Programación

Lenguajes de Programación
Algoritmos y Computación Avanzada
Prof. Eliezer Córdova

Los lenguajes de Programación son el corazón de
la Ciencia de la Computación.
Son herramientas que usamos no solo para
comunicarnos con las máquinas sino también
con las personas.
“el valor de un lenguaje se debe juzgar según la
forma en que afecta la producción de Software
y a la facilidad con la que puede integrarse a
otras herramientas”

Objetivos
Adquirir habilidad de apreciar y evaluar
lenguajes, identificando sus límites y
posibilidades.
Habilidad para elegir, para diseñar,
implementar o utilizar un lenguaje.
Enfatizar la abstracción.

¿Por qué estudiar Lenguajes?
Aumentar la capacidad para producir software.
– Conocer profundamente las características de los
lenguajes permite aprovechar su potencia y
evitar errores, minimizando esfuerzo

Mejora la habilidad para desarrollar mejores
algoritmos.
– Aprendemos a elaborar los algoritmos más
eficientes en concordancia con el lenguaje que
estamos utilizando.

Mejora el uso de su lenguaje de programación
preferido.
– Si se entiende como se implementa cada
característica se mejora la capacidad para escribir
programas eficientes.
– Ejemplo: Orientación a Objetos (Herencia)

Incrementar el vocabulario
– El lenguaje
• equivale a comunicación.
• es una ayuda y una limitación al pensamiento.
• permite expresar y estructurar el pensamiento
– Incrementamos la capacidad para expresar ideas

Incrementa el conocimiento de construcciones
posibles.
– Libera la mente para poder pensar en términos del
problema y no de determinado lenguaje.
– Ejemplo: Tratar de resolver todo en termino de las
capacidades de C.

Permite elegir mejor el lenguaje a utilizar para
cada tarea.
– Conocer las fortalezas y debilidades de los
diferentes lenguajes nos permite saber que
problema podemos resolver más fácilmente con
cada uno y por lo tanto se reduce el esfuerzo de
codificación.

Hace más fácil aprender nuevos lenguajes de
programación.
– Un conocimiento de la estructura de los lenguajes
de programación reduce considerablemente la
curva de aprendizaje de un lenguaje nuevo.

Hace más fácil el diseño e implementación de
lenguajes.
– El programador puede convertirse en diseñador o
implementador de un lenguaje.
– O no necesariamente nuevos lenguajes de
programación, pero cuando programamos muchas
veces necesitamos crear códigos de comunicación.

Paradigmas de Lenguajes
Se reconoce generalmente 4 paradigmas de
programación:
– Imperativo (Estructurado)
– Aplicativo (Funcional)
– Orientado a Objetos
– Lógico

Lenguajes Imperativos
Su objetivo es entender y definir el estado de la
máquina (conjunto de posiciones de memorias,
cada una conteniendo un valor).
Lenguajes orientados a instrucciones

El programa consiste en elaborar un conjunto de
instrucciones para que la máquina llegue a la
respuesta.
Ejemplos: C, Fortran, Pascal, Cobol
Sintaxis: S1, S2, S3, S4, …

 Programación: serie de pasos (input, cálculo,
ouput).
 Elementos: abstracción procedural, asignación,
loops, secuencias, condicionales.

Lenguajes Funcionales
Su objetivo es entender la función que produciría
la respuesta deseada.
Es orientada hacia la composición de funciones.
Programar consiste en construir la función que
halle la respuesta.

Orientados a Objetos
Su objetivo es modelar el problema con
elementos similares a los realmente presentes.
Programar significa generar objetos que
intercambian mensajes entre si para resolver un
problema.

Lenguajes imperativos que unen diseños
aplicativos con sentencias imperativas.
Sintaxis: Conjunto de objetos (clases)
conteniendo datos (concepto imperativo) y
métodos (conceptos aplicativos).

Programación: colección de objetos que
interactúan pasándose mensajes que
transforman estados.
Elementos: modelado de objetos, clases,
herencia, encapsulamiento.

Lenguajes Lógicos
Definen reglas para decidir cuando la respuesta
ha sido alcanzada.
Utiliza un conjunto de reglas para deducir los
atributos de la respuesta.
Ejemplos: Prolog
Sintaxis: Regla -> Conclusión

Facilidad de Escritura
La facilidad de escritura es la medida de cuan fácil
resulta usar un lenguaje para construir soluciones.
Simplicidad
Claridad
Ortogonalidad
Soporte de Abstracción

Simplicidad
– El lenguaje debería ser lo suficientemente pequeño y simple para
ser entendido en su totalidad
• Un pequeño número de construcciones primitivas.
• Un conjunto consistente de reglas para combinarlas
(ortogonalidad).

Simplicidad
– ¿Qué tienen de malo los lenguajes “grandes” y “complejos”?
• Contienen tantas características que muchas de ellas
nunca llegan a usarse ni a entenderse.
• La complejidad del lenguaje crece de forma no lineal
con el número de características que incorpora.

Simplicidad
– Sin embargo,
• El lenguaje más usado (C++) es complejo.
• Uno de los más recomendados (Ada) es grande y
complejo.
• Java, que nació con vocación de ser simple, tiende a
hacerse más grande y complejo.

Claridad
– Un programador sólo puede escribir programas fiables si entiende
con toda claridad lo que significa (implica) cada una de las
estructuras del lenguaje.
– La especificación del lenguaje y la calidad de su documentación es
absolutamente crítica en este aspecto:
• Debe evitarse cualquier ambigüedad.
• No debe ser necesario escribir y ejecutar fragmentos
de código para descubrir el significado de una
característica del lenguaje.

Ortogonalidad
– El efecto de la combinación de características debe entenderse
fácilmente y ser predecible.
– Proporciona un mayor grado de generalidad sin restricciones ni
casos especiales.
– Las reglas del lenguaje deben tener las mínimas excepciones
posibles.
– El usuario comprende mejor si tiene un pequeño número de
primitivas y un conjunto consistente de reglas de
combinación.

 Ortogonalidad
 Si es ortogonal, un lenguaje es fácil de aprender y usar.
 Por ejemplo: Asignación y Tipos
X=5
F(x)=x+3
A[y]=8

 Ortogonalidad
– ¿Qué tienen de malo la falta de ortogonalidad?
• Que hace imposible deducir nuevas propiedades del lenguaje de
las que ya se conocen.
• Que va en contra de la claridad.

Legibilidad
Fácil de leer a las personas (equipo)
SEMANTICA
SINTAXIS
DEFINICION
ESTRUCTURAS DE DATOS
ESTRUCTURAS DE CONTROL

Legibilidad
Semántica
– La semántica de un lenguaje especifica el significado
algorítmico de un programa y se define como un
conjunto de reglas que describen el comportamiento de
ese lenguaje en tiempo de ejecución.

Legibilidad
Sintaxis
– La sintaxis determina la forma en que se combinan los elementos del
lenguaje para construir sentencias y programas.
– Unas reglas sintácticas adecuadas son fundamentales para que los
programas sean legibles.
• Documentación y comentarios
• Elección de nombres
• Uso de constantes
• If-then-else anidados
• Separación de sentencias
• Indentación

Legibilidad
Sintaxis
– Ejemplos de una “mala” sintaxis:
• Restringir el tamaño de los identificadores.
• Uso del símbolo = para realizar asignaciones.
• Uso de llaves {... ...} para delimitar bloques.

Legibilidad
Definición del lenguaje
– Precisión en la definición de la sintaxis y de la
semántica
– Ambigüedad: ejemplo, M(i) puede significar un
elemento del arreglo M ó una llamada a la
función M
– Portabilidad
– Definiciones formales

Legibilidad
Estructuras de control
– Programación estructurada
Estructuras de datos
– Facilidades para expresar los datos del problema

Confiabilidad
 Correcto: cumple con las especificaciones
 Verificación de programas: probar su corrección
 Chequeo de tipos
 Robusto

Mantenibilidad
Modificabilidad
Factoreo
Localidad

Mantenibilidad
– Modificabiliad: facilidad de introducir cambios
– Factoreo: una sola vez y luego rehusar
– Localidad: el efecto de una característica se
restringirse a una porción local del programa

Eficiencia
 Tiempo y Espacio
 Esfuerzo humano
 Optimizable

¿Qué hace a un lenguaje bueno?
Naturalidad de la aplicación
– La estructura del programa refleja la estructura lógica
del algoritmo.
– Cada lenguaje generalmente se especializa en un
campo de acción determinado y es más fácil resolver
ciertos problemas con él.

Facilidad de verificación
– Debe proveer una manera de corroborar que el
programa efectivamente realiza su tarea.
– Una sintaxis sencilla facilita la verificación.

Ambiente de programación
– Debe contar con un entorno que facilite la programación
en el lenguaje.
– Generalmente lenguajes no tan buenos, pero que
tienen un buen entorno de programación, son más
usados en el mercado.

Portabilidad
– Que tan fácil se puede transportar la aplicación de la
máquina en que se desarrolló a otras máquinas donde
va a ser ejecutada.
– El mejor ejemplo de esto es programación para
Internet.

Costo de uso
– Costo de ejecución
– Costo de traducción
– Costo de creación, prueba y uso
– Costo de mantenimiento

Evolución de los
Declarativos

Evolución de los
Orientados a Objetos e
Imperativos

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