Introducción a los lenguajes de programación

Informática aplicada al medio ambiente curso 2010/2011

Lenguajes de programación y traductores 

Niveles de abstracción en lenguajes de programación: bajo-alto nivel.

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Traductores: compilador e intérprete.

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Proceso de compilación: errores.

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Clasificación de los lenguajes.

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Máquina de turing 

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Modelo formal de un computador (Alan Turing 1936) Elementos: 

Cinta infinita dividida en celdas con valores

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Autómata 

Estado y Valor cinta → Nuevo estado, nuevo valor y avance (izquierda o derecha)

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Describe cualquier algoritmo (universal)

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Ejemplo: http://ironphoenix.org/tril/tm/ Informática aplicada al Medio Ambiente

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Niveles de lenguajes: bajo nivel 

Código máquina 

Único lenguaje que entiende el ordenador.

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Difícil de entender para los humanos.

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Permite aprovechar al máximo los recursos.

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Instrucciones codificadas en binario.

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Particular de cada procesador.

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Niveles de lenguajes: bajo nivel 

Ensamblador: 

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Representación mnemotécnica del código máquina: Particular de cada procesador. Cada instrucción en ensamblador equivale a una instrucción en lenguaje máquina. Símbolos para representar las instrucciones y para las direcciones de memoria. Se requiere un programa traductor. (llamado también ensamblador) Informática aplicada al Medio Ambiente

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Ejemplo de código             

... subl $8, %esp andl $-16, %esp subl $28, %esp pushl $.LC0 call printf addl $12, %esp leal -4(%ebp), %ecx pushl %ecx leal -8(%ebp), %edx pushl %edx pushl $.LC1 Informática aplicada al Medio Ambiente ...

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Niveles de lenguajes: alto nivel 

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Independientes de la estructura concreta del ordenador. Se aproxima más al lenguaje natural. Utiliza variables y estructuras de datos para representar la información. Utiliza estructuras de control: condicionales y bucles. Se han de traducir a lenguaje máquina. Una instrucción del LA se traduce a varias instrucciones en lenguaje máquina (LB). Informática aplicada al Medio Ambiente

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Ejemplos de código ADA with Ada.Text_IO; C++ #include using namespace std;

procedure Hola_Mundo is begin Ada.Text_IO.Put("¡Hola, mundo!"); end Hola_Mundo;

int main() { cout b>c)

Semánticos: construcciones correctas, pero sin sentido. 

int x;

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...

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x[3] = 5; Informática aplicada al Medio Ambiente

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Errores no detectados por el compilador 

Lógicos: algoritmo incorrecto. Ej. Intercambiar a y b :    

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/*MAL*/ temp = a; b = a; b = temp;

/*OK*/ temp = a; a = b; b = temp;

De ejecución: relacionados con situaciones de la ejecución del programa:    

División por 0 Raíz cuadrada de un número negativo Acceder a un elemento inexistente de un vector ... Informática aplicada al Medio Ambiente

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Lenguajes de alto nivel según el ámbito de su aplicación: 

Científicos: Fortran, Matlab, Mathematica.

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De gestión: COBOL, SQL.

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De uso docente: Logo, Pascal.

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De inteligencia artificial: LISP, PROLOG.

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De propósito general: Java, C / C++…

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Primeros programas 

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Charles Babagge → Máquina analítica (siglo XIX) Ada Lovedby se considera la primera programadora de la historia Se empleaban tarjetas perforadas ADA es un lenguaje moderno, departamento de defensa EE.UU

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Breve Historia Lenguajes Programación  

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1943-46: Sistema de codificación del ENIAC 1954 Definición del Primer Lenguaje de Alto Nivel: FORTRAN 1957 Primera implementación de FORTRAN. Desarrollado por IBM

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Breve Historia Lenguajes Programación 

Años 60 Desarrollo de la programación estructurada:

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Se populariza en los años 70

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A partir de las ideal del lenguaje ALGOL

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Programas son construidos con tres estructuras de control de bajo nivel: 

Bloque o sucesión de instrucciones

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Ejecución condicional: if- then – else

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Bucles de instrucciones de ejecución repetitiva condicional: while, for Informática aplicada al Medio Ambiente

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Breve Historia Lenguajes Programación 

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Incorporan la programación estructura en los lenguajes no estructurados: FORTRAN 77, COBOL, BASIC. Aparecen nuevos lenguajes: PASCAL, MODULA y C.

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C 

Autores: Kernighan & Ritchie (1972)

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Lenguaje de alto nivel estructurado: 

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Con funciones

Objetivo inicial: Utilización para la programación de sistemas operativos.. Windows, Unix. Se buscó deliberadamente una proximidad con lenguajes de nivel más bajo: ensamblador, máquina. ¿Por qué sigue siendo útil C? Simple, versátil. Informática aplicada al Medio Ambiente

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Después de C: POO 

Años 80: Introduce la programación orientada a objetos (POO) 

Primer lenguaje: Smalltalk 1972    

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Objetos con memoria propia Comunicación mediante mensajes Herencia Capacidad de procesamiento

Stroustrup propone la extensión del C para incorporar la orientación a objetos: Surge C++ edificado sobre los cimientos del C Años 90: Se afianzan las técnicas de la POO: 

C++, Aparece JAVA

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Introducción a Matlab 

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Se crea a finales de los 70 en University of New Mexico por Cleve Moler. Idea inicial: simplificar el acceso a funciones de análisis numérico en FORTRAN. En 1984 se funda MathWorks y se empieza a comercializar

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Introducción a Matlab  

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Acrónimo de MATrix LABoratory Matlab es un entorno de cálculo numérico y un lenguaje de programación. Permite: 

Fácil manejo de matrices

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Creación de gráficos 2D y 3D de funciones y datos

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Implementar funciones, algoritmos y programas

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Creación de interfaces de usuario

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Interaccionar con otros lenguajes Informática aplicada al Medio Ambiente

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Introducción a Matlab 

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Ventajas 

Interactivo

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Fácil y rápido de programar

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Hay muchas funciones disponibles (ToolBoxes)

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Gráficos

Inconvenientes  

Lento en ejecución Propietario: Se necesita licencia. Opciones libres: Octave/QtOctave y SciLab Informática aplicada al Medio Ambiente

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