Facultad de Ciencias de la Computación INTRODUCCIÓN A LA DISCIPLINA COMPUTACIONAL

Transcripción

1 Facultad de Ciencias de la Computación INTRODUCCIÓN A LA DISCIPLINA COMPUTACIONAL

2 Cortéz José Italo. Garcés Báez Alfonso Marcial Castillo Luis René. Molina García Ma. del Consuelo. Rivera Martínez Marcela. Sandoval Solís Ma. de Lourdes.

3 Un conjunto no vacío y finito de símbolos, se conoce como alfabeto (Σ). Una secuencia finita de símbolos de un determinado alfabeto se conoce como una palabra sobre dicho alfabeto. Un lenguaje (L) es un conjunto de palabras. Σ = {a, b, c, d, e, f, 1, 5, 6}. Palabras: abc1, df56, fab5, dec1. L = {abc1m df56m fab5, dec1}. Σ = {0, 1}. Lenguaje: binario.

4 Para qué necesito un lenguaje? Para COMUNICARME

5 El lenguaje de programación es el medio de comunicación entre el hombre y la máquina. El modelo general de las computadoras desde que fue esbozado por Von Neuman, no ha cambiado mucho, mientras que la invención humana para proponer nuevos problemas a resolver, usando la computadora parece no tener límites.

6 La lista de códigos que la máquina va a interpretar como instrucciones, describe las capacidades de programación que tenemos de ella; es el lenguaje más primitivo, depende directamente del hardware, y requiere del programador que conozca el funcionamiento de la máquina al más bajo nivel. Los lenguajes más primitivos fueron los lenguajes de máquina. Esto, ya que el hardware se desarrolló antes del software, y además cualquier software finalmente tiene que expresarse en el lenguaje que maneja el hardware.

7 Existen diferentes clasificaciones de los lenguajes de programación: De acuerdo al nivel de abstracción. En base a la forma de ejecución. Según el paradigma de programación.

8 NIVEL DE ABSTRACCIÓN Lenguajes de bajo nivel. Lenguajes de alto nivel.

9 LENGUAJES DE BAJO NIVEL Un lenguaje de programación de bajo nivel es aquel que es fácilmente trasladado a lenguaje de máquina. En general, se utiliza este tipo de lenguaje para programar controladores. El lenguaje de más bajo nivel es, por excelencia, el lenguaje de máquina, éste consta de cadenas de números binarios (ceros y unos) y es el único que entendible de manera directa por los procesadores. Todas las instrucciones preparadas de cualquier lenguaje de máquina tienen por lo menos dos partes: la operación (que dice a la computadora cuál es la función a realizar) y el operando (indica a la computadora dónde hallar o almacenar los datos y otras instrucciones que se van a manipular).

10 LENGUAJES DE BAJO NIVEL A principios de la década de 1950, y con el fin de facilitar la labor de los programadores, se desarrollaron códigos nemotécnicos para las operaciones y direcciones simbólicas. La palabra nemotécnico se refiere a una ayuda para la memorización. Uno de los primeros paso fue sustituir los códigos de operación numéricos del lenguaje de máquina por símbolos alfanuméricos, que son los códigos nemotécnicos. Los programas que traducen código simbólico al lenguaje de máquina se llaman ensambladores ("assembler", en inglés), porque son capaces de ensamblar el programa traducido a partir de varias piezas, procedimientos o subrutinas.

11 LENGUAJES DE ALTO NIVEL A finales de los años 1950 surgió un nuevo tipo de lenguaje, debido al desarrollo de las técnicas nemotécnicas y las macroinstrucciones, los lenguajes de alto nivel. A menudo estos lenguajes están orientados hacia una clase determinada de problemas de proceso. A diferencia de los programas de ensamble, los programas de alto nivel se pueden utilizar con diferentes marcas de computadoras sin tener que hacer modificaciones considerables, reduciendo el costo de la reprogramación cuando se adquiere un equipo nuevo.

12 LENGUAJES DE ALTO NIVEL Otras de las ventajas de los lenguajes de alto nivel son: Son más fáciles de aprender que los lenguajes ensambladores. Se pueden escribir más rápidamente. Permiten tener mejor documentación. Son más fáciles de mantener. Un programador que sepa escribir programas en uno de estos lenguajes no está limitado a utilizar un solo tipo de máquina.

13 FORMA DE EJECUCIÓN Lenguajes compilados. Lenguajes interpretados.

14 LENGUAJES COMPILADOS Un compilador es un programa cuya función es traducir un programa escrito en un determinado lenguaje a un idioma que la computadora entienda (lenguaje máquina con código binario). Al utilizar un lenguaje compilado, el programa desarrollado nunca se ejecuta mientras haya errores, sino hasta que, después de haber compilado el programa, ya no aparezcan errores en el código.

15 LENGUAJES INTERPRETADOS Se puede también utilizar una alternativa diferente de los compiladores para traducir lenguajes de alto nivel. En vez de traducir el programa fuente y grabar en forma permanente el código objeto que se produce durante la corrida de compilación para utilizarlo en una corrida de producción futura, el programador sólo carga el programa fuente en la computadora junto con los datos que se van a procesar. A continuación, un programa intérprete, almacenado en el sistema operativo del disco, o incluido de manera permanente dentro de la máquina, convierte cada proposición del programa fuente en lenguaje de máquina conforme vaya siendo necesario durante el proceso de los datos. No se graba el código objeto para utilizarlo posteriormente.

16 LENGUAJES INTERPRETADOS El intérprete elimina la necesidad de realizar una corrida de compilación después de cada modificación del programa cuando se quieren agregar funciones o corregir errores; pero es obvio que un programa objeto compilado con antelación deberá ejecutarse con mucho mayor rapidez que uno que se debe interpretar a cada paso durante una corrida de producción.

17 PARADIGMA DE PROGRAMACIÓN Lenguajes imperativos. Lenguajes funcionales. Lenguajes lógicos. Lenguajes orientados a objetos.

18 LENGUAJES IMPERATIVOS Ofrecen al programador conceptos que se traducen de forma natural al modelo de la máquina. Los programas escritos en ellos se basan en la idea de secuencia de instrucciones que se tienen que llevar a cabo como una receta, son la transcripción de un algoritmo.

19 LENGUAJES FUNCIONALES Los matemáticos desde hace un buen tiempo están resolviendo problemas usando el concepto de función. Una función convierte los datos en resultados. Si se supiera de antemano cómo evaluar una función, usando la computadora, podríamos resolver automáticamente muchos problemas. Los lenguajes funcionales aprovechan la posibilidad que tienen las funciones para manipular datos simbólicos y no solamente numéricos, además de la propiedad de las funciones que les permite componer creando de esta manera, la oportunidad para resolver problemas complejos a partir de las soluciones a otros más sencillas. También se incluyó la posibilidad de definir funciones recursivas.

20 LENGUAJES LÓGICOSL Se utiliza el formalismo de la lógica para representar el conocimiento sobre un problema y para hacer preguntas que si se demuestra que se pueden deducir a través del conocimiento dado en forma de axiomas y de las reglas de deducción estipuladas, se vuelven teoremas. Así se encuentras soluciones a problemas formulados como preguntas. Con base en la información expresada dentro de la lógica de Primer Orden, se formulan preguntas sobre el dominio del problema y el intérprete del lenguaje lógico trata de encontrar las respuestas automáticamente.

21 LENGUAJES ORIENTADOS A OBJETOS Se basa en lenguajes que soportan sintáctica y semánticamente la unión entre los tipos abstractos de datos y sus operaciones (a esta unión se la suele llamar clase). Además, incorpora en su entorno de ejecución mecanismos tales como el polimorfismo y el envío de mensajes entre objetos. Otra característica es que los programas y módulos son más fáciles de escribir, mantener y reutilizar.

22 LENGUAJE AÑO CREADOR APLICACIONES CARACTERÍSTICAS FORTRAN (Formula Translator) 1953 John W. Backus LISP 1958 John Mc Carthy ALGOL (Algorithmic Language) Científicas. Análisis numérico. Inteligencia Artificial. Primer lenguaje de alto nivel. Desarrollado en IBM Primer lenguaje funcional. Desarrollado en el MIT 1960 Peter Naur Lenguaje imperativo, de alto nivel. No tuvo éxito comercial. COBOL(Com mon Business - Oriented Language) 1960 Grace Hooper Negocios. Desarrollado por el Departamento de defensa de E.U. y el CODASYL (Conference on Data Systems Languages)

23 JOHN BACKUS FORTRAN John McCarthy (2006) LISP

24 Nygaard LENGUAJE AÑO CREADOR APLICACIONES CARACTERÍSTICAS SNOBOL(Stri Ng Oriented symbolic Language) 60 S D. J. Farber, R. E. Griswold y F. P. Polensky Ciencias humanísticas. Lenguaje de manipulación de texto. Desarrollado en los laboratorios Bell. APL (A Programing Language) BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) 1962 Kenneth Iverson 1964 Thomas Eugene Kurtz y John George Kemeny SIMULA 1967 Ole Johan Dahl y Kristen Desarrollo de Prototipos. Deep Blue. Herramienta de enseñanza. Simulación Lenguaje interpretado. Desarrollado en IBM. Desarrollado en el Dartmouth College Primer lenguaje orientado a objetos.

25 Kenneth Iverson APL Thomas Eugene Kurtz BASIC

26 LENGUAJE AÑO CREADOR APLICACIONES CARACTERÍSTICAS ADA 70 s Jean Ichbiah PL/I (Programmin g Language 1) Entornos en los que se necesita una gran seguridad y confiabilidad como la defensa, aeronáutica, gestión del tráfico aéreo, etc IBM Aplicaciones científicas y comerciales. Lenguaje imperativo. Primer lenguaje comercial cuyo compilador estaba escrito en el lenguaje que compilaba.

27 Jean Ichbiah ADA

28 LENGUAJE AÑO CREADOR APLICACIONES CARACTERÍSTICAS PASCAL 1970 Niklaus Wirth PROLOG(Pro gramation et Logique) 1972 Alain Colmerauer, Philippe Roussel C 1972 Dennis Ritchie y Ken Thompson MODULA-2 70 s Niklaus Wirth Propósito general. Inteligencia artificial. Software de sistema. Uso didáctico. Lenguaje imperativo. Desarrollado en la Escuela Politécnica Federal de Zurich para fines docentes. Lenguaje interpretado y lógico. Desarrollado en la Universidad de Aix-Marsella Lenguaje imperativo, compilado. Desarrollado en los laboratorios Bell. Es un lenguaje compilado.

29 Niklaus Wirth Pascal Dennis Ritchie C

30 LENGUAJE AÑO CREADOR APLICACIONES CARACTERÍSTICAS C++ 80 s Bjarne Stroustrup Java 90 s Sun Microsyste ms Propósito general. Propósito general. Orientado a objetos. Orientado a objetos.

31 Bjarne Stroustrup C++ James Gosling Java