El documento describe los conceptos fundamentales para definir un lenguaje de programación, incluyendo la sintaxis, semántica, tipos de valores y sentencias. Explica que la sintaxis define las construcciones permitidas del lenguaje mediante reglas formales como la Forma de Backus-Naur. La semántica especifica el significado de los programas. Luego, presenta los tipos de valores básicos como números, átomos, booleanos, registros y listas, y las sentencias como asignación, composición, declaración y condicionales.

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Descripción
Modelo Computacional Secuencial
y Declarativo • Definiremos un lenguaje de programación
• Qué hace falta para definir un lenguaje de
programación:
 Cómo se escribe con este lenguaje?
Sintaxis del Lenguaje de Kernel
Almacenamiento de simple asignación  Qué significan las cosas que escribimos
con este lenguaje?
Adapted from C. Varela, S. 1
Haridi and P. Van Roy
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Descripción Definición de un lenguaje
• Definiremos un lenguaje de programación • Sintaxis: define las “oraciones” “permitidas”
 Secuencia de caracteres (‘letras’) = token (‘palabra’)
• Qué hace falta para definir un lenguaje de
 Secuencia de tokens (‘palabras’) = sentencias
programación: (‘oración’)
 Cómo se escribe con este lenguaje?
 Quién verifica que un programa sea sintácticamente
correcto?
sintaxis
 Qué significan las cosas que escribimos • Semántica: define qué significa un programa, y
con este lenguaje?
qué se se espera del programa.
semántica  print “hello world”
 Quién verifica que un programa sea semánticamente
correcto?
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Definición de un lenguaje (sección 2.1 del libro)
• Sintaxis: define las “oraciones” “permitidas”
 Secuencia de caracteres (‘letras’) = token (‘palabra’)
 Secuencia de tokens (‘palabras’) = sentencias
(‘oración’)
 Quién verifica que un programa sea sintácticamente
correcto? el compilador Sintaxis
• Semántica: define qué significa un programa, y
qué se se espera del programa.
 print “hello world”
 Quién verifica que un programa sea semánticamente
correcto? en algunos casos, la derivación, el testing
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Sintaxis Sintaxis
Secuencia de Secuencia de “fun {Max X Y}ntif X>Y then X else Y end
Buenos#Aires#es#la#capital#y#la#ciudad#mas#grande nend”
Caracteres Caracteres
Tokenizer Tokenizer
[“Buenos Aires”,”es”, “la”,
Secuencia de Tokens “capital”,”y”,”la”,”ciudad”, Secuencia de Tokens ‘fun’ ‘{‘ ‘Max’ ‘X’ ‘Y’ ‘}’ ‘if’ ‘X’ ‘>’ ‘Y’ ‘then’
”mas”,”grande”] ‘X’ ‘else’ ‘Y’ ‘end’ ‘end’
Parser Parser
es fun
Árbol sintáctico Árbol sintáctico
representado al Bs As y representado al Max [X Y] if
programa. programa.
la capital la ciudad mas grande > X Y
X Y
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Ejemplo de derivación sintáctica
Sintaxis y derivación sintáctica top-down y bottom-up
<s>
• definimos la sintaxis de un lenguaje local X in <s> end
local X in local Y in <s> end end
mediante reglas (en el mejor caso, con una local X in local Y in <s> <s> end end
local X in local Y in X=true <s> end end
gramática)
local X in local Y in X=true if <x> then <s> else <s> end end end
local X in local Y in X=true if X then Y=1 else Y=~1 end end end
• una oración pertenece a nuestro lenguaje
(es válida) si hay una secuencia de reglas de
la gramática que explican cómo se generó
• una secuencia de reglas se puede
representar como un árbol de derivación
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Ejemplos de gramáticas informales Ejemplos de gramáticas informales
NAME
ls -- list directory contents Una dirección de correo es:
SYNOPSIS un string, seguido de una @ seguido de varios strings
ls [-ABCFGHLOPRSTUW@abcdefghiklmnopqrstuwx1] [file ...] separados por puntos.
NAME
man - format and display the on-line manual pages
SYNOPSIS  Qué es un string?
man [-acdfFhkKtwW] [--path] [-m system] [-p string] [-C config_file]  Qué caracteres pueden aparecer en un string?
[-M pathlist] [-P pager] [-B browser] [-H htmlpager] [-S section_list]  Cuántos strings pueden aparecer separados por
[section] name puntos?
 Cuántas @ puede haber?
Qué problemas presentan estas descripciones  una larga lista de etc.
informales? Qué ambigüedades? Qué efectos puede
tener la ambigüedad?
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Gramáticas Independientes de Contexto y Gramáticas Independientes de Contexto y
Sensibles al Contexto Sensibles al Contexto
• Gramática independiente (o libre) de contexto (CFG)
• Gramática independiente (o libre) de contexto (CFG)
 Fácil de leer y entender
 Fácil de leer y entender
 No consigue capturar de forma elegante e intuitiva  No consigue capturar de forma elegante e intuitiva
algunos fenómenos propios de los lenguajes de algunos fenómenos propios de los lenguajes de
programación
programación
• Gramática sensible al contexto
• Gramática sensible al contexto
 Expresa restricciones en el lenguaje (e.g. “una variable  Expresa restricciones en el lenguaje (e.g. “una variable
debe estar declarada antes de usarse”)
debe estar declarada antes de usarse”)
para definir lenguajes de programación:
Gramáticas Libres de
Conjunto de restricciones
Contexto (e.g. con BNF)
+ (e.g. con predicados)
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Definiendo gramáticas formales con la
Forma Bachus-Naur (BNF):
BNF y su notación
 <digit> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4| 5 | 6 | 7 | 8 | 9
 <int> ::= <digit> { <digit> }
 <list <int>> ::= nil | <int> ‘|’ <list <int>> 31 | 5 | nil ::=
el elemento a la izquierda es definido
 <statement> ::= if <expression> then<statement> por las construcciones de la derecha
{elseif <expression> then <statement>} *
el elemento ocurre 0 o más veces
[ else <statement> ] end
| … {…}
agrupa los elementos entre llaves
[…]
agrupa elementos opcionales
|
“o” exclusivo
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Definimos nuestro Lenguaje de Kernel Palabras clave
sintaxis de una sentencia 〈s〉
〈s〉 ::= skip sentencia vacía Tokenizador Tokens Semántica
| 〈var〉 = 〈var〉 unificación variable-variable
| 〈var〉 = 〈value〉 unificación variable-valor
| 〈s〉 〈s〉 composición secuencial CFG
| local 〈var〉 in 〈s〉 end declaración Lenguaje de
Secuencia de Programación
| if 〈var〉 then 〈s〉 else 〈s〉 end condicional Caracteres
| '{' 〈var〉 〈var〉 … 〈var〉 '}' aplicación de procedimiento
| case 〈var〉 of 〈pattern〉 then 〈s〉 else 〈s〉 end chequeo de patrones
Análisis Sintáctico
〈var〉::= ... expresión de valor BNF
EBNF
〈pattern〉 ::= ... patrón
Parser
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Sentencias de nuestro lenguaje de
Para saber más…
núcleo (tabla 2.1)
sintaxis de una sentencia 〈s〉
• sobre qué es una gramática:
http://en.wikipedia.org/wiki/Formal_grammar
〈s〉 ::= skip sentencia vacía
• y de ahí: | 〈var〉 = 〈var〉 unificación variable-variable
• BNF: | 〈var〉 = 〈value〉 unificación variable-valor
| 〈s〉 〈s〉 composición secuencial
http://en.wikipedia.org/wiki/Backus | local 〈var〉 in 〈s〉 end declaración
%E2%80%93Naur_Form
| if 〈var〉 then 〈s〉 else 〈s〉 end condicional
• EBNF: | '{' 〈var〉 〈var〉 … 〈var〉 '}' aplicación de procedimiento
http://en.wikipedia.org/wiki/Extended_Backus | case 〈var〉 of 〈pattern〉 then 〈s〉 else 〈s〉 end chequeo de patrones
%E2%80%93Naur_form
〈var〉::= ... expresión de valor
〈pattern〉 ::= ... patrón
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Indentificadores de Variables (2.3.1) Valores y tipos (2.3.1)
• 〈variables〉 Define un conjunto de variables.
• Un tipo de datos es un conjunto de valores y un conjunto
• Las variables empiezan con letra mayúscula seguida de de operaciones asociadas.
una secuencia (posiblemtente vacía) de caracteres • ejemplo: Int es el tipo de datos ”Entero”, i.e el conjunto
alfanuméricos o underscore.
de todos los valores enteros.
• Cualquier secuencia de caracteres imprimibles
encerrados entre comillas cruzadas (back-quote).
1 is of type Int
• ejemplos:
• Int tiene un conjunto de operaciones asociadas,
X incluyendo +,-,*,div, etc.
Y1 • Crearemos nuestro lenguaje de manera que se puedan
Hello_World describir elementos de distinto tipo. El modelo viene con
`hello this is a $5 bill` un conjunto de tipos básicos.
 ejercicio: Escribir la gramática que describe el lenguaje
de variables
(la solución está en las tablas C.9 y C.10 del apéndice C del libro)
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Descripción de Tipos de Valores (tabla 2.2) Números (2.3.3)
〈value〉
::=
〈procedure〉 | 〈record〉 | 〈number〉
• Enteros
〈procedure〉
::= proc '{' '$' 〈var〉 … 〈var〉 '}' 〈s〉 end
314, 0
~10 (minus 10)
〈record〉, 〈pattern〉
::=
〈literal〉
• Flotantes
| 〈literal〉 (〈feature〉 : 〈var〉 … 〈feature〉 : 〈var〉)
1.0, 3.4, 2.0e2, 2.0E2 (2×102)
〈literal〉
::=
〈atom〉 | 〈bool〉
〈feature〉
::=
〈int〉 | 〈atom〉 | 〈bool〉
〈bool〉
::= true | false
〈number〉 ::= 〈int〉 | 〈float〉
〈atom〉 ::= 〈lowercasechar〉 {<alphanumerchar>} …
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Átomos y Booleanos (2.3.3) Registros (2.3.3)
• Una secuencia que empieza con un caracter en • Representación Compuesta (lo usaremos para estructura
minúscula, seguido de caracters o dígitos, …
de datos)
person, peter 〈l〉(〈f1〉 : 〈x1〉 … 〈fn〉 : 〈xn〉)
‘Seif Haridi’ 〈l〉 is a literal
• Booleanos:
• ejemplos
true person(age:X1 name:X2)
false person(1:X1 2:X2)
• Esta definición es ambigua, cómo la arreglamos?
‘|’(1:H 2:T)
nil
person
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Registros Especiales: listas
Registros Especiales: tuplas (2.3.3)
(subtipo de tupla) (2.3.3)
Tuplas
Listas
〈l〉(〈x1〉 … 〈xn〉) 〈x1〉 | 〈x2〉
Equivalente al registro:
(también podemos escribirlas con un operador infijo ‘|’)
〈l〉(1: 〈x1〉 … n: 〈xn〉) Equivalente a la tupla:
‘|’(〈x1〉 〈x2〉)
• ejemplo:
• ejemplo:
person(X Y)
H | T
corresponde al registro
corresponde a la tupla
person(1:X 2:Y)
‘|’(H T)
que corresponde al registro
‘|’(1:H 2:T)
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listas Variaciones sintácticas en listas
〈x1〉 | 〈x2〉 | 〈x3〉 Podemos escribir
‘|’ asocia a la derecha
X1=5|6|7|nil
〈x1〉 | (〈x2〉 | 〈x3〉)
‘|’ que es lo mismo que
X1=5|(6|(7|nil))
1 ‘|’ que es lo mismo que
ejemplo:
X1=‘|’(5 ‘|’(6 ‘|’(7 nil)))
1 | 2 | 3 | nil Y todavia mas corto:
es
2 ‘|’
X1=[5 6 7]
1 |( 2 | (3 | nil ))
3 nil
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Registros Especiales: strings
Definición de Procedimientos (2.3.3)
(subtipo de lista) (2.3.3)
• Un string es una lista de códigos de caracteres 〈x〉 = proc {$ 〈y1〉 … 〈yn〉} 〈s〉 end
encerrados con comillas.
 Crea un valor, “resultado” del procedimiento
• ejemplo:
 Liga la variable 〈x〉 a ese valor
”E=mc^2”
significa lo mismo que:
Una variación sintáctica del procedimiento:
[69 61 109 99 94 50]
proc {〈x〉 〈y1〉 … 〈yn〉} 〈s〉 end
Pero no olvidemos que un procedimiento es siempre una
asignación, se ve cuando lo traducimos a kernel
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Asignación de Tipo a Variables
• Los valores claramente tiene un tipo, e.g., enteros,
strings. Qué pasa con las variables?
Reflexiones sobre Sintaxis
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Asignación de Tipo a Variables
• Los valores claramente tiene un tipo, e.g., enteros,
strings. Qué pasa con las variables?
Los lenguajes de programación tienen diferentes
comportamientos respecto al tipo de las variables:
• Fuertemente Tipado: La variables pueden tener asociado
un tipo, que restringe el tipo de valor que pueden
acomodar. Cómo se determina ese tipo?
 Estático: todos los tipos de las variables se saben en tiempo de
compilación. Puede ser declarado por el usuario.
 Dinámico: una variable adquiere un tipo en cuando se le asocia
un valor. En cualquier caso, ese tipo no cambia a lo largo de la
ejecución. El tipo es único y fijo.
• Débilmente Tipado: Las variables no tienen tipos asociados. Eg.
Los argumentos de una función pueden variar de tipo.
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