Noções de Linguagens de Programação

Introdução às Linguagens de
Programação
Prof. Carlos Gonçalves
Email: [email protected]
Homepage: http://cavg.br.tripod.com
DEINF - CCET - UFMA
São Luís, MA
©2003 Carlos Gonçalves
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
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VELLOSO, Fernando C. Informática: Uma introdução.
Rio de Janeiro: Ed. Campus.
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Recursos: Internet
 Sites na Internet


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
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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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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L.P.: Considerações Iniciais
Numa abordagem sistêmica, pode-se ver um
computador como um conjunto de caixaspretas 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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Tipos de Linguagens: Baixo
Nível
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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
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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 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:
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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Hierarquia das linguagens
Orientadas ao problema
RPG
WPL
Linguagem
Natural
Futuro
Ling. Procedimentais Nível?
COBOL
Fortran
APL
LISP
Científicas
Negócios
BASIC
Pascal
Ada
PL/1
AltoNível
Propósitos gerais
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C
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Forth
Nível
Intermédio
Assembly
BaixoNível
Máquina
Nível
Inferior
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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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L.P.: Exemplos de Códigos:
BASIC
Pseudocódigo
leia(num)
para n de 1
até 10 passo 1
faça
tabnum*n
imprima(tab)
fim-para;
31/05/2017
BASIC
10 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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L.P.: Exemplos de Códigos:
FORTRAN
Pseudocódigo
leia(num)
para n de 1
até 10 passo 1
faça
tabnum*n
imprima(tab)
fim-para;
31/05/2017
FORTRAN
read (num)
do 10 n=1:10
tab=num*n
write(tab)
10 continue
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L.P.: Exemplos de Códigos:
Assembly
Pseudocódigo
leia(num)
para n de 1
até 10 passo 1
faça
tabnum*n
imprima(tab)
fim-para;
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Assembly (Intel 8088)
MOV CX,0
IN AX,PORTA
MOV DX,AX
LABEL:
INC CX
MOV AX,DX
MUL CX
OUT AX, PORTA
CMP CX,10
JNE LABEL
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L.P.: Exemplos de Códigos: C
Pseudocódigo
leia(num)
para n de 1
até 10 passo 1
faça
tabnum*n
imprima(tab)
fim-para;
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C
scanf(&num);
for(n=1;n<=10;n++
){
tab=num*n;
printf(”\n %d”,
tab);
};
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O Processo de Compilação
Carregar editor
de textos
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Editar ou
modificar
programa-fonte
Gravar
programa-fonte
em disco
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Carregar
compilador
Há
erros?
Sim
Listar erros
Não
Carregar
programa-fonte
Executar
compilação
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Compilação
completa!
Fim
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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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Documentos HTML: Estrutura
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tags
<HTML>
<HEAD>
<meta name="Author" content=“Carlos Goncalves">
</HEAD>
Saída na tela
<BODY>
do browser
<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>
Exemplo de
</BODY>
codificação
</HTML>
HTML
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Razões da Popularidade do
Padrão HTML
Extremamente simples
Estilo próprio para formatação de
documentos
Ligações de hipertexto criadas
facilmente
Suporte a formulários
Interação homem x máquina
Programação simples
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Limitações do Padrão HTML
Estrutura limitada e simples

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
número fixo de tags
projetado para formatação de documentos
entregues através da Web
Difícil reutilização da informação
Padrão limitado para intercâmbio de
informações
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Limitações do Padrão HTML
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(cont.)
Inadequado para organização das
informações. Busca por documentos
gera grande número de resultados
irrelevantes
Automação limitada
Padrão modificado constantemente
Adequação aos novos padrões requer
um grande esforço
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Glossário
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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.
31/05/2017
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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.
31/05/2017
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Glossário: Meta-Programas
Programas-tradutores:

©2003 Carlos Gonçalves

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.
31/05/2017
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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.
31/05/2017
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©2003 Carlos Gonçalves
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.
31/05/2017
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Glossário: Objetivos da PE
Número de
erros
descobertos
por unidade de
tempo
Curva de
detecção de
erros
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tempo
31/05/2017
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.
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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
31/05/2017
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Sobre o autor
Esta apresentação foi
elaborada e desenvolvida
pelo Prof. Carlos
Gonçalves (DEINF da
UFMA), a quem pertence
todos os direitos autorais.
©2003 Carlos Gonçalves
Webpages:
www.deinf.ufma.br/~cav;
http://cavg.vila.bol.com.br;
(espelho/mirror)
emails:
[email protected];
[email protected];
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