.

Características-Chaves

LEGIBILIDADE

Principais problemas da área de Informática

•

Questionário aplicado à alta direção de 200 empresas de porte médio/grande, sobre as principais falhas/dificuldades com a Informática:

• Cumprimento dos prazos 26,3%

• Custos elevados 25,4%

• Prioridade desenvolvimento x manutenção 25,4%

• Manutenção dos sistemas em uso 21,1%

• Recrutar profissionais qualificados(*) 18,4%

(*) Boa formação e atualizados

(25)

49

Características-Chaves

LEGIBILIDADE

•

Facilidade de ler e escrever programas

•

Legibilidade influi:

• desenvolvimento e depuração de programas

• manutenção de programas

• desempenho de equipes de programação

•

Fatores que melhoram a legibilidade:

• Abstração de dados

• Comandos de controle

• Modularização de programas

• Documentação

• Convenções léxicas, sintaxe e semântica

• Exemplo em Java: nomes de classes iniciam por letra maiúscula, nomes de campos usam letras minúsculas

Características-Chaves

LEGIBILIDADE

•

Tipos e Estruturas de Dados

• A possibilidade de definir estruturas e tipos de dados também afeta a legibilidade

• INT fim_de_arquivo = 1;

• BOOLEAN fim_de_arquivo = true;

• while( not fim_de_arquivo == 1)

• while (not fim_de_arquivo )

(26)

51

Características-Chaves

LEGIBILIDADE

•

Quanto mais fácil de escrever um programa, maior e a probabilidade dele esta certo

•

Quanto mais fácil de escrever um programa, maior é a facilidade de corrigi-lo e de reescreve-lo.

Características-Chaves

SIMPLICIDADE

•

Representação de cada conceito seja simples de aprender e dominar

• Simplicidade sintática exige que a representação seja feita de modo preciso, sem ambigüidades

• contra-exemplo: A++; A=A+1; A+=1; ++A.

• Simplicidade semântica exige que a representação possua um significado independente de contexto

• while (Sempre será um enquanto).

• Simplicidade não significa concisão

• Exemplo - Identificadores

• FORTRAN 77 (6 caracteres)

• BASIC (1 caractere ou 1 caractere seguido de 1número)

(27)

53

Características-Chaves

SIMPLICIDADE

• Palavras Especiais:

• PASCAL (begin--end)

• FORTRAN 90 e ADA ( if--endif)

• FORTRAN 90 permite que se defina variáveis com nomes do e end

•» if if > then then then = else else else = endif endif endif endif

• Forma e significado

• A aparência deve ao menos parcialmente indicar o propósito.

• » static em C; begin – end; if

Características-Chaves

ORTOGONALIDADE

•

Possibilidade de combinar entre si, sem restrições, os componentes básicos da LP

• Exemplo:

• permitir combinações de estruturas de dados, como arrays de registros

• Contra exemplo:

• não permitir que um array seja usado como parâmetro de um procedimento

(28)

55

Características-Chaves

ORTOGONALIDADE

•

Se uma linguagem tiver um grande número de construções, programadores podem não se familiarizar com todas

•

Mal uso de algumas e desuso de outras

•

Sendo assim, Ortogonalidade demais pode prejudicar a escrita da linguagem

Características-Chaves

PORTABILIDADE

•

Multiplataforma:

• capacidade de um software rodar em diferentes

• plataformas sem a necessidade de maiores adaptações

• Sem exigências especiais de hardware/software

• Exemplo: aplicação compatível com sistemas Unix e Windows

•

Longevidade:

• ciclo de vida útil do software e o do hardware não precisam ser síncronos; ou seja, é possível usar o mesmo software após uma mudança de hardware

(29)

57

Características-Chaves

CONFIABILIDADE

•

Mecanismos que facilitem a produção de programas que atendam às sua especificações

• Tipagem forte: o processador da linguagem deve

• assegurar que a utilização dos diferentes tipos de dados seja compatível com a sua definição

• evitar que operações perigosas, tal como aritmética de ponteiros, seja permitida

• Tratamento de exceções: sistemas de tratamento de exceções permitem construir programas que

• possuam definições de como proceder em caso de comportamento não usual

• possibilitem tanto o diagnóstico quanto o tratamento de erros em tempo de execução

Características-Chaves

CONFIABILIDADE Tipagem

Verifica se os valores atribuídos aos tipos estão de acordo com os definidos

Quando uma linguagem faz uma verificação rigorosa de seus tipos, diz-se que ela é fortemente tipada.

Exemplo:

Java e Pascal Contra Exemplo:

C , PHP

(30)

59

Características-Chaves

CONFIABILIDADE

Tratamento de exceções

• É a possibilidade de um programa interceptar um erro em tempo de execução, tomar as medidas adequadas e continuar (ou não) a execução

• Exemplos

• Java, C++ e Ada

• Contra exemplo

Pascal, C e FORTRAN

Características-Chaves

CONFIABILIDADE

“ Aliasing”

•

É a possibilidade de se ter duas ou mais referências para um mesmo local da memória

•

É uma técnica perigosa de programação Exemplo

C (apontadores) Contra Exemplo:

Java não possui essa propriedade

(31)

61

Características-Chaves

SUPORTE

•

Acessibilidade a informações, documentos e ferramentas para o desenvolvimento na linguagem

• Compiladores de Domínio Público

• Múltiplas Plataforma

• Cursos, Livros, Tutoriais e Comunidades sobre a Linguagem

•

Linguagens Proprietárias x Não Proprietárias

• Governamentais e Corporativos

• Sucesso em ambos os lados

Características-Chaves

ABSTRAÇÃO

•

Possibilidade de se definir e usar estruturas complexas sem que os aspectos internos de implementação dessas estruturas sejam vistos pelo programador

•

Exemplo

•

Implementação de uma Árvore Binária em FORTRAN,

Pascal e em Java

(32)

63

Características-Chaves

ABSTRAÇÃO

•

Aspecto fundamental no projeto de programas pois:

•

Reuso de código

•

Evita reinventar a roda

•

Bibliotecas que acompanham a linguagem

•

Exemplo:

• JAVA: Classe Scanner para entrada de dados

Características-Chaves

IMPLANTAÇÃO EFICIENTE

•

Implementação Prática e Eficiente em Plataformas Contemporâneas

•

Ineficiência de tempo de execução

•

Necessidade de respostas imediatas a mudanças bruscas aos valores de entrada.

•

Exemplo:

• ADA e JAVA

(33)

65

Características-Chaves

CUSTO

• É uma função de algumas outras características

• Linguagem Proprietária x Domínio Público

• Custo de Treinamento

• Custo de Escrever Programas na Linguagem

• Custo de Confiabilidade

• Custo de Execução e Compilação

• Custo de Manutenção

Conceitos

•

Algoritmos e programas

•

Linguagens de programação

•

Desenvolvimento de programas

(34)

Algoritmos e programas

• Algoritmos

•

Conjunto finito de passos sequenciais que descrevem como resolver um determinado problema.

•

Informações de entrada, modificação da informação, informações de saída.

Algoritmos e programas

•

Exemplo:

Receita de bolo:

Misture os ingredientes Unte a forma com manteiga Despeje a mistura na forma Se houver coco ralado então despeje sobre a mistura Leve a forma ao forno Enquanto não corar deixe a forma no forno Retire do forno Deixe esfriar

(35)

Algoritmos e programas

•

Construção de algoritmos

•

Dividir-e-conquistar: divide-se sucessivamente o problema em subproblemas cada vez menores.

•

Exemplo:

Trocar pneu de um carro 1. pegue o macaco

2. levante o carro 3. retire o pneu furado 4. pegue o estepe 5. coloque-o na roda 6. aperte os parafusos 7. abaixe o carro 8. reaperte os parafusos

Algoritmos e programas

•

Construção de algoritmos

• Exemplo: Refinamento do passo 1.

Refinamento ou procedimento do passo 1

1.1 abra a mala

1.2 remova o macaco do porta-malas

1.3 coloque o macaco sob o carro, próximo ao pneu furado 1.4 desaperte os parafusos da roda

1.5 insira a manivela no macaco

1.6 coloque um calço sob o carro para impedi-lo de se mover

1.7 levante o carro com o macaco até que haja espaço suficiente para colocar o estepe

(36)

Algoritmos e programas

• Construção de algoritmos

•

Qual o limite do refinamento?

•

Um algoritmo pode ser escrito de forma gráfica ou textual.

• Formas de representação dos algoritmos

•

Descrição narrativa

•

Fluxograma convencional

•

Pseudocódigo

Algoritmos e programas

(37)

Algoritmos e programas

• Descrição narrativa

•

Pouco usada na prática (permite equívocos).

•

Algoritmos expressos em linguagem natural.

Algoritmos e programas

•

Descrição narrativa

• Exemplo:

Calcular média de um aluno

Obter as suas 2 notas de provas Calcular a média aritmética Se a média for maior que 7, o aluno foi aprovado, senão ele foi reprovado

(38)

Algoritmos e programas

• Fluxograma convencional

•

Formas geométricas diferentes implicam ações distintas.

•

Não se preocupa com detalhes de implementação do programa

.

Algoritmos e programas

•

Fluxograma convencional

Início e final do fluxograma

Operação de entrada de dados

Operação de saída de dados

Operação de atribuição

Decisão

(39)

Algoritmos e programas

•

Fluxograma convencional

• Exemplo:

Início

N1, N2

"Aprovado"

MEDIA aaa

(N1 + N2) / 2

MEDIA >= 7

"Reprovado"

Fim

.V. .F.

Algoritmos e programas

• Pseudocódigo

•

Algoritmo escrito em português utilizando convenções próximas de uma linguagem de programação.

•

Forma de representação rica em detalhes.

•

Encontra bastante aceitação.

(40)

Algoritmos e programas

•

Pseudocódigo

Algoritmo <nome_do_algoritmo>

<declaração_de_variáveis>

Início

Fim

Algoritmos e programas

•

Pseudocódigo

• Exemplo:

Algoritmo Calculo_Media Var N1, N2, MEDIA: real Início

Leia N1, N2

MEDIA (N1 + N2) / 2 Se MEDIA >= 7 então

Escreva “Aprovado”

Senão

Escreva “Reprovado”

Fim_se Fim

(41)

Algoritmos e programas

• Programas

•

Conjunto de instruções executadas numa certa sequência de modo a resolver algum problema.

•

Formalização de um algoritmo em alguma linguagem de programação.

Linguagens de programação

• Linguagens de programação

•

Conjunto limitado de instruções (vocabulário), associado a um conjunto de regras (sintaxe) que define como as instruções podem ser associadas.

•

Cada linguagem possui um conjunto único de palavras-

chave ou palavras reservadas e uma sintaxe

específica.

(42)

Linguagens de programação

•

O que caracteriza uma linguagem de programação?

•

Sintaxe e semântica bem definidas;

•

Implementável (executável) com eficiência aceitável.

•

Universal: deve ser possível expressar todo problema computável.

•

Natural para expressar soluções de problemas (em um certo domínio de aplicação).

Por que existem tantas linguagens?

• Propósitos Diferentes;

• Avanços Tecnológicos.

• Interesses comerciais.

• Cultura e background

científico.

(43)

Linguagens de programação

• De acordo com a sua similaridade com a linguagem humana:

•

Linguagem de máquina

•

Linguagem simbólica

•

Linguagem de alto nível

Linguagens de programação

• Linguagem de máquina - Baixo Nível

•

Mais baixo nível de entendimento pelo ser humano e a única entendida pelo processador (UCP).

•

Instrução típica em linguagem de máquina:

1001 0100 1111 1010 1001 0100 1111 1010

(44)

Linguagens de programação

•

Linguagem simbólica (Assembly) – Baixo Nível

• Linguagem de nível imediatamente acima da linguagem de máquina.

• Permite o uso de nomes (mnemônicos) e símbolos em lugar de números.

• Linguagem simbólica para linguagem de máquina (Montador:

Assembler).

• Instrução típica em linguagem simbólica:

• MOV R1, R2

• ADD R1, R2

Linguagens de programação

• Linguagem de alto nível

•

Possui uma estrutura e palavras-chave mais próximas da linguagem humana.

•

Programas escritos em linguagem de alto nível são convertidos para linguagem de baixo nível através de um programa denominado compilador ou de um interpretador.

•

Instrução típica em linguagem de alto nível:

(45)

Linguagens de programação

•

Compilador x Interpretador.

A implementação de cada um dos elementos de uma LP é feita através de processadores:

• Compiladores: os programas são transformados por inteiro em um conjunto de instruções que podem ser fisicamente efetuadas por um computador.

• Interpretadores: cada expressão é transformada nas instruções correspondentes e acionada no computador.

Um programa compilado geralmente executa mais rapidamente que um programa interpretado.

Desenvolvimento de programas

• Processo

• É associado ao uso de ferramentas ou ambientes de desenvolvimento

• Exemplo: IDEs Eclipse e Delphi ...

• Principais etapas:

•

Geração de código-fonte

•

Tradução do código-fonte

•

Editores de ligação

•

Depuradores

(46)

Desenvolvimento de programas

• Geração de código-fonte

•

Codificação em alguma linguagem de programação

•

Editores

Desenvolvimento de programas

• Tradução do código-fonte

•

O código-fonte não é executável.

•

É necessário que o código-fonte seja traduzido para o código de máquina.

•

Esta tradução (ou conversão) é realizada de forma automática graças à existência de ferramentas como os montadores (ou Assemblers) e os compiladores.

•

O código gerado por essas ferramentas é denominado

código-objeto.

(47)

Desenvolvimento de programas

• Editores de ligação

•

Conhecidos como “Linkers”

•

Rearranjar o código do programa, incorporando a ele todas as partes referenciadas no código original.

Desenvolvimento de programas

•

Editores de ligação

• Conhecidos como linkers

Programa executável Linker

Código Fonte Código

Fonte

Código Fonte

Biblioteca Código Objeto

Código Objeto

(48)

Desenvolvimento de programas

•

Depuradores ou debuggers

• Auxilia o programador a eliminar (ou reduzir) a quantidade de

“bugs” (erros) de execução no seu programa

• Executam o programa gerado através de uma interface apropriada que possibilita uma análise efetiva do código do programa

• Graças à:

• execução passo-a-passo (ou instrução por instrução) de partes do programa

• visualização do “estado” do programa através das variáveis e eventualmente dos conteúdos dos registros internos do processador

• alteração em tempo de execução de conteúdos de memória ou de variáveis ou de instruções do programa

• etc...

95Paradigmas de Programação – Prof. MSc. Isaac Bezerra de Oliveira. 95

Métodos de implementação

•

Compilação

–Programas são traduzidos para linguagem de máquina

•

Interpretação pura

–Programas são interpretados por outro programa chamado interpretador

•

Sistemas de implementação híbridos

–Um meio termo entre os compiladores e os interpretadores puros

(49)

Visão em camadas de um computador

O Sistema operacional e as implementações de linguagem são

colocados em camadas superiores à interface de linguagem de máquina de um computador

Compilação

•

Traduz programas (linguagem de fonte) em código de máquina (linguagem de máquina)

•

Tradução lenta, execução rápida

•

Processo de compilação tem várias fases:

–análise léxica: agrupa os caracteres do programa fonte em unidades léxicas

–análise sintática: transforma unidades léxicas em árvores de análise sintática (parse trees), que representam a estrutura sintática do programa

–análise semântica: gera código intermediário –geração de código: código de máquina é gerado

(50)

O processo de compilação

The Compiling Process

(51)

Gargalo de Von Neumann

•

A velocidade de conexão entre a memória de um computador e seu processador determina a velocidade do computador

•

Instruções de programa normalmente podem ser executadas mais rapidamente do que a velocidade de conexão, o que resulta em um gargalo

•

Conhecido como gargalo de von Neumann; é o fator limitante primário na velocidade dos computadores

Interpretação pura

•

Sem tradução

•

Fácil implementação de programas (mensagens de erro em tempo de execução podem referenciar unidades de código fonte)

•

Execução mais lenta (tempo de execução de 10 a 100 vezes mais lento do que nos sistemas compilados)

•

Geralmente requer mais espaço

•

Raramente usada em linguagens de alto nível

•

Volta significativa com algumas linguagens de scripting e para a

Web (como JavaScript e PHP)

(52)

Processo de interpretação pura

Sistemas de implementação híbridos

•

Um meio termo entre os compiladores e os interpretadores puros

•

Uma linguagem de alto nível é traduzida para uma linguagem intermediária que permite fácil interpretação

•

Mais rápido do que interpretação pura

•

Exemplos

–Programas em Perl eram parcialmente compilados para detectar erros antes da interpretação

–As primeiras implementações de Java eram todas híbridas; seu formato intermediário, byte code, fornece portabilidade para qualquer máquina que tenha um interpretador de bytecodes e um sistema de tempo de execução associado (juntos, são chamados de Máquina Virtual Java)

(53)

Sistema de implementação híbrido

The Interpreting Process

(54)

Sistemas de implementação Just-in-Time

•

Inicialmente traduz os programas para uma linguagem intermediária

•

Então, compila os métodos da linguagem intermediária para linguagem de máquina quando esses são chamados

•

A versão em código de máquina é mantida para chamadas subsequentes

•

Sistemas JIT são agora usados amplamente para programas Java

•

As linguagens .NET também são implementadas com um sistema JIT

Pré-processadores

•

As instruções de pré-processador são comumente usadas para especificar que o código de outro arquivo deve ser incluído

•

Um pré-processador é um programa que processa um programa imediatamente antes de o programa ser compilado para expandir macros embutidos

•

Um exemplo conhecido: pré-processador de C

–expande#include, #define e macros similares

(55)

Ambientes de programação

•

Coleção de ferramentas usadas no desenvolvimento de software

•

UNIX

–Um ambiente de programação mais antigo

–Agora bastante usado por meio de uma interface gráfica com o usuário (GUI) que roda sobre o UNIX

•

Microsoft Visual Studio .NET

–Grande e complexo

•

Usado para desenvolver software em qualquer uma das linguagens .NET

•

NetBeans

–Usado primariamente para o desenvolvimento de aplicações Web usando Java, mas também oferece suporte a JavaScript, Ruby e PHP

Exercício de Fixação - 01

1.

O que é um paradigma de programação?

2.

Qual o objetivo de conhecer Paradigmas de Programação?

3.

Quais são os principais paradigmas?

4.

Quais são as Categorias dos paradigmas de programação?

5.