Lenguajes de programación: Paradigmas de Programación
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Este documento describe los lenguajes de programación y paradigmas de programación. Explica que un lenguaje de programación es un sistema notacional para describir computaciones de forma legible para humanos y máquinas. Luego discute los cuatro principales paradigmas de programación (imperativo, funcional, orientado a objetos y lógico) y proporciona ejemplos de lenguajes populares para cada paradigma. Finalmente, aborda conceptos como la definición, traducción e historia de los lenguajes de programación.
Lenguajes de programación: Paradigmas de Programación
- 1. Lenguajes de Programación Paradigmas de Programación Autor(es): • Mtr. Luis Fernando Aguas
- 2. Indice 1.¿ Qué es un lenguaje de programación ? 2.Abstracciones 3.Paradigmas de computación 4.Definición del lenguaje 5.Traducción del lenguaje 6.Historia 7.Preguntas
- 3. 1.1 ¿ Qué es un LP ? • Computación • MáquinaTuring, tesis de Church • Legibilidad por parte de la máquina • Legibilidad por parte del ser humano Definición: Un lenguaje de programación es un sistema notacional para describir computaciones de una forma legible tanto para la máquina como para el ser humano.
- 5. 1.2 Características • Eficiencia • Expresividad • Capacidad de mantenimiento • Legibilidad • Confiabilidad • Seguridad • Simplicidad • Productividad
- 6. 1.3 Abstracciones • Clases: Datos y control • Niveles: básicas, estructuradas y unitarias Abstracciones de datos: ● Básicas: tipos básicos (enteros, reales, ...) ● Estructuradas: tipos estructurados (arreglos, registros) ● Unitarias: Tipos abstractos de datos (TDAs), paquetes, módulos, clases, componentes
- 7. 1.3 Abstracciones • Abstracciones de control • Básicas: asignación, goto • Estructuradas: condicionales e iteradores • Unitarias: paquetes, módulos, hilos y tareas. Un lenguaje de programación es completo en Turing siempre que tenga variables enteras y aritméticas, y que ejecute enunciados en forma secuencial, incluyendo enunciados de asignación, selección e iteración.
- 8. 1.4 Paradigmas de programación • Imperativo • modelo deVon Neuman, cuello de botella deVon Neuman • Orientado a Objetos • TDAs, encapsulación, modularidad, reutilización • Funcional • noción abstracta de función, cálculo lambda, recursividad, listas • Lógico • Lógica simbólica, programación declarativa
- 9. Paradigmas de Lenguajes • Se reconoce generalmente 4 paradigmas de programación: • Imperativo (Estructurado) • Aplicativo (Funcional) • Orientado a Objetos • Lógico
- 10. Lenguajes Imperativos • Su objetivo es entender y definir el estado de la máquina (conjunto de posiciones de memorias, cada una conteniendo un valor). • Lenguajes orientados a instrucciones • El programa consiste en elaborar un conjunto de instrucciones para que la máquina llegue a la respuesta. • Ejemplos: C, Fortran, Pascal, Cobol • Sintaxis: S1, S2, S3, S4, …
- 11. Lenguajes Imperativos Programación: serie de pasos (input, cálculo, ouput). Elementos: abstracción procedural, asignación, loops, secuencias, condicionales.
- 12. Lenguajes Funcionales • Su objetivo es entender la función que produciría la respuesta deseada. • Es orientada hacia la composición de funciones. • Programar consiste en construir la función que halle la respuesta. • Ejemplos: ML, Lisp, Scheme, Haskell • Sintaxis: F1(F2(F3(x)))
- 13. Lenguajes Funcionales • Programación: colección de funciones que se combinan en formas complejas para construir nuevas funciones. • Elementos: alto orden, composición, recursión.
- 14. Orientados a Objetos • Su objetivo es modelar el problema con elementos similares a los realmente presentes. • Programar significa generar objetos que intercambian mensajes entre si para resolver un problema. • Ejemplos: Smalltalk, C++, Java, Squeak, C# • Sintáxis: O1 ->mensaje-> O2.
- 15. Orientados a Objetos • Lenguajes imperativos que unen diseños aplicativos con sentencias imperativas. • Sintaxis: Conjunto de objetos (clases) conteniendo datos (concepto imperativo) y métodos (conceptos aplicativos). • Programación: colección de objetos que interactúan pasándose mensajes que transforman estados. • Elementos: modelado de objetos, clases, herencia, encapsulamiento.
- 16. Lenguajes Lógicos • Definen reglas para decidir cuando la respuesta ha sido alcanzada. • Utiliza un conjunto de reglas para deducir los atributos de la respuesta. • Ejemplos: Prolog • Sintaxis: Regla -> Conclusión
- 17. 1.5 Definición del lenguaje • Sintaxis (estructura) • Gramáticas libres de contexto, estructura léxica, tokens • Semántica (significado) • Lenguaje natural • Semántica operacional • Semántica denotacional
- 18. 1.6Traducción del lenguaje • Traductor es un programa que acepta otros programas escritos en un lenguaje y: • los ejecuta directamente (interprete) • los transforma en una forma adecuada para su ejecución (compilador). entrada código fuente salidaintérprete
- 19. 1.6Traducción • Pseudointérpretes: intermedio entre interprete y compilador: lenguajes intermedios • Operaciones de un traductor: analizador léxico (tokens), analizador sintáctico, analizador semántico, preprocesador código fuente traducción adicional compilación código objeto código ejecutable
- 20. 1.6Traducción • Tiempo de compilación y tiempo de ejecución • Propiedades estáticas: tiempo de compilación • Propiedades dinámicas: tiempo de ejecución • Recuperación de errores (compilación y ejecución) • Eficiencia y optimización (compilación o ejecución)
- 21. 1.7 Historia FORTRAN AlGOL 60 COBOL 50 60 70 80 90 Simula Smalltalk Pascal Ada C PL/I LISP ML Miranda Prolog
- 22. 1.7 Historia 1950 1960 1970 1980 1990 Fortran(54) PL/I(66) Ada(95) Java(96) Basic(66) C(72) Pascal(70) Cobol(58) Algol(60) Simula(67) Smalltalk(80) C++(89) ENSAMBLADOR Eiffel (86) Ada(83)
- 24. ¿Qué hace a un lenguaje bueno? • Naturalidad de la aplicación • La estructura del programa refleja la estructura lógica del algoritmo. • Cada lenguaje generalmente se especializa en un campo de acción determinado y es más fácil resolver ciertos problemas con él.
- 25. ¿Qué hace a un lenguaje bueno? • Facilidad de verificación • Debe proveer una manera de corroborar que el programa efectivamente realiza su tarea. • Una sintaxis sencilla facilita la verificación.
- 26. ¿Qué hace a un lenguaje bueno? • Ambiente de programación • Debe contar con un entorno que facilite la programación en el lenguaje. • Generalmente lenguajes no tan buenos, pero que tienen un buen entorno de programación, son más usados en el mercado.
- 27. ¿Qué hace a un lenguaje bueno? • Portabilidad • Que tan fácil se puede transportar la aplicación de la máquina en que se desarrolló a otras máquinas donde va a ser ejecutada. • El mejor ejemplo de esto es programación para Internet.
- 28. ¿Qué hace a un lenguaje bueno? • Costo de uso • Costo de ejecución • Costo de traducción • Costo de creación, prueba y uso • Costo de mantenimiento