TEMA Nº 1
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Este documento introduce los conceptos básicos de los lenguajes de programación. Explica que un lenguaje consta de un léxico, una sintaxis y una semántica. Distingue entre lenguajes de bajo y alto nivel, señalando que los lenguajes de bajo nivel son específicos de cada máquina mientras que los de alto nivel son independientes de la máquina. Finalmente, contrasta los procesos de interpretación y compilación para traducir programas de alto nivel a lenguaje de máquina.
TEMA Nº 1
- 1. UNIVERSIDAD DE PANAMA PROGRAMACION I SEMANA Nº 2 INTRODUCCIÓN A LOS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN ¿Qué es un lenguaje? Conjunto de símbolos y palabras (vocabulario o léxico) y conjunto de reglas (sintaxis y semántica) que permiten agrupar los símbolos para formar las frases del lenguaje. ¿De programación? Que sirve para especificar algoritmos sobre un ordenador. Un programa se escribe como una secuencia de frases del lenguaje. Un lenguaje de programación viene definido por un léxico, una sintaxis y una semántica 1- Léxico Conjunto de símbolos que se pueden usar en un lenguaje. Estos símbolos o elementos básicos del lenguaje, podrán ser de los siguientes: • Identificadores: nombres simbólicos que se darán a ciertos elementos de programación (p.e. nombres de variables, tipos, módulos, etc.). • Constantes: datos que no cambiarán su valor a lo largo del programa. • Operadores: símbolos que representarán operaciones entre variables y constantes. • Instrucciones: símbolos especiales que representarán estructuras de procesamiento, y de definición de elementos de programación. • Comentarios: texto que se usará para documentar los programas 2 – Sintaxis Consta de unas definiciones, denominadas reglas sintácticas o producciones que especifican la secuencia de símbolos que forman una frase del lenguaje. Estas reglas dicen si una frase está bien escrita o no. 3- Semántica Define el significado de las construcciones sintácticas del lenguaje y de las expresiones y tipos de datos utilizadas. LENGUAJES DE BAJO NIVEL Y LENGUAJES DE ALTO NIVEL. Los lenguajes de programación se pueden clasificar en lenguajes de bajo y alto nivel dependiendo de lo cercanos o lejanos que estén de la arquitectura de la máquina en la que van a funcionar. 1- Lenguajes de bajo nivel: • Están basados directamente en la máquina de Von Neumann, por lo que están a un nivel muy cercano a la máquina. • Las instrucciones del lenguaje son las instrucciones del microprocesador del ordenador, que normalmente son demasiado simples. • Es exclusivo de cada ordenador. • Es difícil y costoso de programar. En lenguajes de bajo nivel distinguimos entre lenguaje máquina y lenguaje ensamblador. a-Lenguaje máquina: ƒ Instrucciones reconocidas por los circuitos del procesador. ƒ Se codifican en binario. ƒ Los datos se referencian por su posición de memoria. b- Lenguaje ensamblador: ƒ Codificación mnemotécnica del lenguaje máquina. ƒ Necesita un traductor. ƒ Se pueden utilizar etiquetas en vez de posiciones de memoria. 2- Lenguajes de alto nivel: • Están basados en máquinas abstractas, que facilitan la comprensión por personas. TEMA Nº 1 INF-102 Página 1
- 2. • Instrucciones más flexibles y potentes. • Necesita un traductor para convertir el programa a lenguaje máquina, que es el que entiende el ordenador. • No depende del procesador, por lo que el mismo programa sirve para diferentes ordenadores. Al tener que traducirlo, es más lento e ineficiente que el lenguaje de bajo nivel. 2.1 Clasificación de los lenguajes de alto nivel A- Paradigmas de programación. Por paradigma de programación se entiende una “filosofía” de programar, es decir, los lenguajes que utilizan un mismo paradigma de programación utilizarán los mismos conceptos básicos para programar. Se pueden definir cuatro tipos fundamentales: - Imperativos - Orientados a objetos Procedurales: describen los pasos a seguir para encontrar la solución - Funcionales - Lógicos Declarativos, describen el problema a solucionar Imperativos: La unidad de trabajo es la sentencia (acción). Pascal, C. Orientados a Objetos: La unidad de trabajo es el objeto. Agrupa las estructuras de datos con sus algoritmos. Smalltalk. Funcionales: La unidad es la función. Consiste en combinar funciones para conseguir funciones más complejas hasta llegar a la función que es el programa. Lisp. Basado en el Cálculo Lambda. Lógicos: Se especifican los hechos y las propiedades que especifican el problema. El sistema utiliza esa información para encontrar la solución. Prolog. Basado en la Lógica de predicados 2.2 Clasificación de lenguajes según la administración de memoria Estáticos: Los requisitos de memoria del programa se pueden calcular antes de ejecutar el programa. No permiten recursividad. Fortran, Cobol. Basados en pila: Se calculan los requisitos de memoria generales del programa antes de ejecutarlo. El resto de la memoria necesaria durante la ejecución del programa se utiliza en forma de pila. Algol 60. Fija Pila Dinámicos: No se puede saber a priori la cantidad de memoria que utilizará el programa. El programa puede crear y destruir estructuras de datos en cualquier lugar del programa. Prolog, Lisp. C++ es un lenguaje principalmente basado en pila, pero que también tiene características dinámicas. Otras clasificaciones Por la forma en que se pasa a lenguaje máquina. • Lenguajes compilados → C, Pascal, C++,... • Lenguajes interpretados → BASIC Por el objetivo principal de los programas escritos en el lenguaje. • Lenguajes de propósito general → C, Delphi... • Lenguajes para la enseñanza → Logo, Pascal, Modula, BASIC... • Lenguajes para cálculo científico → Fortran, Matlab, Mathematica, Maple... • Lenguajes para gestión → Cobol... • Lenguajes para la gestión de bases de datos → System Query Languages (SQL) Informix... • Lenguajes de inteligencia artificial → Prolog, Lisp... • Programación multiplataforma e internet → Java TRADUCTORES E INTÉRPRETES. Para que un procesador ejecute un programa escrito en un lenguaje de alto nivel es necesario que lo transforme a su equivalente en lenguaje máquina. Para ello existen dos posibilidades, la interpretación y la traducción. a- Interpretación: Un intérprete traduce y ejecuta sentencia a sentencia el programa original (programa fuente.)Programa fuente Intérprete TEMA Nº 1 INF-102 Página 2
- 3. b- Traducción: Traduce el programa original en un programa escrito en lenguaje máquina. Existen dos tipos de traductores: • Ensamblador: Cuando el lenguaje fuente es ensamblador. • Compilador: Cuando el lenguaje fuente es de alto nivel. Comparación compiladores-intérpretes: • Un intérprete puede ejecutar un programa directamente, incluso sin estar completo. Un compilador ha de traducirlo completamente antes de ejecutarlo. • Un programa interpretado ocupa poca memoria. • Un programa compilado es más rápido. • El compilador crea un ejecutable independiente del propio compilador. Un programa interpretado necesita siempre su intérprete. Actualmente casi todos los lenguajes son compilados o una mezcla entre los dos (Prolog, Java.) Fases del proceso de compilación: • Análisis léxico: Identificación de palabras y símbolos del lenguaje. • Análisis sintáctico: Comprobación de las reglas sintácticas. • Análisis semántico: Comprobación de las reglas semánticas (variables no declaradas, comprobación de tipos, …). Interpretación de las órdenes. • Optimización: Análisis del programa para mejorarlo (en velocidad, en espacio de memoria) Tipos de errores: • Errores de compilación: Los producidos en la fase de compilación o interpretación de un programa, es decir, cuando no se cumplen las reglas sintácticas o semánticas. • Errores de ejecución: Los producidos durante la ejecución del programa. Estos mensajes de error no son producidos por el compilador, sino por una porción de código que el compilador añade al programa. • Errores lógicos: Cuando el programa no da ningún error pero los resultados no son los esperados. Puede ser porque el algoritmo ha sido incorrectamente implementado o porque el algoritmo estaba mal hecho. ACTIVIDADES Objetivo: Analiza los conceptos principales sobre lenguajes de programación y sus componentes. 1- Lea de forma analítica el documento confeccione un mapa conceptual que abarque todo el tema. 2- Investigue la historia y evolución de los lenguajes de programación. a. Forma grupos de cinco estudiantes. b. Investiga a profundidad el tema c. Selecciona elementos importantes d. Confecciona power point e. Sustenta próxima clase. Criterios a evaluar 1- Presentación personal 2- Introducción 3- Contenido 4- Ilustraciones 5- Diseño colores (sobrios) 6- Puntualidad 7- Profundidad del tema 8- Dominio del tema 9- Conclusiones 10- Preguntas FECHA DE ENTREGA DEL MAPA 22 DE AGOSTO DE 2013 FECHA DE ENTREGA DEL POWER POINT Y SUSTENTACION 26 Y 28 DE AGOSTO TEMA Nº 1 INF-102 Página 3