Dom

1
Domínios de Programação

• Aplicações Científicas
• Aplicações Comerciais
• Inteligência Artificial
• Programação de Sistemas
• Linguagens de Scripting
• Linguagens para Propósitos Especiais

2
Domínios de Programação Aplicações Científicas

• Estruturas de dados simples matrizes
• Operações aritméticas em ponto flutuante
• FORTRAN, ALGOL 60
• Nenhuma linguagem é significativamente melhor do
  que o FORTRAN até hoje

3
Domínios de Programação Aplicações Comerciais

• Facilidade para produzir relatórios
• Exemplo COBOL (60)
• Há pouco desenvolvimento nas linguagens de
  aplicação comercial, além do que foi feito para
  COBOL (usado ainda hoje)

4
Domínios de Programação Inteligência Artificial

• Computações simbólicas, e não numéricas
• LISP
• PROLOG

5
Domínios de Programação Programação de Sistemas

• Desenvolvimento de software básico (sistemas
  operacionais)
• Linguagens para programação de sistemas exigem
  execução rápida
• PL/S (IBM), BLISS (Digital), Extended ALGOL
  (Burroughs)
• Unix e C (poucas restrições de segurança)

6
Domínios de Programação Linguagens de Scripting

• Script é uma lista de comandos em um arquivo,
  para serem executados em lote
• sh
• ksh (Bell Labs)
• awk (Aho, Wienberger e Kernighan)
• tcl
• Perl

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Critérios de Avaliação de Linguagens

• Legibilidade
• Facilidade de Escrita (writability)
• Confiabilidade
• Custo

8
Critérios de Avaliação de LinguagensLegibilidade

• Simplicidade poucos componentes básicos, cuidado
  com a multiplicidade de recursos, overloading
  inteligente de operadores
• Ortogonalidade conjunto consistente de regras
  para combinar construções primitivas, com poucas
  exceções
• Instruções de controle
• Tipos e estruturas de dados
• Sintaxe

9
Critérios de Avaliação de Linguagens Facilidade
de escrita

• Simplicidade grande número de construções
  diferentes leva a dificuldades para escrever
  programas
• Suporte para abstração capacidade de definir
  estruturas/operações complexas ignorando
  detalhes. Abrstração pode ser em dados e em
  código.
• Expressividade adequação das formas de
  especificar computações

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Critérios de Avaliação de Linguagens
Confiabilidade

• Verificação de tipos
• Tratamento de exceções
• Aliasing
• Pouca legibilidade ou pouca facilidade de escrita
  tendem a gerar programas pouco confiáveis

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Critérios de Avaliação de Linguagens Custo

• Treinamento
• Escrita de código
• Compilação
• Execução
• Implementação
• Manutenção
• da má confiabilidade

12
Influências sobre o Projeto de Linguagens

• Arquitetura dos computadores
• Metodologias de programação ao longo da história

13
Influências sobre o Projeto de LinguagensArquitet
ura dos computadores

• Últimos 40 anos imensa maioria das linguagens de
  programação foi projetada em função da
  arquitetura Von Neumann
• As linguagens baseadas nesta arquitetura são
  denominadas linguagens imperativas

14
Influências sobre o Projeto de LinguagensArquitet
ura dos computadores

• Modelo da arquitetura de Von Newmann

MEMÓRIA
resultados (piped)
instruções e dados (piped)
GARGALO de Von Newmann
ULA
UC
E/S
CPU
15
Influências sobre o Projeto de LinguagensArquitet
ura dos computadores

• Execução de código numa máquina Von Newmann
  ciclo fetch-execute
• Programas residem na memória mas são executados
  na CPU (cada instrução é transferida da memória
  para o processador)
• Endereço da próxima instrução mantido num
  registro chamado program counter

16
Influências sobre o Projeto de LinguagensArquitet
ura dos computadores

• EXECUÇÃO
• inicialize o program counter
• repeat forever
• fetch
• decode
• execute

17
Influências sobre o Projeto de LinguagensMetodolo
gias de Programação

• Final anos 60 Programação Estruturada
• Anos 70 projeto top-down, refinamento,
  modularidade, verificação de tipos, mais
  instruções de controle
• Final anos 70 abstração de dados
• Anos 80 programação orientada a objetos
• Anos 90 concorrência, internet

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Categorias de Linguagens

• Imperativas Pascal, C...
• Ordem específica das instruções é importante
• Orientadas a Objetos C, Delphi, Java...
• Hierarquização, classificação, extrema
  modularização/abstração (código e dados)
• Funcionais (LISP) e Lógicas (Prolog)
• Baseadas na computação de funções ou regras de
  inferência. A recursão é um conceito natural
  nestas linguagens

19
Trade-offs no Projeto de Linguagens

• Confiabilidade vs. Custo de manutenção
• Expressividade vs. Legibilidade
• Flexibilidade vs. Segurança

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Métodos de Implementação

• Compilação
• Interpretação Pura
• Sistemas híbridos

21
Interface de computadores virtuais
Comp. FORTRAN
Comp.Pascal
Comp. C
Sistema Operacional
Interp. LISP
Interpretador de Macroinstruções
Comp. Ada
Núcleo da Máquina
Interp. comandos SO
Assembler
...
22
O processo de compilação
Programa-fonte
alto nível
Analisador Léxico
tokens
Analisador Sintático
parse trees
Analisador Semântico Gerador de código
intermediário
Tabela de símbolos
Otimização
cód. intermediário
Gerador de código
ling. máquina - baixo nível
dados de entrada
Máquina
Resultados
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Interpretação pura

• Programas são interpretados por outro programa
  (interpretador), sem conversão
• Interpretador simulador de software, máquina
  virtual cujas instruções são um programa em ling.
  alto nível
• vantagem facilidade de depuração
• desvantagem lentidão, muito espaço de memória
• Exemplos Linguagens de scripting, LISP...

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Sistemas Híbridos

• Perl
• Implementações iniciais de Java
• código intermediário de Java código de bytes
• portabilidade
• cód. bytes interpretador Java Virtual Machine
• hoje tradução do cód. bytes p/ cód. máquina
• applets Java são baixados em código de bytes