O documento descreve a história das linguagens de programação, desde as primeiras linguagens de máquina até linguagens modernas de alto nível. Ele discute os tipos de linguagens (interpretadas, compiladas e scripts), paradigmas de programação (imperativo, orientado a objetos, funcional e lógico) e gerações de linguagens (de máquina, assembly e alto nível).

1. História das Linguagens de Programação

2. O que é linguagem de programaçãoUma linguagem de programação é um método padronizado para expressar instruções para um computador. É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador. Uma linguagem permite que um programador especifique precisamente sobre quais dados um computador vai atuar, como estes dados serão armazenados ou transmitidos e quais ações devem ser tomadas sob várias circunstâncias.

3. O conjunto de palavras (tokens), compostos de acordo com essas regras, constituem o código fonte de um software. Esse código fonte é depois traduzido para código de máquina, que é executado pelo processador

4. Uma das principais metas das linguagens de programação é permitir que programadores tenham uma maior produtividade, permitindo expressar suas intenções mais facilmente do que quando comparado com a linguagem que um computador entende nativamente (código de máquina). Assim, linguagens de programação são projetadas para adotar uma sintaxe de nível mais alto, que pode ser mais facilmente entendida por programadores humanos. Linguagens de programação são ferramentas importantes para que programadores e engenheiro de software possam escrever programas mais organizados e com maior rapidez

5. O primeiro trabalho de linguagem de programação foi criado para um computador que existia, criado pelo Ada Lovelace, esposa de William King-Noel. O projeto do primeiro computador foi idealizado por Charles Babbage que, após gastar fortunas e um longo tempo, não conseguiu concretizar o projeto. A linguagem de programação ADA foi batizada em homenagem a esta primeira programadora.

6. Uma das primeiras linguagens de programação para computadores foi provavelmente Plankalkül, criada por Konrad Zuse na Alemanha Nazista, mas que teve pouco ou nenhum impacto no futuro das linguagens de programação.A primeira linguagem de programação de alto nível amplamente usada foi Fortran, criada em 1954

7. Em 1957 foi criada B-O, que daria origem a Flow-Matic (1958), antecessor imediato de Cobol, de 1959. LIsp e Algol foram criadas em 1958.

8. Diferença entre linguagem interpretada,compilada e scripts

9. Linguagem interpretadaÉ uma linguagem de programação, onde o código fontr nessa linguagem é executado por um programa de computador chamado interpretador, que em seguida é executado pelo sistema operacional ou processador. Mesmo que um código em uma linguagem passe pelo processo de compilação, a linguagem pode ser considerada interpretada, se o programa resultante não for executado diretamente pelo sistema operacional ou processador. Um exemplo disso é o Bytecode, que é um tipo de linguagem interpretada, que passa pelo processo de compilação e, em seguida, é executado por uma máquina virtual, cuja sintaxe é similar a código de máquina e cada comando ocupa 1 byte. Existem também, as linguagens de script, que são linguagens interpretadas, executadas do interior de programas e/ou de outras linguagens de programação.

10. Linguagem compiladaÉ uma linguagem de programação, onde o código fonte nessa linguagem é executado diretamente pelo sistema operacional ou pelo processador, após ser traduzido, através de um processo chamado compilação, usando um programa de computador chamado compilador, para uma linguagem de baixo nível, como linguagem de montagem ou código de máquina.

11. Linguagem de scriptTambém conhecido como linguagem de scripting, ou linguagem de extensão, são linguagens de programação executadas do interior de programas e/ou de outras linguagens de programação, não se restringindo a esses ambientes. As linguagens de script servem para estender a funcionalidade de um programa e/ou controlá-lo, acessando sua API e, são freqüentemente usadas como ferramentas de configuração e instalação em sistemas operacionais(Shell script), como por exemplo, em alguns sistemas operacionais da família Linux, que usam a linguagem bash. São também frequentemente usadas em jogos, como por exemplo, o jogo Impossible Creatures, que usa a linguagem Lua para controlar as ações dos personagens e o ambiente de batalha.

12. O que é um paradigma de programação?Modelo, padrão ou estilo de programação suportado por linguagens que agrupam certas características comunsA classificação de linguagens em paradigmas é uma conseqüência de decisões de projeto que impactam radicalmente a forma na qual uma aplicação real é modelada do ponto de vista computacional

13. O Paradigma ImperativoProgramas centrados no conceito de um estado (modelado por variáveis) e ações (comandos) que manipulam o estadoParadigma também denominado de procedural, por incluir sub-rotinas ou procedimentos como mecanismo de estruturaçãoPrimeiro paradigma a surgir e ainda é o dominante

14. Modelo Computacional do Paradigma ImperativoEntradaSaídaProgramaEstado

15. Vantagens do modelo imperativoEficiência (embute modelo de Von Neumann)Modelagem “natural” de aplicações do mundo realParadigma dominante e bem estabelecido

16. Desvantagens do paradigma imperativoRelacionamento indireto entre E/S resulta em:difícil legibilidadeerros introduzidos durante manutençãodescrições demasiadamente operacionais focalizam o como e não o que

17. O Paradigma Orientado a ObjetosNão é um paradigma no sentido estrito: é uma subclassificação do imperativoA diferença é mais de metodologia quanto à concepção e modelagem do sistema A grosso modo, uma aplicação é estruturada em módulos (classes) que agrupam um estado (atributos) e operações (métodos) sobre esteClasses podem ser estendidas e/ou usadas como tipos (cujos elementos são objetos)

18. Modelo Computacional do Paradigma Orientado a ObjetosEntradaSaídaProgramaEntradaSaídaProgramaEstadoEstadoEntradaSaídaProgramaEntradaSaídaEntradaSaídaProgramaProgramaEstadoEstadoEstado............

19. Vantagens do Paradigma Orientado a objetosTodas as do estilo imperativoClasses estimulam projeto centrado em dados: modularidade, reusabilidade e extensibilidadeAceitação comercial crescente

20. Problemas do Paradigma OOSemelhantes aos do paradigma imperativo, mas amenizadas pelas facilidades de estruturação

21. O Paradigma Orientado a AspectosNão é um paradigma no sentido estritoA diferença é mais de metodologia quanto à concepção e modelagem do sistema É uma nova forma de modularização: Para “requisitos” que afetam várias partes de uma aplicação

22. O Paradigma Orientado a AspectosA grosso modo, uma aplicação é estruturada em módulos (aspectos) que agrupam pontos de interceptação de código (pointcuts) que afetam outros módulos (classes) ou outros aspectos, definindo novo comportamento (advice)Aspectos podem ser estendidos e/ou usados como tipos

23. Modelo Computacional do Paradigma Orientado a AspectosEntradaSaídaProgramaEntradaSaídaProgramaEstadoEstadoEntradaSaídaProgramaEntradaSaídaEntradaSaídaProgramaProgramaEstadoEstadoEstadoAspectoAspecto............

24. Vantagens do Paradigma Orientado a AspectosTodas as do paradigma OOÚtil para modularizar conceitos que a Orientação a Objetos não consegue (crosscutting concerns)Em especial, aqueles ligados a requisitos não funcionaisAumenta a extensibilidade e o reuso

25. Problemas do Paradigma Orientado a AspectosSemelhantes aos do OOAinda é preciso diminuir a relação entre classes e aspectosProblemas de conflito entre aspectos que afetam a mesma classe

26. O Paradigma FuncionalProgramas são funções que descrevem uma relação explícita e precisa entre E/SEstilo declarativo: não há o conceito de estado nem comandos como atribuição Conceitos sofisticados como polimorfismo, funções de alta ordem e avaliação sob demanda Aplicação: prototipação em geral, IA, concorrência, ...

27. Modelo Computacional do Paradigma FuncionalEntradaSaídaPrograma

28. Visão Crítica do Paradigma FuncionalVantagensManipulação de programas mais simples:

29. - Prova de propriedades

30. - Transformação (exemplo: otimização)

31. - Concorrência explorada de forma naturalProblemas“O mundo não é funcional!”

32. Implementações ineficientes

33. Mecanismos primitivos de E/S e formataçãoO Paradigma LógicoProgramas são relações entre E/SEstilo declarativo, como no paradigma funcionalNa prática, inclui características imperativas, por questão de eficiênciaAplicações: prototipação em geral, sistemas especialistas, banco de dados, ...

34. Modelo Computacional do Paradigma LógicoEntradaSaídaPrograma

35. Visão Crítica do Paradigma LógicoVantagensEm princípio, todas do paradigma funcional

36. Permite concepção da aplicação em um alto nível de abstração (através de associações entre E/S)ProblemasEm princípio, todos do paradigma funcional

37. Linguagens usualmente não possuem tipos, nem são de alta ordemGerações de Linguagem de Programação.Primeira Geração: Linguagem de maquina (Binária)Usa apenas 0 (zero) e 1 (um) para programarsoftwares. Originalmente nenhum tradutor foi usado para montaras linguagens de primeira geração. As instruções de programação eram submetidas através dos interruptoreslocalizados no painel frontal de sistemas de computadores. O principal benefício na primeira geração é que o código escrito pelo usuário é muito rápido e eficiente, desde que este código seja diretamente executado pela CPU.

38. Gerações de Linguagem de Programação.Segunda Geração: Linguagem de montagem (Assembly)É uma notação legível por humanos para o código de máquina que uma arquitetura de computador específica usa. A linguagem de máquina, que é um mero padrão de bit, torna-se legível pela substituição dos valores em bruto por símbolos chamados mnemônicos, ou seja, enquanto um computador sabe o que a instrução-máquina IA-21 (10110000 01100001) faz, para os programadores é mais fácil recordar a representação equivalente em instruções mnemônicasGerações de Linguagem de Programação.Terceira Geração:Linguagem de alto nível (Fortran, C, ALGOL , COBOL...)projetada para ser facilmente entendida pelo ser humano, incluindo coisas como variáveis com nomes. Um exemplo disso seria: COMPUTE COMISSAO = VENDA * 0,5

39. Gerações de Linguagem de Programação.Quarta Geração: Linguagem de alto nível (FOCUS, NATURAL, SQL...)São linguagens capazes de gerar código por si só. São linguagens orientadas a objetos, tornando possível a reutilização de partes do código para outros programas.

40. Diferença entre a 3GL e 4GL, é que as primeiras descrevem como fazer algo, enquanto a segunda descreve o que você quer que seja feito.Gerações de Linguagem de Programação.Quinta Geração:Linguagens naturais (LISP)São linguagens de programação usadas para criar programas para inteligência artificial e sistemas especialistas que permitem aos programadores se comunicarem com o computador usando sentenças normais.

41. Em 1982 o governo japonês lançou o projeto FGCS , que visava construir uma maquina paralela incluindo programação lógica e técnicas de inteligência artificial que teve fim dez anos depois,por não despertar muito interesse na indústria.Tipos de Linguagem de programaçãoFracamente tipada, como PHP e Smalltalk, onde o tipo da variável muda dinamicamente conforme a situação. Fortemente tipada, como Java e Ruby, onde o tipo da variável, uma vez atribuído, se mantém o mesmo até ser descartada da memória. Dinamicamente tipada, como Perl, Python e Ruby, onde o tipo da variável é definido em tempo de execução. Estaticamente tipada, como Java e C, onde o tipo da variável é definido em tempo de compilação.

42. Evolução centrada em níveis crescentes de abstraçãoLinguagens de máquinaEndereços físicos e operation codeLinguagens AssemblyMnemônicos e labels simbólicosLinguagens de “alto nível”Variáveis e atribuição (versus acesso direto à memória)Estruturas de dados (versus estruturas de armazenamento)

43. Evolução centrada em níveis crescentes de abstraçãoEstruturas de controle (versus jumps e gotos)Estrutura de blocos como forma de encapsulamentoGeneralização e parametrização (abstração de tipos de valores)