Introdução às Linguagens de Programação Prof. Carlos Gonçalves Email: [email protected] Homepage:...
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Introdução às Linguagens de Programação
Prof. Carlos GonçalvesEmail: [email protected]: http://cavg.br.tripod.comDEINF - CCET - UFMASão Luís, MA
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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.
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Bibliografia e Recursos: Livros
VELLOSO, Fernando C. Informática: Uma introdução. Rio de Janeiro: Ed. Campus.
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Recursos: Internet
Sites na Internet http://www.deinf.ufma.br/~cav — ou ainda (para acesso
exterior a UFMA) — http://cavg.br.tripod.com). Site do Prof. da disciplina, inclui lista de exercícios, apostilas e tutoriais, links, e outras informações atualizadas.
http://www.portalc.nip.net. Site repleto de apostilas, textos, tutoriais, programas-fontes e até compiladores para a linguagem C e C++. Fundamental uma visita com calma a fim de explorar bem o material. Possui links para outros sites.
http://www.geekbrasil.com.br/apostilas/. Uma outra boa opção é o portal Geek Brasil, que embora seja direcionada para um público mais avançado, tem uma boa seção com apostilas grátis sobre os mais diversos temas e assuntos. É só escolher um assunto e baixar para seu HD, para posterior estudo e análise. Lembre-se que em alguns casos será preciso o programa visualizador Acrobat Reader da Adobe (que pode ser baixado lá no próprio site da Geek).
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Objetivos do Curso
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.Prática: Elaborar programas-fontes em HTML, com pouca complexidade e depurá-los.
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Linguagens de Programação 6
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.
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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.
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Linguagens de Programação 8
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.
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Linguagens de Programação 9
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.
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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.
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Linguagens de Programação 11
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).
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Linguagens de Programação 12
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).
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Linguagens de Programação 13
Hierarquia das linguagens
LinguagemNatural
LinguagemNatural
RPGRPG WPLWPL COBOLCOBOL FortranFortran APLAPL LISPLISP
PascalPascal AdaAda PL/1PL/1BASICBASIC
CC ForthForth
AssemblyAssembly
MáquinaMáquina
Ling. ProcedimentaisOrientadas ao problema
Negócios Científicas
Propósitos gerais
NívelInferior
Baixo-Nível
FuturoNível?
NívelIntermédio
Alto-Nível
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Linguagens de Programação 14
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.
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Linguagens de Programação 15
L.P.: Exemplos de Códigos: BASIC
Pseudocódigoleia(num)
para n de 1
até 10 passo 1 faça
tabnum*n imprima(tab)
fim-para;
BASIC10 input num
20 for n=1 to 10
step 1
30 let tab=num*n
40 print chr$(tab)
50 next n
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Linguagens de Programação 16
L.P.: Exemplos de Códigos: FORTRAN
Pseudocódigoleia(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
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Linguagens de Programação 17
L.P.: Exemplos de Códigos: Assembly
Pseudocódigoleia(num)
para n de 1
até 10 passo 1 faça
tabnum*n imprima(tab)
fim-para;
Assembly (Intel 8088) MOV CX,0IN AX,PORTAMOV DX,AXLABEL:INC CXMOV AX,DXMUL CXOUT AX, PORTACMP CX,10JNE LABEL
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Linguagens de Programação 18
L.P.: Exemplos de Códigos: C
Pseudocódigoleia(num)
para n de 1
até 10 passo 1 faça
tabnum*n imprima(tab)
fim-para;
Cscanf(&num);
for(n=1;n<=10;n++){
tab=num*n;
printf(”\n %d”, tab);
};
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Linguagens de Programação 19
O Processo de Compilação
Carregar editor de textos
Carregar editor de textos
Editar ou modificar
programa-fonte
Editar ou modificar
programa-fonte
Gravar programa-fonte
em disco
Gravar programa-fonte
em disco
Carregar compiladorCarregar
compilador
Carregar programa-fonte
Carregar programa-fonte
Executar compilaçãoExecutar
compilação
Compilação completa!
Compilação completa!
Há erros?
Fim
Listar errosListar erros
Não
Sim
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Linguagens de Programação 20
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.
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Linguagens de Programação 21
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
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Linguagens de Programação 22
Razões da Popularidade do Padrão HTML
Extremamente simplesEstilo próprio para formatação de documentosLigações de hipertexto criadas facilmenteSuporte a formuláriosInteração homem x máquinaProgramação simples
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Linguagens de Programação 23
Limitações do Padrão HTML
Estrutura limitada e simples número fixo de tags projetado para formatação de
documentos entregues através da Web
Difícil reutilização da informaçãoPadrão limitado para intercâmbio de informações
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Linguagens de Programação 24
Limitações do Padrão HTML (cont.)
Inadequado para organização das informações. Busca por documentos gera grande número de resultados irrelevantesAutomação limitadaPadrão modificado constantementeAdequação aos novos padrões requer um grande esforço
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Linguagens de Programação 25
Glossário
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Linguagens de Programação 26
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.
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Linguagens de Programação 27
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.
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Linguagens de Programação 28
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.
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Linguagens de Programação 29
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.
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Linguagens de Programação 30
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.
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Linguagens de Programação 31
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
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Linguagens de Programação 32
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
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Linguagens de Programação 33
Sobre o autor
Esta apresentação foi elaborada e desenvolvida pelo Prof. Carlos Gonçalves (DEINF da UFMA), a quem pertence todos os direitos autorais.
Webpages:www.deinf.ufma.br/~cav; http://cavg.vila.bol.com.br; (espelho/mirror)
emails: [email protected]; [email protected];