Lenguajes y Paradigmas de Programación Clase 2: Lenguajes de Programación Índice Historia de los lenguajes de programación Características de los lenguajes de programación Paradigmas de programación Lenguajes más importantes 1957 FORTRAN 1958 ALGOL 1960 Lisp 1960 COBOL 1962 APL 1962 SIMULA 1964 BASIC 1964 PL/I 1970 Prolog 1972 C 1975 Pascal 1975 Scheme 1975 Modula 1983 Smalltalk-80 1983 Objective-C 1983 Ada 1986 C++ 1986 Eiffel 1987 Perl 1988 Tcl/Tk 1990 Haskell 1991 Python 1993 Ruby 1995 Java 1995 PHP 2000 C# enlace Lista completa Diagrama completo Póster de O'Reilly Influencias en la evolución de los LP Recursos del ordenador Aplicaciones Métodos de programación Estudios teóricos Estandarización Lenguajes y sus influencias a finales del siglo XX ¿Por qué estudiar lenguajes de programación? Mejora el uso de los lenguajes de programación Incrementa el vocabulario de los elementos de programación Permite una mejor elección del lenguaje de programación Mejora la habilidad para desarrollar programas efectivos y eficientes Facilita el aprendizaje de un nuevo lenguaje de programación Facilita el diseño de nuevos lenguajes de programación Proyectos activos en la actualidad freshmeat.net Historia en expansión Timeline of Programming Languages ¿Quién diseña un lenguaje de programación? Lenguaje de Programación Ruby 1993 Yukihiro Matsumoto Más potente que Perl Más OO que Phyton P. Funcional e Imperativa balanceada Expansión: grupos de noticias ¿Podemos conocer TODOS los lenguajes de programación? XML no es un lenguaje de programación XML es un lenguaje de representación de datos No tiene semántica asociada <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE people_list SYSTEM "example.dtd"> <people_list> <person> <name>Fred Bloggs</name> <birthdate>27/11/2008</birthdate> <gender>Male</gender> </person> <person> </people_list> ¿Los lenguajes visuales son lenguajes de programación? Son lenguajes muy interesantes pero no todos son lenguajes de programación. Por ejemplo, un lenguaje para definir animaciones multimedia no es un LP. Scratch : un lenguaje visual para niños ¿Qué es un lenguaje de programación? Definición de la Encyclopedia of Computer Science: "A programming language is a set of characters, rules for combining them, and rules specifying their effects when executed by a computer, which have the following four characteristics: 1. It requires no knowledge of machine code on the part of the user 2. It has machine independence 3. Is translated into machine language 4. Employs a notation that is closer to that of the specific problem being solved than is machine code" ¿Qué es un lenguaje de programación? Definición de Abelson y Sussman: "A powerful programming language is more than just a means for instructing a computer to perform tasks. The language also serves as a framework within which we organize our ideas about processes. Thus, when we describe a language, we should pay particular attention to the means that the language provides for combining simple ideas to form more complex ideas." Características de un lenguaje de programación Define un proceso que se ejecuta en un computador Es de alto nivel, cercano a los problemas que se quieren resolver (abstracción) Permite construir nuevas abstracciones que se adapten al dominio que se programa Elementos de los LP Expresiones primitivas, que representan las entidades más simples del lenguaje Mecanismos de combinación con los que se construyen elementos compuestos a partir de elementos más simples Mecanismos de abstracción con los que dar nombre a los elementos compuestos y manipularlos como unidades Abstracción La abstracción es la herramienta/habilidad fundamental de los informáticos. Los informáticos usan abstracciones: Arrays, grafos, estructuras de datos, ... Protocolos: TCP/IP, HTTP, llamadas a procedimiento remoto Servicios del sistema operativo: dispositivos, memoria, ficheros Los informáticos crean nuevas abstracciones: Nuevas APIs para los programas Modelos de datos que simulan la realidad (aplicaciones de gestión, inventario, matriculación, etc.) Nuevos interfaces de usuario (iPhone, web, etc.) Abstracción Según la Wikipedia: "Abstraction is the process or result of generalization by reducing the information content of a concept or an observable phenomenon, typically in order to retain only information which is relevant for a particular purpose. For example, abstracting a leather soccer ball to a ball retains only the information on general ball attributes and behaviour. Computer scientists use abstraction to understand and solve problems and communicate their solutions with the computer in some particular computer language." Los lenguajes de programación proporcionan herramientas para construir abstracciones. Paradigmas de programación Los más importantes Paradigma funcional Paradigma lógico Paradigma imperativo o procedural Paradigma orientado a objetos Buen artículo en la Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Programming_paradigm Paradigma funcional Definición de funciones Funciones como datos primitivos Valores sin efectos laterales, no existe la mutación Programación declarativa Lenguajes: LISP, Scheme, Haskell, Scala, Clojure Ejemplo: Scheme (define (factorial x) (if (= x 0) 1 (* x (factorial (- x 1))))) >(factorial (+ 2 1 5)) 40320 >(factorial 30) 265252859812191058636308480000000 Paradigma lógico Definición de reglas Unificación como elemento de computación Programación declarativa Lenguajes: Prolog, Mercury, Oz Ejemplo: Prolog padrede('juan', 'maria'). % juan es padre de maria padrede('pablo', 'juan'). % pablo es padre de juan padrede('pablo', 'marcela'). padrede('carlos', 'debora'). hijode(A,B) :- padrede(B,A). abuelode(A,B) :- padrede(A,C), padrede(C,B). hermanode(A,B) :- padrede(C,A) , padrede(C,B), A \== B. familiarde(A,B) :- padrede(A,B). familiarde(A,B) :- hijode(A,B). familiarde(A,B) :- hermanode(A,B). ?- hermanode('juan', 'marcela'). yes ?- hermanode('carlos', 'juan'). no ?- abuelode('pablo', 'maria'). yes ?- abuelode('maria', 'pablo'). no Paradigma procedural Definición de procedimientos Definición de tipos de datos Chequeo de tipos en tiempo de compilación Cambio de estado de variables Pasos de ejecución de un proceso Lenguajes: Fortran, Algol, C, Pascal Ejemplo: Pascal type tDimension = 1..100; eMatriz(f,c: tDimension) = array [1..f,1..c] of real; tRango = record f,c: tDimension value 1; end; tpMatriz = ^eMatriz; procedure EscribirMatriz(var m: tpMatriz); var filas,col : integer; begin for filas := 1 to m^.f do begin for col := 1 to m^.c do write(m^[filas,col]:7:2); writeln(resultado); writeln(resultado) end; end; Paradigma Orientado a Objetos Definición de clases y herencia Objetos como abstracción de datos y procedimientos Polimorfismo y chequeo de tipos en tiempo de ejecución Lenguajes: Modula, Smalltalk, Java, C# Ejemplo: Java (1) public class Bicicleta { public int marcha; public int velocidad; public Bicicleta(int velocidadInicial, int marchaInicial) { marcha = marchaInicial; velocidad = velocidadInicial; } public void setMarcha(int nuevoValor) { marcha = nuevoValor; } public void frenar(int decremento) { velocidad -= decremento; } public void acelerar(int incremento) { velocidad += incremento; } } Ejemplo: Java (2) public class MountainBike extends Bicicleta { public int alturaSillin; public MountainBike(int alturaInicial, int velocidadInicial, int marchaInicial) { super(velocidadInicial, marchaInicial); alturaSillin = alturaInicial; } public void setAltura(int nuevoValor) { alturaSillin = nuevoValor; } } public class Excursion { public static void main(String[] args) { MountainBike miBicicleta = new MoutainBike(10,10,3); miBicicleta.acelerar(10); miBicicleta.setMarcha(4); miBicicleta.frenar(10); } } Resumiendo Siempre se ha dicho que aprender idiomas sirve para abrir la mente y madurar como persona... ¡Lo mismo pasa con los lenguajes de programación! ¿Preguntas?