Tipos De Lenguaje De Programacion 5l6b4e

Lenguaje de Programación Un lenguaje de programación es un lenguaje que permite establecer una comunicación entre el hombre y la máquina. Los lenguajes contienen un conjunto variado de comandos, instrucciones, reglas, formas de organizar los datos y otros elementos, que permiten codificar programas con los que se indican las tareas que la máquina debe realizar para procesar un conjunto de información determinado y resolver un problema.

Un poco de historia 1946: Konrad Zuse , un ingeniero Alemán mientras trabajaba en los Alpes de Bavaria, desarrolló el lenguaje Plankalkul, el cual, fue aplicado entre otras cosas para jugar al ajedrez. 1949: Aparece Short Code, que viene a ser el primer lenguaje que fue usado en un dispositivo de cómputo electrónico, aunque se debe decir que se trata de un lenguaje traducido a mano. 1951: Grace Hopper , trabajando para Remington Rand, comenzó el trabajo de diseño del primer compilador conocido ampliamente, el A-0, el cual, al ser liberado por la compañía en 1957, lo hizo con el nombre de MATH-MATIC. 1952: Alick E. Glennie, durante su tiempo libre en la Universidad de Manchester, concibe un sistema de programación llamado AUTOCODE, que viene a ser un compilador muy rudimentario. 1957: aparece FORTRAN (FORmula TRANslator) sistema traductor de fórmulas matemáticas. Fue desarrollado por un equipo, al frente del cual se encontraba John Backus quien después vendría a contribuir en el desarrollo del compilador para el lenguaje ALGOL y de la notación usada para la especificación sintáctica de los lenguajes, conocida como BNF (Backus NaurForm). Este es considerado como el primer lenguaje de programación de alto nivel.

Clasificación Los lenguajes de programación se clasifican en: Según su nivel de abstracción •

De maquina: están escritos en lenguajes directamente legibles por la máquina (computadora), ya que sus instrucciones son cadenas binarias (0 y 1). Da la posibilidad de cargar (transferir un programa a la memoria) sin necesidad de traducción posterior lo que supone una velocidad de ejecución superior, solo que con poca fiabilidad y dificultad de verificar y poner a punto los programas.

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De bajo nivel: son lenguajes de programación que se acercan al funcionamiento de una computadora, por ejemplo el lenguaje ensamblador donde cada instrucción nmotécnica tiene un equivalente directo en código máquina y se manipulan directamente los registros internos del procesador.

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De medio nivel: tienen ciertas características que los acercan a los lenguajes de bajo nivel pero teniendo, al mismo tiempo, ciertas cualidades que lo hacen un lenguaje más cercano al humano y, por tanto, de alto nivel. Ejemplo: Lenguaje C, donde se opera directamente con direcciones de memoria.

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De alto nivel: son normalmente fáciles de aprender porque están formados por elementos de lenguajes naturales, como el inglés.

Según su paradigma •

Imperativos: atienden al paradigma imperativo, basan su funcionamiento en un conjunto de instrucciones secuenciales, las cuales, al ejecutarse, van alterando las regiones de memoria donde residen todos los valores de las variables involucradas en el problema que se plantea resolver. Es decir, se cambia progresivamente el estado del sistema, hasta alcanzar la solución del problema. Ejemplo: Pascal, C++.

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Declarativos: en estos lenguajes se describe el problema, indicando que es lo que se desea obtener o que es lo que se está buscando, se enfoca en el que no en el como, en oposición a los lenguajes imperativos donde se indica

mediante un algoritmo como hallar la solución. Ejemplo: SQL, Prolog, Haskell. •

Orientados a objetos: expresan un programa como un conjunto objetos, que colaboran entre ellos para realizar tareas, se concentran en los objetos que van manipular y no en la lógica requerida para manipularlos. Por lo general los lenguajes que utilizan este paradigma se mezclan con alguno de los dos paradigmas anteriores. Ejemplos: Java, C++.

Criterios de Diseño de Lenguajes de Programación •

Simplicidad: debe poseer la menor cantidad de conceptos como sea posible, descartando aquellos elementos que sean superfluos.

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Uniformidad: los conceptos básicos del lenguaje deben aplicarse de manera consistente y universal, es decir se debe ser capaz de utilizar las capacidades del lenguaje en diversos contextos sin cambiar su forma.

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Ortogonalidad: funciones independientes controladas por mecanismos independientes.

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Abstracción: deben de encapsularse los patrones recurrentes, tal como si de una caja se tratase, ocultando detalles de implementación y permitiendo solo una inspección limitada del contenido.

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Claridad: los mecanismos del lenguaje deben estar bien definidos y el código debe ser facilmente predecible, los programadores deben ser capaces de leer el programa y entenderlo facilmente.

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Ocultar información: las unidades del programa solo deben tener a la información que ellas necesitan.

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Modularidad: las interfaces entre las unidades programación deben ser declaradas explicitamente.

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Seguridad: los errores de semántica deben ser detectables, preferiblemente en tiempo de compilación.

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Expresividad: debe ser expresable una amplia variedad de programas.

deben

ser

de

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Eficiencia: con el lenguaje debe producirse código eficiente.

Efecto secundario Se dice que una función o expresión tiene efecto colateral o efecto secundario si esta, además de retornar un valor, modifica el estado de su entorno. Por ejemplo, una función puede modificar una variable global o estática, modificar uno de sus argumentos, escribir datos a la pantalla o a un archivo, o leer datos de otras funciones que tienen efecto secundario. Los efectos secundarios frecuentemente hacen que el comportamiento de un programa sea más difícil de predecir. En la programación imperativa para el desarrollo de los programas se hace uso del efecto secundario.

Transparencia Referencial Se refiere la propiedad por la cual "cuando una expresión E del lenguaje es sustituida por el valor V, y V es el resultado de evaluar E, la semántica del programa no se altera". Es decir, el resultado de evaluar una expresión compuesta depende únicamente del resultado de evaluar las subexpresiones que la componen y de nada más; no depende de la historia del programa en ejecución o del orden de evaluación de las sub-expresiones que la componen. Por ende debe retornar siempre el mismo valor al facilitarse la misma entrada.

Principales Paradigmas Imperativo Es un paradigma de programación que describe la programación en términos del estado del programa y sentencias que cambian dicho estado. Los programas imperativos son un conjunto de instrucciones que le indican al computador cómo realizar una tarea. La implementación de hardware de la mayoría de computadores es imperativa; prácticamente todo el hardware de los computadores está diseñado para ejecutar código de máquina, que es nativo al computador, escrito en una forma imperativa.

Declarativo Es un paradigma de programación que está basado en el desarrollo de programas especificando o "declarando" un conjunto de condiciones, proposiciones, afirmaciones, restricciones, ecuaciones o transformaciones que describen el problema y detallan su solución. La solución es obtenida mediante mecanismos internos de control, sin especificar exactamente cómo encontrarla. No existen asignaciones destructivas, y las variables son utilizadas con transparencia referencial.

Funcional Es un tipo de programación declarativa basada en el modelo matemático de composición funcional. En este modelo, el resultado de un cálculo es la entrada del siguiente, y así sucesivamente hasta que una composición produce el resultado deseado. Así, un programa es un conjunto de funciones que cooperan entre ellas para el logro de un objetivo común.

Lógico Es un tipo de programacion declarativa que tiene como característica principal la aplicación de las reglas de la lógica para inferir conclusiones a partir de datos. Conociendo la información y las condiciones del problema, la ejecución de un programa consiste en la búsqueda de un objetivo dentro de las declaraciones realizadas.

Orientado a Objetos Es un paradigma de programación que usa objetos y sus interacciones para diseñar aplicaciones y programas de computadora. Es decir se fundamente en concebir a un sistema como un conjunto de entidades que representan al mundo real, los “objetos”, que tienen distribuida la funcionalidad e información necesaria y que cooperan entre sí para el logro de un objetivo

común . Está basado en varias técnicas, incluyendo herencia, modularidad, polimorfismo y encapsulamiento. Su uso se popularizó a principios de la década de 1990.

Sintáxis, Semántica y Pragmática Sintáxis La sintáxis se enfoca en la notación de las frases utilizadas para codíficar en el lenguaje de programación, es decir las reglas que determinan como se han de combinar los elementos que constituyen el léxico del lenguaje para formar sentencias o frases validas. Una frase puede ser codificada en diferentes tipos de notaciones considerando el siguiente ejemplo de la matemática tradicional: vw + y/z Utilizando la notación de Lenguaje C: v * w + y/z En un árbol de sintáxis:

La notación en en Lenguaje C es ligeramente diferente, en el gráfico se realza la prioridad de resolución de los operadores aritméticos.

Semántica La semántica establece la relación entre la estructura de una frase y lo que esta significa. Existen varios enfoques para la definición de la semántica de un lenguaje entre ellos tenemos: •

Semántica operacional: define el significado de un lenguaje de programación en términos de los cambios de estado que producen las instrucciones primitivas del lenguaje. Estos cambios no se reflejan directamente en la maquina real, sino en una maquina (virtual) abstracta asociada que sirve como instrumento de conexión con aquella. Expresado de otra forma, podemos decir que la semántica operacional define el significado de un programa en términos del efecto producido por la ejecución paso a paso del mismo, de tal modo que la especificación de las instrucciones del lenguaje mediante instrucciones primitivas de la maquina abstracta es, precisamente, la definición semántica del mismo. A pesar de la aparente simplicidad de este formalismo, este tipo de semántica no describe con igual claridad todo tipo de lenguaje de programación. El motivo es que el mecanismo que emplean los distintos lenguajes de programación para realizar un cómputo no siempre puede expresarse de una manera clara, comprensible y concisa. Cada estado de la maquina abstracta se denomina configuración.

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Semántica denotacional: define unas aplicaciones (funciones) de valoración semántica que asignan a cada construcción denotada tal objeto matemático que modela su significado. La semántica denotacional indica que función matemática se obtiene a la salida ante unas entradas del programa, sin preocuparse de la ejecución paso a paso del programa. El primer paso a realizar en la definición de la semántica denotacional de un determinado lenguaje es el establecimiento de un dominio semantico al que pertenecerán los resultados obtenidos de la evaluación de las construcciones del lenguaje. Esta evaluación es proporcionada por un conjunto de funciones de significado cuyo dominio esta constituido por el conjunto de construcciones del lenguaje y cuyo rango (o imagen) viene dado por el dominio semántico. Este tipo de semántica dotan de significado a los elementos del lenguaje de una manera mas formal y abstracta, pero sin embargo también necesitan

un mayor conocimiento de conceptos matemáticos, que no tienen por que ser básicos ni elementales. •

Semántica axiomática: asocia a cada construcción del lenguaje un axioma lógico que relaciona el estado del computo (valores que tienen las variables utilizadas) antes y después de ejecutar esta construcción. El método axiomatico expresa la semántica de un lenguaje de programación asociado al lenguaje una teoría matemática o sistema formal que permita demostrar propiedades de los programas escritos en ese lenguaje. Esta aproximación formal contrasta con el método denotacional, que asocia a cada construcción del lenguaje una denotación (significado) en un intento de encontrar un modelo matemático (colección abstracta de objetos matemáticos) del lenguaje.

Pragmática Mientras que la semántica se enfoca en que es lo que significa una frase, la pragmática se enfoca mas bien en como esa frase es procesada o computada. Le es de particular interes el uso efectivo de varios recursos como tiempo, espacio y a los dispositivos físicos (dispositivos de almacenamiento, redes, impresoras, etc).

Traductor Es un programa que traduce de un lenguaje de alto nivel a uno de bajo nivel. Estos pueden ser de dos tipos:

Compilador Es un programa informático que traduce un programa escrito en un lenguaje de programación a otro lenguaje de programación, generando un programa equivalente que la máquina será capaz de interpretar. Usualmente el segundo lenguaje es código máquina, pero también puede ser simplemente texto. Este proceso de traducción se conoce como compilación. Normalmente esta divididos en dos partes:

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Front End: es la parte que analiza el código fuente, comprueba su validez, genera el árbol de derivación y rellena los valores de la tabla de símbolos. Esta parte suele ser independiente de la plataforma o sistema para el cual se vaya a compilar.

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Back End: es la parte que genera el código máquina, específico de una plataforma, a partir de los resultados de la fase de análisis, realizada por el Front End.

Interprete Es un programa informático capaz de analizar y ejecutar otros programas, escritos en un lenguaje de alto nivel. Los intérpretes se diferencian de los compiladores en que mientras estos traducen un programa desde su descripción en un lenguaje de programación al código máquina del sistema destino, los primeros (los interpretes) sólo realizan la traducción a medida que sea necesario, típicamente, instrucción por instrucción, y normalmente no guardan el resultado de dicha traducción.

Bibliografía Finkel Raphael (1996). Advanced Programming Language Design. Editorial Addison-Wesley. I.E.S. Francisco Romero Vargas (2009). Fundamentos de Programación. Disponible en: [http://www.iesromerovargas.net/DAI/ PLE/docs/TEMA1Apendice.pdf]. Consultada: 16 de Marzo de 2009. Slonneger K. y Kurtz B. (1995). Formal Syntax and Sematics of Programming Language. Editorial Addison-Wesley. Turbak F., Gifford D. Y Sheldon M. (2008). Design Concepts in Programming Language. Editorial The MIT Press. Universidad Tecnológica de Buenos Aires (2009). Fundamentos Teóricos de los Paradigmas de Programación. Disponible en: [http:// www.pol.una.py/archivos/asi/paradigmas/FundamTeoricosParadigPro g.pdf]. Consultada: 16 de Marzo de 2009. Wikipedia (2009). Lenguajes de Programación. Disponible en: [http://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_programaci%C3%B3n]. Consultada: 16 de Marzo de 2009. Wikipedia (2009). Compilador. Disponible en: [http://es.wikipedia.org/wiki/Compilador]. Consultada: 16 de Marzo de 2009. Wikipedia (2009). Interprete. Disponible en: [http://es.wikipedia.org/ wiki/Int%C3%A9rprete_inform%C3%A1tico]. Consultada: 16 de Marzo de 2009.