10.Linguagens de Programação 2012 2 Pansani

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Introdução à Informática e Hardware

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• Introdução • Definição • Compilação • Interpretação

• Escolha de uma linguagem • Categorias

– Linguagens de Primeira Geração – Linguagens de Segunda Geração – Linguagens de Terceira Geração – Linguagens de Quarta Geração

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Nesta aula serão abordadas as linguagens de programação, explicando o que são, quais são as mais comuns, tipos, exemplos e como elas funcionam.

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A Linguagem de Programação pode ser entendida como um conjunto de palavras (vocabulário) e um conjunto de regras gramaticais (para relacionar essas palavras) usados para instruir o sistema de computação a realizar tarefas específicas e com isso, criar os programas. Cada linguagem tem seu conjunto de palavras chave e sintaxes.

(MARÇULA, Marcelo, 2008, 3 ed. P. 169)

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• A pessoa responsável por criar o programa é o

programador, seu papel é escrever comandos

(código-fonte) na linguagem de programação. • A LP (linguagem de programação) deve

traduzir o código-fonte em uma linguagem compreensível pela CPU. Essa transformação pode acontecer por meio da compilação ou da

interpretação.

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• A compilação transforma código-fonte em programa executável pela CPU de modo a criar programas autônomos (que não necessitam da LP para ser executados).

• Para isso são necessárias algumas etapas:

– Compilação – Linkedição

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• Mas antes destas etapas deve acontecer a

codificação, ou seja, o programador utilizando

um linguagem de alto nível cria o código-fonte, que nada mais é que um conjunto de comandos organizados de acordo com as regras da linguagem.

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• Na etapa de compilação o código-fonte passa por um processo onde um programa conhecido como compilador transforma os comandos do código-fonte em comandos de linguagem de máquina criando o chamado

código objeto.

• É nesta etapa que o compilador realiza várias análises como léxica, sintática e semântica.

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• Outro ponto importante é que um programa pode utilizar códigos criados anteriormente e armazenados em arquivos conhecidos como

bibliotecas ou funções nativas.

• O processo de compilação deve então ligar todas essas partes de forma adequada. Esse processo é realizado pelo linkeditor (ligador). Terminado o processo de linkedição (ligação) é gerado então um código executável.

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• O código executável é um programa autônomo, isto é, que pode ser executado sem a necessidade da linguagem de programação.

• A compilação deve levar em conta o tipo de CPU, pois na compilação são adicionadas instruções específicas da CPU. (Java multi-plataforma)

• São exemplos de linguagens compiladas C, C++, Cobol, Pascal, Delphi e Visual Basic.

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• A interpretação consiste em executar o código-fonte diretamente por meio de um módulo da linguagem de programação conhecido como interpretador. Neste processo não existe nem código objeto nem código executável.

• Sendo assim estes programas não são autônomos pois necessitam da linguagem para serem executados.

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• Há muitas linguagens que podem ser tanto interpretadas quanto compiladas, assim como há linguagens híbridas (parcialmente compiladas, parcialmente interpretadas) e há ainda linguagens interpretadas que podem dinamicamente gerar blocos compilados (Just in time compiling) para aumentar seu desempenho.

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• Alguns exemplos de linguagens interpretadas são JavaScript, Lisp, PHP, Python, Ruby,

Smalltalk e VBScript.

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• A escolha da linguagem de programação deve levar em conta os seguintes itens (segundo Pressman, 1995):

– Área da aplicação do programa a ser criado, pois cada linguagem de programação é voltada para a criação de determinados tipos de aplicações.

– Complexidade do programa a ser criado e da estrutura de dados que serão gerados por ele, pois a linguagem pode ajudar a diminuir essa

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– Tipo de sistema de computação no qual o programa será executado, pois existe uma interação entre o código gerado pela linguagem de programação e a CPU do sistema

– Desempenho desejado, pois isso é bastante influenciado pelo tipo de linguagem escolhido

– Especialização da equipe de desenvolvimento (de programadores). Quanto mais especializada na linguagem for a equipe, mais eficaz ela será.

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• As linguagens de programação são categorizadas em gerações. Essas gerações não tem relação apenas com a época em que foram criadas, mas, também com a proximidade delas da linguagem natural humana. Essa proximidade é conhecida como abstração.

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• Linguagens cuja sintaxe for mais próxima da linguagem de máquina (zeros e uns) são conhecidas como linguagens de baixo nível, inversamente as linguagens cuja sintaxe for parecida com o idioma normal são conhecidas como linguagens de alto nível.

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• Exemplo de linguagem de baixo nível:

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• Exemplo de linguagem de alto nível:

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• São as linguagens de mais baixo nível, onde o programador tem de escrever comandos praticamente em linguagem de máquina.

• Assembly

• Uma característica dessa linguagem é que cada comando tem correspondência direta com um comando da CPU

• É usada quando outras de mais alto nível não cumprem os requisitos de velocidade de processamento ou de utilização de memória.

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• São linguagens que apresentam um avanço em relação ao Assembly. Os comandos são dados por intermédio de palavras utilizadas no dia a dia (normalmente em inglês).

• Alguns autores não consideram Assembly uma linguagem de programação, sendo assim essa geração marcaria o início das LP

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• Essas linguagens foram muito utilizadas e serviram de base para as mais modernas. Exemplos:

– FORTRAN: reconhecida como a primeira linguagem de programação. Ideal para aplicações matemáticas e de engenharia;

– COBOL: primeira linguagem voltada a criação de aplicações comerciais;

– BASIC: linguagem criada para o ensino de programação;

– ALGOL: linguagem voltada a aplicações científicas;

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• Também conhecidas como Linguagens de

Programação Estruturadas ou Linguagens Modernas são subdivididas em três categorias:

– Linguagens de alto nível de uso geral; – Linguagens orientadas a objetos;

– Linguagens especializadas;

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• São linguagens baseadas no ALGOL que apresentam um uso muito amplo:

– Pascal: primeira linguagem de programação estruturada, foi criada para ensinar as técnicas de programação.

– PL/1: criada pela IBM, usada para aplicações científicas e comerciais;

– C: linguagem originalmente criada para o desenvolvimento de sistemas operacionais e compiladores, mas também

pode ser usada para aplicações comerciais;

– Ada: linguagem criada pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos para sistemas em tempo real de uso

militar.

Linguagens de Alto Nível

de uso geral

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• São linguagens que permitem a implementação dos modelos de análises e projetos orientados a objetos, exemplos:

– Smalltalk: linguagem criada para explicar os conceitos de orientação à objeto;

– C++: derivada da linguagem C;

– Java: linguagem criada pela extinta Sun Microsystens que é capaz de rodar em qualquer

Linguagens Orientadas a

Objeto

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– Linguagens de Script (internet): melhoram a funcionalidade de páginas de internet tornando-as mais agradáveis, exemplo: JavaScript e VBScript. – Linguagens de Internet: são usadas para criar

páginas de internet dinâmicas, exemplos: PHP (Hypertext Preprocessor), ASP (Active Server

Pages), JSP (Java Server Pages), Perl (Practical Extraction and Report Language) e Python.

Linguagens Orientadas a

Objeto

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• São linguagens que apresentam formas de sintaxe bastante incomuns (em relação as demais) e são criadas para aplicações

especiais, exemplos:

– LISP: usada quase que exclusivamente para aplicações de inteligência artificial (IA);

– PROLOG: também é utilizada em AI porém é orientada a objeto;

– FORTH: utilizada para desenvolvimento de

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• Atualmente são as linguagens que apresentam maior nível de abstração, para isso automatizam muitas tarefas. Podem ser classificadas em três categorias:

– Linguagens de consulta; – Geradores de programa;

– Linguagens de prototipação;

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• São linguagens declarativas criadas para trabalhar em conjunto com os bancos de dados, permitindo que os dados sejam manipulados.

• O principal exemplo dessa linguagem é o SQL

(Structured Query Language)

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• São linguagens que permitem que o

programador crie programas inteiros usando apenas declarações baseadas em modelos

gerados pelo projeto do programa. Neste tipo de linguagem o nível de abstração é muito

elevado e o trabalho de programação é muito pequeno.

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• Algumas ferramentas chamadas CASE

(Computer-Aided System Engineering)

automatizam várias tarefas na criação de

modelos e projetos de sistemas de software. • São exemplos de ferramentas CASE: Rational

Rose (IBM), System Architect (Popkin) e ERWin (CA – Computer Associates).

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• São linguagens de programação que facilitam a criação da interface com o usuário, também conhecidas como linguagens visuais.

• O programador monta a interface final por meio de ícones e botões e posteriormente ele programa o que deve acontecer quando o usuário interagir com estes.

• São exemplos destas linguagens o Delphi,

Visual Basic .net e C#.