Linguagens de Programação, introdução dos paradigmas

Linguagens de Programação
Introdução

Linguagens de programação
Programa
● Introdução
○ Motivação da disciplina
○ Princípios de Linguagens de Programação
○ Breve Histórico
● Paradigmas de Programação
○ Programação Imperativa (Parte I)
○ Programação Orientada a Objetos (Parte II)
○ Programação Funcional (Parte III)
○ Programação Lógica (Parte IV)

Quem sou eu?
● Handrik Palmeira Magalhães
○ Trabalho com informática desde 1989
○ Já trabalhei em várias empresas (ITECI, Asfal,
ILPISA, Plan & Soft, Usina Cachoeira, IFAL)
○ Técnico em TI do IFAL desde 1997
○ Graduado em Sistemas de Informação pela
UFAL
○ Pós graduado em Governança de TI pela
Faculdade Estácio de Alagoas

Com que já trabalhei?
● Linguagens de Programação
○ DBase III Plus
○ Dialog Plus C
○ Clipper
○ Assembly
○ COBOL
○ Pascal
○ Delphi
○ Visual Basic
○ C
● Linguagens de Programação
○ PHP
○ Java
○ Python
● Bancos de dados
○ SQL Server
○ Oracle
○ PostgreSQL
○ MySQL
○ Zim

Como entrar em contato comigo?
82 - 98144-5053
handrikpalmeiramagalhaes
handrik@ifal.edu.br

Qual a finalidade deste curso?
● É a partir do estudo dos princípios e fundamentos de linguagens de programação
que características específicas de cada tipo de linguagem podem ser identificadas,
seus pontos fortes e fracos, seus domínios de aplicação.
● Isso possibilita que programas de maior qualidade sejam desenvolvidos. O aluno de
hoje será o projetista e usuário de linguagens de programação amanhã.
● Portanto, iremos conhecer as construções mais importantes de cada paradigma de
programação e discutir questões de projetos de linguagens, viabilizando
ferramentas necessárias para uma análise crítica.

Vantagens de estudar esses conceitos:
● Aumento da capacidade de expressar ideias em código
○ Pessoas que possuem um fraco entendimento de linguagem natural (português,
inglês, etc…) são limitadas também na complexidade de seus pensamentos,
especialmente na sua capacidade de abstração e expressão de ideias.
○ Também na programação: conhecer uma maior variedade de recursos e
construções de linguagens de programação redu as limitações no
desenvolvimento de software e leva ao desenvolvimento de melhores
programas.
“Vocabulário” mais rico =melhor expressão das ideias

Ter o conhecimento mas não conseguir expressá-lo
de forma clara não é melhor do que nunca ter ideia
alguma
Péricles

● Embasamento para escolher linguagens adequadas
○ Geralmente um programador sem formação mais profunda tende a escolher a
sua linguagem de preferência para todo e qualquer projeto em que participa,
mesmo que ela não seja a escolha mais adequada.
○ Ao conhecer uma faixa mais ampla de
linguagens, de paradigmas
diferentes, torna-se capacitado a
escolher a que mais se adequa,
mesmo que não seja a que lhe é mais
familiar.

● Aumento da habilidade para aprender novas linguagens
○ Nossa proﬁssão exige estudo contínuo, e o aprendizado de uma nova
linguagem pode ser longo e custoso.
○ Ao conhecer bem os conceitos fundamentais das linguagens de programação,
esse processo é facilitado. Por exemplo, para alguém que já entende bem os
conceitos de POO, como classes, herança, etc…, é mais fácil aprender Java ou
C#.
○ O mesmo ocorre com linguagens naturais, uma pessoa que conhece bem a
gramática de seu idioma nativo, aprenderá com mais facilidade outra língua.

● Melhor utilização das linguagens já conhecidas
○ As linguagens atuais são complexas e cheias de recursos.
○ É incomum que um usuário conheça todos eles, mesmo depois de anos
trabalhando com uma determinada linguagem.
○ Ao estudar os conceitos de linguagens de programação, programadores
descobrem partes desconhecidas e não utilizadas de linguagens em que já
trabalham, e passam a utilizá-las quando necessário.

Prática vs Teoria: Um dilema
● O poliglota iletrado
○ Fluente em diversos idiomas.
○ Desconhece assuntos de linguística.
○ Incapaz de generalizar e abstrair a partir das estruturas linguísticas presentes
nos idiomas que ele domina e, portanto, para ele, é sempre igualmente penoso
aprender um novo idioma. Tudo é sempre novidade.

● O linguista teórico
○ Entende todas as estruturas linguísticas presentes em qualquer idioma.
○ Teoriza a respeito delas.
○ É incapaz, no entanto, de utilizar confortavelmente os idiomas estudados em
uma conversação ﬂuente.
Nosso objetivo é alcançar um equilíbrio entre teoria e prática, para que
não sejamos nem um nem outro, mas aproveitemos as vantagens dos
dois.

● Como sabemos, para que qualquer algoritmo realize seu objetivo em um
computador, é preciso que, primeiramente, ele seja transcrito em uma linguagem de
programação
● Vamos ver um breve histórico, partindo da época em que toda a programação era
realizada em linguagem de máquina, até as linguagens de alto nível que temos hoje.

● No início, na década de 40, a única opção para fazer a programação de um
computador era em linguagem de máquina.
○ Expressa em forma numérica (binário ou hexadecimal);
○ Muito pouco expressiva para seres humanos;
○ Diferente para cada tipo de computador, uma vez que depende completamente
de sua arquitetura (instruction set);
○ Programação tediosa e passível de erros.

● Por exemplo:
○ Uma instrução de adição deveria ser especiﬁcada por um código (digamos o
número 14), tornando a leitura difícil.
○ O endereçamento é absoluto, o que diﬁculta muito a programação: por
exemplo, a inclusão ou remoção de uma única instrução gera mudança em
todos os endereços dos dados e instruções que a sucedem ou a referenciam.

Evolução
Um cartão perfurado contendo código legível por máquina para um
computador IBM Antigo

Evolução
● Próximo passo: Linguagem simbólica ou Linguagem Assembly (de “montagem”)
● Instruções não são expressas por números, mas por letras e símbolos (mnemônicos),
que já são mais signiﬁcativos para humanos (ADD, MOV, CMP).
● Posicionamento de dados e instruções na memória é, também, feito de forma
simbólica.
● Precisam ser traduzidos para linguagem de máquina, através do programa
Assembler (montador).

Evolução
● Seu sucesso levou pesquisadores a criarem outras linguagens que, com uma notação
próxima à matemática e algumas palavras da língua inglesa, simpliﬁcam a tarefa de
programar um computador.
● Programa -> Linguagem de máquina: compilador

Evolução
Trecho de código escrito em linguagem assembly

Evolução
● Década de 50: Surgimento das HOLs (High Order Languages).
○ Independem da arquitetura da máquina.
○ São aceitos (talvez com algumas poucas alterações) por qualquer computador,
bastando para isso que o código seja compilado novamente.
● Em 1957 surge o FORTRAN (FORmula TRANslator)
○ Desenvolvido pela IBM (John Backus).
○ Ainda não tinha recursão em nível de usuário.
○ Utilizada até hoje (Fortran 2018), principalmente no meio cientíﬁco.

Evolução
● Outras linguagens que surgiram forma:
○ 1958 - LISP (LISt Processing) - Funcional, Interpretada, IA
○ 1959 - COBOL (Common Business Oriented Language) - Imperativa -
Comercial, banco de dados. Ainda em uso.
○ 1960 - ALGOL (ALGOrithmic Language) - Imperativa - Didática: Inﬂuenciou
Pascal, C++, Ada. Recursão para usuário.
● Gráﬁco de evolução das linguagens:
https://www.technolush.com/blog/evolution-of-programming-languages

Evolução
● Uma das principais fontes de motivação para o desenvolvimento de linguagens nas
últimas décadas foi a rápida evolução da demanda de poder computacional,
funcionalidades mais especíﬁcas e novas aplicações por parte da grande e diversa
comunidade de usuários.
● Algumas comunidades que podem reivindicar participação:
○ Ciência e Engenharia
○ Inteligência Artiﬁcial
○ Aplicações Empresariais
○ Sistemas e Redes
○ Educação

Evolução
● As necessidades de cada comunidade foram traduzidas em linguagens de
programação, que acabaram sendo desenvolvidas em torno delas.

Ciência e Engenharia
● Possuem um papel fundamental, desde o início da história da computação:
○ Primeiros programas, na década de 40, foram escritos para a previsão de
trajetórias balísticas e outros fins militares, durante a segunda guerra mundial.
○ Escritos por matemáticos em linguagem de máquina e Assembly.
● A primeira linguagem de programação científica, o Fortran (“tradutor de fórmulas”),
foi projetada por John Backus na IBM em 1954. Também o ALGOL 60 foi
desenvolvido nesse sentido, mas não obteve sucesso (ainda que tenha influenciado
várias linguagens mais bem sucedidas…)

Ciência e Engenharia
● Incluem a execução de cálculos complexos, que precisam ser realizados de forma
rápida e precisa.
● Seus cálculos são definidos por modelos matemáticos que representam fenômenos
científicos, de áreas como a bioinformática, ciências da terra e atmosféricas.
○ Geralmente possuem estrutura de dados simples, mas muita computação com
aritmética de ponto flutuante.
● Geralmente são linguagens IMPERATIVAS
● As mais utilizadas hoje são: Fortran, C/C++ e High Performance Fortran.

Inteligência Artificial
● Ativa desde os anos 60, essa comunidade se preocupa com o desenvolvimento de
programas que modelam ou tentam reproduzir aspectos da inteligência humana, a
dedução lógica e a cognição.
● Seus objetivos centrais têm sido a manipulação de símbolos, as expressões
funcionais e o projeto de sistemas de prova lógica.
○ MAIS simbólica, MENOS numérica.
● Dois tipos de linguagem se desenvolveram bastante a partir dos esforços de
programadores de inteligência artificial: as Funcionais e as Lógicas.
● Em alguns casos, entretanto, programadores tem desenvolvido aplicações em
linguagens de uso geral, como C/C++ ou Python, para essa mesma finalidade.

Inteligência Artificial
● A primeira linguagem funcional desenvolvida foi o LISP (Processador de Listas), que
motivou e/ou influenciou a criação de outras, como Scheme, ML e Haskell.
● Na área de programação lógica apenas uma linguagem, o Prolog, tem sido o maior
expoente, ainda que exerça pouca influência sobre o projeto de linguagem em outras
áreas de aplicação.

Aplicações Empresariais
● As corporações perceberam, na década de 50, que poderiam otimizar a manutenção
de seus registros e aumentar a precisão e a confiabilidade de suas operações através
do uso de computadores e do desenvolvimento de alguns programas específicos.
○ Folha de pagamento, contabilidade, controle de estoque e produção, vendas
● Linguagens para aplicações empresariais são caracterizadas pela capacidade de
gerenciamento de grande quantidade de dados, produção de relatórios elaborados
e maneiras precisas para descrever e modificar os dados que gerenciam.

Aplicações Empresariais
● No início da construção de aplicações comerciais, a linguagem mais utilizada
tradicionalmente é o COBOL, que usa a língua inglesa como base de sua sintaxe e
suporta o estilo de programação imperativo.
○ Normalmente, em conjunto com SQL, utilizada para especiﬁcação e manuseio
de informações de bancos de dados relacionais.

Sistemas e Redes
● Programadores de sistemas projetam e fazem a manutenção do software básico
○ Componentes do sistema de operacional, software de redes, compiladores e
depuradores de linguagens de programação, máquinas virtuais e
interpretadores, sistemas embarcados e de tempo real (celulares, caixas
eletrônicos, aeronaves, etc…)
● Devem ser eﬁcientes, são utilizados quse continuamente e precisam de acesso a
instruções de mais baixo nível, que permitam a comunicação mais direta com
máquinas e dispositivos.

Educação
● Nas décadas de 60 e 70 algumas linguagens foram projetadas com a ﬁnalidade
principal de serem simples e servirem como porta de entrada para alunos de
programação.
● Entre elas destacam-se o BASIC e o Pascal (proveniente do ALGOL).
● O Pascal foi, durante muitos anos, a principal linguagem utilizada no início de cursos
de computação de nível superior, mas foi gradualmente substituída por linguagens
de maior “apelo comercial”, como C++, Python e Java, que são linguagens mais
complexas, mas de uso imediato no mercado de trabalho.

World Wide Web
● A área mais dinâmica para novas aplicações de programação é a Internet.
● É o veículo que permite o comércio eletrônico e uma ampla gama de aplicações
acadêmicas, governamentais e industriais.
● A WWW é mantida por uma diversiﬁcada coleção de linguagens, que vão desde
linguagens de marcação, como HTML (que não é linguagem de programação), até
linguagens de programação de propósito geral, como o Java.
● Este tipo de programação tem u foco na interatividade, e as linguagens utilizadas
possuem suporte para a manipulação de eventos (sistema-usuário).
● Geralmente as linguagens utilizadas dão suporte, também, à programação orientada
a objetos.

World Wide Web
● Exemplos: PHP, Java, Python, Ruby, Javascript.
● Muitos frameworks são utilizados, como: React e Angular (Javascript), Rails (Ruby),
Laravel (PHP), Django (Python).

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