Lenguaje de Programación 1

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Lenguaje de programación Captura de la microcomputadora Commodore PET-32 mostrando un programa en el lenguaje de programación BASIC, bajo el emulador VICE en una distribución GNU/Linux. Un ejemplo de código fuente escrito en el lenguaje de programación Java, que imprimirá el mensaje "Hello World!" a la salida estándar cuando es compilado y ejecutado Un lenguaje de programación es un lenguaje formal diseñado para expresar procesos que pueden ser llevados a cabo por máquinas como las computadoras. Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de una máquina, para expresar algoritmos con precisión, o como modo de comunicación humana. 1 Está formado por un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se escribe, se prueba, se depura, se compila (de ser necesario) y se mantiene el código fuente de un programa informático se le llama programación. También la palabra programación se define como el proceso de creación de un programa de computadora, mediante la aplicación de procedimientos lógicos, a través de los siguientes pasos: El desarrollo lógico del programa para resolver un problema en particular. Escritura de la lógica del programa empleando un lenguaje de programación específico (codificación del programa). Ensamblaje o compilación del programa hasta convertirlo en lenguaje de máquina. Prueba y depuración del programa. Desarrollo de la documentación. Existe un error común que trata por sinónimos los términos 'lenguaje de programación' y 'lenguaje informático'. Los lenguajes informáticos engloban a los lenguajes de programación y a otros más, como por ejemplo HTML (lenguaje para el marcado depáginas web que no es propiamente un lenguaje de programación, sino un conjunto de instrucciones que permiten estructurar el contenido de los documentos). Permite especificar de manera precisa sobre qué datos debe operar una computadora, cómo deben ser almacenados o transmitidos y qué acciones debe tomar bajo una variada gama de circunstancias. Todo esto, a través de un lenguaje que intenta estar relativamente próximo al lenguaje humano o natural. Una característica relevante de los lenguajes de programación es precisamente que más de un programador pueda usar un conjunto común de instrucciones que sean comprendidas entre ellos para realizar la construcción de un programa de forma colaborativa. Historia[editar] Código Fortran en una tarjeta perforada, mostrando el uso especializado de las columnas 1-5, 6 y 73-80. Para que la computadora entienda nuestras instrucciones debe usarse un lenguaje específico conocido como código máquina, el cual la máquina comprende fácilmente, pero que lo hace excesivamente complicado para las personas. De hecho sólo consiste en cadenas extensas de números 0 y 1. Para facilitar el trabajo, los primeros operadores de computadoras decidieron hacer un traductor para reemplazar los 0 y 1 por palabras o abstracción de palabras y letras provenientes del inglés; éste se conoce como lenguaje ensamblador. Por ejemplo, para sumar se usa la letra A de la palabra inglesa add (sumar). El lenguaje ensamblador sigue la misma estructura del lenguaje máquina, pero las letras y palabras son más fáciles de recordar y entender que los números. La necesidad de recordar secuencias de programación para las acciones usuales llevó a denominarlas con nombres fáciles de memorizar y asociar: ADD (sumar), SUB (restar), MUL (multiplicar), CALL (ejecutar subrutina), etc. A esta secuencia de posiciones se le denominó "instrucciones", y a este conjunto de instrucciones se le llamó lenguaje ensamblador. Posteriormente aparecieron diferentes lenguajes de programación, los cuales reciben su denominación porque tienen una estructura sintáctica similar a los lenguajes escritos por los humanos, denominados también lenguajes de alto nivel. La primera programadora de computadora conocida fue Ada Lovelace, hija de Anabella Milbanke Byron y Lord Byron. Anabella introdujo en las matemáticas a Ada quien, después de conocer a Charles Babbage, tradujo y amplió una descripción de su máquina analítica. Incluso aunque Babbage nunca completó la construcción de cualquiera de sus máquinas, el trabajo que Ada realizó con éstas le hizo ganarse el título de primera programadora de computadoras del mundo. El nombre del lenguaje de programación Adafue escogido como homenaje a esta programadora. A finales de 1953, John Backus sometió una propuesta a sus superiores en IBM para desarrollar una alternativa más práctica al lenguaje ensamblador para programar lacomputadora central IBM 704. El histórico equipo Fortran de Backus consistió en los programadores Richard Goldberg, Sheldon F. Best, Harlan Herrick, Peter Sheridan, Roy Nutt,Robert Nelson, Irving Ziller, Lois Haibt y David Sayre. 2 El primer manual para el lenguaje Fortran apareció en octubre de 1956, con el primer compilador Fortran entregado en abril de 1957. Esto era un compilador optimizado, porque los clientes eran reacios a usar un lenguaje de alto nivel a menos que su compilador pudiera generar código cuyo desempeño fuera comparable al de un código hecho a mano en lenguaje ensamblador. En 1960, se creó COBOL, uno de los lenguajes usados aún en la actualidad, en informática de gestión. A medida que la complejidad de las tareas que realizaban las computadoras aumentaba, se hizo necesario disponer de un método más eficiente para programarlas. Entonces, se crearon los lenguajes de alto nivel, como lo fue BASIC en las versiones introducidas en los microordenadores de la década de 1980. Mientras que una tarea tan sencilla como sumar dos números puede necesitar varias instrucciones en lenguaje ensamblador, en un lenguaje de alto nivel bastará una sola sentencia. Elementos[editar] Variables y vectores[editar] Imagen tomada de Pauscal, lenguaje de programación en español creado en Argentina. Las variables podrían calificarse como contenedores de datos y por ello se diferencian según el tipo de dato que son capaces de almacenar. En la mayoría de lenguajes de programación se requiere especificar un tipo de variable concreto para guardar un dato concreto. Por ejemplo, en Java, si deseamos guardar una cadena de texto deberemos especificar que la variable es del tipo String. Por otra parte, en lenguajes como el PHPeste tipo de especificación de variables no es necesario. Además, existen variables compuestas por varias variables llamadas vectores. Un vector no es más que un conjunto de variables consecutivas en memoria y del mismo tipo guardadas dentro de una variable contenedor. A continuación, un listado con los tipos de variables y vectores más comunes: Variables tipo Char: Estas variables contienen un único carácter, es decir, una letra, un signo o un número. Variables tipo Int: Contienen un número entero. Variables tipo float: Contienen un número decimal. Variables tipo String: Contienen cadenas de texto, o lo que es lo mismo, es un vector con varias variables del tipo Char. Variables del tipo Boolean: Solo pueden contener un 0 o un 1. El cero es considerado para muchos lenguajes como el literal "False", mientras que el 1 se considera "True". Condicionantes[editar] Los condicionantes son estructuras de código que indican que, para que cierta parte del programa se ejecute, deben cumplirse ciertas premisas; por ejemplo: que dos valores sean iguales, que un valor exista, que un valor sea mayor que otro... Estos condicionantes por lo general solo se ejecutan una vez a lo largo del programa. Los condicionantes más conocidos y empleados en programación son: If: Indica una condición para que se ejecute una parte del programa. Else if: Siempre va precedido de un "If" e indica una condición para que se ejecute una parte del programa siempre que no cumpla la condición del if previo y si se cumpla con la que el "else if" especifique. Else: Siempre precedido de "If" y en ocasiones de "Else If". Indica que debe ejecutarse cuando no se cumplan las condiciones prévias. Bucles[editar] Los bucles son parientes cercanos de los condicionantes, pero ejecutan constantemente un código mientras se cumpla una determinada condición. Los más frecuentes son: For: Ejecuta un código mientras una variable se encuentre entre 2 determinados parámetros. While: Ejecuta un código mientras que se cumpla la condición que solicita. Hay que decir que a pesar de que existan distintos tipos de bucles, ambos son capaces de realizar exactamente las mismas funciones. El empleo de uno u otro depende, por lo general, del gusto del programador. Funciones[editar] Las funciones se crearon para evitar tener que repetir constantemente fragmentos de código. Una función podría considerarse como una variable que encierra código dentro de si. Por lo tanto cuando accedemos a dicha variable (la función) en realidad lo que estamos haciendo es ordenar al programa que ejecute un determinado código predefinido anteriormente. Todos los lenguajes de programación tienen algunos elementos de formación primitivos para la descripción de los datos y de los procesos o transformaciones aplicadas a estos datos (tal como la suma de dos números o la selección de un elemento que forma parte de una colección). Estos elementos primitivos son definidos por reglas sintácticas y semánticas que describen su estructura y significado respectivamente. Sintaxis[editar] Con frecuencia se resaltan los elementos de la sintaxis con colores diferentes para facilitar su lectura. Este ejemplo está escrito en Python. A la forma visible de un lenguaje de programación se le conoce como sintaxis. La mayoría de los lenguajes de programación son puramente textuales, es decir, utilizan secuencias de texto que incluyen palabras, números y puntuación, de manera similar a los lenguajes naturales escritos. Por otra parte, hay algunos lenguajes de programación que son más gráficos en su naturaleza, utilizando relaciones visuales entre símbolos para especificar un programa. La sintaxis de un lenguaje de programación describe las combinaciones posibles de los símbolos que forman un programa sintácticamente correcto. El significado que se le da a una combinación de símbolos es manejado por su semántica (ya sea formal o como parte del código duro de la referencia de implementación). Dado que la mayoría de los lenguajes son textuales, este artículo trata de la sintaxis textual. La sintaxis de los lenguajes de programación es definida generalmente utilizando una combinación de expresiones regulares (para la estructura léxica) y la Notación de Backus-Naur (para la estructura gramática). Este es un ejemplo de una gramática simple, tomada de Lisp: expresión ::= átomo | lista átomo ::= número | símbolo número ::= [+-]? ['0'-'9']+ símbolo ::= ['A'-'Z'] ['a'-'z'].* lista ::= '(' expresión* ')' Con esta gramática se especifica lo siguiente: una expresión puede ser un átomo o una lista;

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  • Lenguaje de programacin Captura de la microcomputadora Commodore PET-32 mostrando un programa en el lenguaje de programacin BASIC, bajo

    el emulador VICE en una distribucin GNU/Linux. Un ejemplo de cdigo fuente escrito en el lenguaje de programacin Java, que imprimir el mensaje "Hello World!" a la salida estndar cuando es compilado y ejecutado Un lenguaje de programacin es un lenguaje formal diseado para expresar procesos que pueden ser llevados a cabo por mquinas como las computadoras. Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento fsico y lgico de una mquina, para expresaralgoritmos con precisin, o como modo de comunicacin humana.1 Est formado por un conjunto de smbolos y reglas sintcticas y semnticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se escribe, se prueba, se depura, se compila (de ser necesario) y se mantiene el cdigo fuente de un programa informtico se le llama programacin. Tambin la palabra programacin se define como el proceso de creacin de un programa de computadora, mediante la aplicacin de procedimientos lgicos, a travs de los siguientes pasos: El desarrollo lgico del programa para resolver un problema en particular. Escritura de la lgica del programa empleando un lenguaje de programacin especfico (codificacin del programa). Ensamblaje o compilacin del programa hasta convertirlo en lenguaje de mquina. Prueba y depuracin del programa. Desarrollo de la documentacin. Existe un error comn que trata por sinnimos los trminos 'lenguaje de programacin' y 'lenguaje informtico'. Los lenguajes informticos engloban a los lenguajes de programacin y a otros ms, como por ejemplo HTML (lenguaje para el marcado depginas web que no es propiamente un lenguaje de programacin, sino un conjunto de instrucciones que permiten estructurar el contenido de los documentos). Permite especificar de manera precisa sobre qu datos debe operar una computadora, cmo deben ser almacenados o transmitidos y qu acciones debe tomar bajo una variada gama de circunstancias. Todo esto, a travs de un lenguaje que intenta estar relativamente prximo al lenguaje humano o natural. Una caracterstica relevante de los lenguajes de programacin es precisamente que ms de un programador pueda usar un conjunto comn de instrucciones que sean comprendidas entre ellos para realizar la construccin de un programa de forma colaborativa. Historia[editar] Cdigo Fortran en una tarjeta perforada, mostrando el uso especializado de las columnas 1-5, 6 y 73-80. Para que la computadora entienda nuestras instrucciones debe usarse un lenguaje especfico conocido como cdigo mquina, el cual la mquina comprende fcilmente, pero que lo hace excesivamente complicado para las personas. De hecho slo consiste en cadenas extensas de nmeros 0 y 1. Para facilitar el trabajo, los primeros operadores de computadoras decidieron hacer un traductor para reemplazar los 0 y 1 por palabras o abstraccin de palabras y letras provenientes del ingls; ste se conoce como lenguaje ensamblador. Por ejemplo, para sumar se usa la letra A de la palabra inglesa add (sumar). El lenguaje ensamblador sigue la misma estructura del lenguaje mquina, pero las letras y palabras son ms fciles de recordar y entender que los nmeros. La necesidad de recordar secuencias de programacin para las acciones usuales llev a denominarlas con nombres fciles de memorizar y

    asociar: ADD (sumar), SUB (restar), MUL (multiplicar), CALL (ejecutar

    subrutina), etc. A esta secuencia de posiciones se le denomin

    "instrucciones", y a este conjunto de instrucciones se le llam lenguaje ensamblador. Posteriormente aparecieron diferentes lenguajes de programacin, los cuales reciben su denominacin porque tienen una estructura sintctica similar a los lenguajes escritos por los humanos, denominados tambin lenguajes de alto nivel. La primera programadora de computadora conocida fue Ada Lovelace, hija de Anabella Milbanke Byron y Lord Byron. Anabella introdujo en las matemticas a Ada quien, despus de conocer a Charles Babbage, tradujo y ampli una descripcin de su mquina analtica. Incluso aunque Babbage nunca complet la construccin de cualquiera de sus mquinas, el trabajo que Ada realiz con stas le hizo ganarse el ttulo de primera programadora de computadoras del mundo. El nombre del lenguaje de programacin Adafue escogido como homenaje a esta programadora. A finales de 1953, John Backus someti una propuesta a sus superiores en IBM para desarrollar una alternativa ms prctica al lenguaje ensamblador para programar lacomputadora central IBM 704. El histrico equipo Fortran de Backus consisti en los programadores Richard

    Goldberg, Sheldon F. Best, Harlan Herrick, Peter Sheridan, Roy Nutt,Robert Nelson, Irving Ziller, Lois Haibt y David Sayre.2 El primer manual para el lenguaje Fortran apareci en octubre de 1956, con el

    primer compilador Fortran entregado en abril de 1957. Esto era un compilador

    optimizado, porque los clientes eran reacios a usar un lenguaje de alto nivel a menos que su compilador pudiera generar cdigo cuyo desempeo fuera comparable al de un cdigo hecho a mano en lenguaje ensamblador. En 1960, se cre COBOL, uno de los lenguajes usados an en la actualidad, en informtica de gestin. A medida que la complejidad de las tareas que realizaban las computadoras aumentaba, se hizo necesario disponer de un mtodo ms eficiente para programarlas. Entonces, se crearon los lenguajes de alto nivel, como lo fue BASIC en las versiones introducidas en los microordenadores de la

    dcada de 1980. Mientras que una tarea tan sencilla como sumar dos nmeros puede necesitar varias instrucciones en lenguaje ensamblador, en un lenguaje de alto nivel bastar una sola sentencia.

    Elementos[editar] Variables y vectores[editar]

    Imagen tomada de Pauscal, lenguaje de programacin en espaol creado en Argentina. Las variables podran calificarse como contenedores de datos y por ello se diferencian segn el tipo de dato que son capaces de almacenar. En la mayora de lenguajes de programacin se requiere especificar un tipo de variable concreto para guardar un dato concreto. Por ejemplo, en Java, si deseamos guardar una cadena de texto deberemos especificar que la variable es del tipo String. Por otra parte, en lenguajes como el PHPeste tipo de especificacin de variables no es necesario. Adems, existen variables compuestas por varias variables llamadas vectores. Un vector no es ms que un conjunto de variables consecutivas en memoria y del mismo tipo guardadas dentro de una variable contenedor. A continuacin, un listado con los tipos de variables y vectores ms comunes: Variables tipo Char: Estas variables contienen un nico carcter, es decir, una letra, un signo o un nmero. Variables tipo Int: Contienen un nmero entero. Variables tipo float: Contienen un nmero decimal. Variables tipo String: Contienen cadenas de texto, o lo que es lo mismo, es un vector con varias variables del tipo Char. Variables del tipo Boolean: Solo pueden contener un 0 o un 1. El cero es considerado para muchos lenguajes como el literal "False", mientras que el 1 se considera "True". Condicionantes[editar] Los condicionantes son estructuras de cdigo que indican que, para que cierta parte del programa se ejecute, deben cumplirse ciertas premisas; por ejemplo: que dos valores sean iguales, que un valor exista, que un valor sea mayor que otro... Estos condicionantes por lo general solo se ejecutan una vez a lo largo del programa. Los condicionantes ms conocidos y empleados en programacin son: If: Indica una condicin para que se ejecute una

    parte del programa. Else if: Siempre va precedido de un "If" e indica una condicin para que se ejecute una parte del programa siempre que no cumpla la condicin del if previo y si se cumpla con la que el "else if" especifique. Else: Siempre precedido de "If" y en ocasiones de "Else If". Indica que debe

    ejecutarse cuando no se cumplan las condiciones prvias. Bucles[editar] Los bucles son parientes cercanos de los condicionantes, pero ejecutan constantemente un cdigo mientras se cumpla una determinada condicin. Los ms frecuentes son: For: Ejecuta un cdigo mientras una variable se encuentre entre 2 determinados parmetros. While: Ejecuta un cdigo mientras que se cumpla la condicin que solicita. Hay que decir que a pesar de que existan distintos tipos de bucles, ambos son capaces de realizar exactamente las mismas funciones. El empleo de uno u otro depende, por lo general, del gusto del programador. Funciones[editar] Las funciones se crearon para evitar tener que repetir constantemente fragmentos de cdigo. Una funcin podra considerarse como una variable que encierra cdigo dentro de si. Por lo tanto cuando accedemos a dicha variable (la funcin) en realidad lo que estamos haciendo es ordenar al programa que ejecute un determinado cdigo predefinido anteriormente. Todos los lenguajes de programacin tienen algunos elementos de formacin primitivos para la descripcin de los datos y de los procesos o transformaciones aplicadas a estos datos (tal como la suma de dos nmeros o la seleccin de un elemento que forma parte de una coleccin). Estos elementos primitivos son definidos por reglas sintcticas y semnticas que describen su estructura y significado respectivamente. Sintaxis[editar]

    Con frecuencia se resaltan los elementos de la sintaxis con colores diferentes para facilitar su lectura. Este ejemplo est escrito en Python.

    A la forma visible de un lenguaje de programacin se le conoce como sintaxis. La mayora de los lenguajes de programacin son puramente textuales, es decir, utilizan secuencias de texto que incluyen palabras, nmeros y puntuacin, de manera similar a los lenguajes naturales escritos. Por otra parte, hay algunos lenguajes de programacin que son ms grficos en su naturaleza, utilizando relaciones visuales entre smbolos para especificar un programa. La sintaxis de un lenguaje de programacin describe las combinaciones posibles de los smbolos que forman un programa sintcticamente correcto. El significado que se le da a una combinacin de smbolos es manejado por su semntica (ya sea formal o como parte del cdigo duro de la referencia de implementacin). Dado que la mayora de los lenguajes son textuales, este artculo trata de la sintaxis textual. La sintaxis de los lenguajes de programacin es definida generalmente utilizando una combinacin de expresiones regulares (para la estructura lxica) y la Notacin de Backus-Naur (para la estructura gramtica). Este es un ejemplo de una gramtica simple, tomada de Lisp: expresin ::= tomo | lista tomo ::= nmero | smbolo nmero ::= [+-]? ['0'-'9']+ smbolo ::= ['A'-'Z'] ['a'-'z'].* lista ::= '(' expresin* ')' Con esta gramtica se especifica lo siguiente: una expresin puede ser un tomo o una lista;

  • un tomo puede ser un nmero o un smbolo; un nmero es una secuencia continua de uno o ms dgitos decimales, precedido opcionalmente por un signo ms o un signo menos;

    un smbolo es una letra seguida de cero o ms caracteres (excluyendo espacios); y una lista es un par de parntesis que abren y cierran, con cero o ms expresiones en medio. Algunos ejemplos de secuencias bien formadas de acuerdo a esta gramtica:

    ' 12345 ', ' () ', ' (a b c232 (1)) '

    No todos los programas sintcticamente correctos son semnticamente correctos. Muchos programas sintcticamente correctos tienen inconsistencias con las reglas del lenguaje; y pueden (dependiendo de la especificacin del lenguaje y la solidez de la implementacin) resultar en un

    error de traduccin o ejecucin. En algunos casos, tales programas pueden exhibir un comportamiento indefinido. Adems, incluso cuando un programa est bien definido dentro de un lenguaje, todava puede tener un significado que no es el que la persona que lo escribi estaba tratando de construir. Usando el lenguaje natural, por ejemplo, puede no ser posible asignarle significado a una oracin gramaticalmente vlida o la oracin puede ser falsa: "Las ideas verdes y descoloridas duermen furiosamente" es una oracin bien formada gramaticalmente pero no tiene significado comnmente aceptado. "Juan es un soltero casado" tambin est bien formada gramaticalmente pero expresa un significado que no puede ser verdadero. El siguiente fragmento en el lenguaje C es sintcticamente correcto, pero ejecuta una operacin que no est definida semnticamente (dado que p es un apuntador nulo, las operaciones p->real y p->im no tienen ningn significado): complex *p = NULL; complex abs_p = sqrt (p->real * p->real + p->im * p->im); Si la declaracin de tipo de la primera lnea fuera omitida, el programa disparara un error de compilacin, pues la variable "p" no estara definida. Pero el programa sera sintcticamente correcto todava, dado que las declaraciones de tipo proveen informacin semntica solamente. La gramtica necesaria para especificar un lenguaje de programacin puede ser clasificada por su posicin en la Jerarqua de Chomsky. La sintaxis de la mayora de los lenguajes de programacin puede ser especificada utilizando una gramtica Tipo-2, es decir, son gramticas libres de contexto. Algunos

    lenguajes, incluyendo a Perl y a Lisp, contienen construcciones que permiten la ejecucin durante la fase de anlisis. Los lenguajes que permiten construcciones que permiten al programador alterar el comportamiento de un analizador hacen del anlisis de la sintaxis un problema sin decisin nica, y generalmente oscurecen la separacin entre anlisis y ejecucin. En contraste con el sistema de macros de Lisp y los bloques BEGIN de Perl, que pueden tener clculos generales, las macros de C son meros reemplazos de cadenas, y no requieren ejecucin de cdigo. Semntica esttica[editar] La semntica esttica define las restricciones sobre la estructura de los textos vlidos que resulta imposible o muy difcil expresar mediante formalismos sintcticos estndar. Para los lenguajes compilados, la semntica esttica bsicamente incluye las reglas semnticas que se pueden verificar en el momento de compilar. Por ejemplo el chequeo de que cada identificador sea declarado antes de ser usado (en lenguajes que requieren tales declaraciones) o que las etiquetas en cada brazo de una estructura case sean distintas. Muchas restricciones importantes de este tipo, como la validacin de que los identificadores sean usados en los contextos apropiados (por ejemplo no sumar un entero al nombre de una funcin), o que las llamadas a subrutinas tengan el nmero y tipo de parmetros adecuado, puede ser implementadas definindolas como reglas en una lgica conocida como sistema de tipos. Otras formas de anlisis estticos, como los anlisis de flujo de datos, tambin pueden ser parte de la semntica esttica. Otros lenguajes de programacin como Java y C# tienen un anlisis definido de asignaciones,

    una forma de anlisis de flujo de datos, como parte de su semntica esttica. Sistema de tipos[editar]

    Artculo principal: Sistema de tipos Un sistema de tipos define la manera en la cual un lenguaje de programacin clasifica los valores y expresiones en tipos, cmo pueden ser manipulados dichos tipos y cmo interactan. El objetivo de un sistema de tipos es verificar y normalmente poner en vigor un cierto nivel de exactitud en programas escritos en el lenguaje en cuestin, detectando ciertas operaciones invlidas. Cualquier sistema de tipos decidible tiene sus ventajas y desventajas: mientras por un lado rechaza muchos programas incorrectos, tambin prohbe algunos programas correctos aunque poco comunes. Para poder minimizar esta desventaja, algunos lenguajes incluyen lagunas de tipos, conversiones explcitas no checadas que pueden ser usadas por el programador para permitir explcitamente una operacin normalmente no permitida entre diferentes tipos. En la mayora de los lenguajes con tipos, el sistema de tipos es usado solamente para checar los tipos de los programas, pero varios lenguajes, generalmente funcionales, llevan a cabo lo que se conoce como inferencia de tipos, que le quita al programador la tarea de especificar los tipos. Al diseo y estudio formal de los sistemas de tipos se le conoce como teora de tipos. Lenguajes tipados versus lenguajes no tipados[editar]

    Se dice que un lenguaje tiene tipos si la especificacin de cada operacin define tipos de datos para los cuales la operacin es aplicable, con la

    implicacin de que no es aplicable a otros tipos. Por ejemplo, " este texto

    entre comillas " es una cadena. En la mayora de los lenguajes de

    programacin, dividir un nmero por una cadena no tiene ningn significado. Por tanto, la mayora de los lenguajes de programacin modernos rechazaran cualquier intento de ejecutar dicha operacin por parte de algn programa. En algunos lenguajes, estas operaciones sin significado son detectadas cuando el programa es compilado (validacin de tipos "esttica") y son rechazadas por el compilador, mientras en otros son detectadas cuando el programa es ejecutado (validacin de tipos "dinmica") y se genera una excepcin en tiempo de ejecucin.

    Un caso especial de lenguajes de tipo son los lenguajes de tipo sencillo. Estos son con frecuencia lenguajes de marcado o de scripts, como REXX o SGML, y solamente cuentan con un tipo de datos; comnmente cadenas de

    caracteres que luego son usadas tanto para datos numricos como simblicos. En contraste, un lenguaje sin tipos, como la mayora de los lenguajes ensambladores, permiten que cualquier operacin se aplique a cualquier dato, que por lo general se consideran secuencias de bits de varias longitudes. Lenguajes de alto nivel sin datos incluyen BCPL y algunas variedades de Forth. En la prctica, aunque pocos lenguajes son considerados con tipo desde el punto de vista de la teora de tipos (es decir, que verifican o rechazan todas las operaciones), la mayora de los lenguajes modernos ofrecen algn grado de manejo de tipos. Si bien muchos lenguajes de produccin proveen medios para brincarse o subvertir el sistema de tipos. Tipos estticos versus tipos dinmicos[editar]

    En lenguajes con tipos estticos se determina el tipo de todas las expresiones antes de la ejecucin del programa (tpicamente al compilar). Por ejemplo, 1 y (2+2) son expresiones enteras; no pueden ser pasadas a una funcin que espera una cadena, ni pueden guardarse en una variable que est definida como fecha. Los lenguajes con tipos estticos pueden manejar tipos explcitos o tipos inferidos. En el primer caso, el programador debe escribir los tipos en determinadas posiciones textuales. En el segundo caso, el compilador infiere los tipos de las expresiones y las declaraciones de acuerdo al contexto. La mayora de los lenguajes populares con tipos estticos, tales como C++, C# y Java, manejan tipos explcitos. Inferencia total de los tipos suele asociarse con lenguajes menos populares, tales como Haskell y ML. Sin embargo, muchos lenguajes de tipos explcitos permiten inferencias parciales de tipo; tanto Java y C#, por ejemplo, infieren tipos en un nmero limitado de casos. Los lenguajes con tipos dinmicos determinan la validez de los tipos involucrados en las operaciones durante la ejecucin del programa. En otras palabras, los tipos estn asociados con valores en ejecucin en lugar de expresiones textuales. Como en el caso de lenguajes con tipos inferidos, los lenguajes con tipos dinmicos no requieren que el programador escriba los tipos de las expresiones. Entre otras cosas, esto permite que una misma variable se pueda asociar con valores de tipos distintos en diferentes momentos de la ejecucin de un programa. Sin embargo, los errores de tipo no pueden ser detectados automticamente hasta que se ejecuta el cdigo, dificultando la depuracin de los programas, no obstante, en lenguajes con tipos dinmicos se suele dejar de lado la depuracin en favor de tcnicas de desarrollo como por ejemplo BDD yTDD. Ruby, Lisp, JavaScript y Python son lenguajes con tipos dinmicos. Tipos dbiles y tipos fuertes[editar] Los lenguajes dbilmente tipados permiten que un valor de un tipo pueda ser tratado como de otro tipo, por ejemplo una cadena puede ser operada como un nmero. Esto puede ser til a veces, pero tambin puede permitir ciertos tipos de fallas que no pueden ser detectadas durante la compilacin o a veces ni siquiera durante la ejecucin. Los lenguajes fuertemente tipados evitan que pase lo anterior. Cualquier intento de llevar a cabo una operacin sobre el tipo equivocado dispara un error. A los lenguajes con tipos fuertes se les suele llamar de tipos seguros. Lenguajes con tipos dbiles como Perl y JavaScript permiten un gran nmero

    de conversiones de tipo implcitas. Por ejemplo en JavaScript la expresin 2

    * x convierte implcitamente x a un nmero, y esta conversin es exitosa

    inclusive cuando x es null , undefined , un Array o una cadena de letras.

    Estas conversiones implcitas son tiles con frecuencia, pero tambin pueden ocultar errores de programacin. Las caractersticas de estticos y fuertes son ahora generalmente consideradas conceptos ortogonales, pero su trato en diferentes textos varia.

    Algunos utilizan el trmino de tipos fuertes para referirse a tipos fuertemente estticos o, para aumentar la confusin, simplemente como equivalencia de tipos estticos. De tal manera que C ha sido llamado tanto lenguaje de tipos fuertes como lenguaje de tipos estticos dbiles. Implementacin[editar] Cdigo fuente de un programa escrito en ellenguaje de programacin Java. La implementacin de un lenguaje es la que provee una manera de que se

    ejecute un programa para una determinada combinacin de software y hardware. Existen bsicamente dos maneras de implementar un lenguaje: compilacin einterpretacin. Compilacin: es el proceso que traduce un programa escrito en un lenguaje de programacin a otro lenguaje de programacin, generando un programa equivalente que la mquina ser capaz interpretar. Los programas traductores que pueden realizar esta operacin se llaman compiladores. stos, como los programas ensambladores avanzados, pueden generar muchas lneas de cdigo de mquina por cada proposicin del programa fuente. Interpretacin: es una asignacin de significados a las frmulas bien formadas de un lenguaje formal. Como los lenguajes formales pueden definirse en trminos puramente sintcticos, sus frmulas bien formadas pueden no ser ms quecadenas de smbolos sin ningn significado. Una interpretacin otorga significado a esas frmulas. Se puede tambin utilizar una alternativa para traducir lenguajes de alto nivel. En lugar de traducir el programa fuente y grabar en forma permanente el cdigo objeto que se produce durante la compilacin para utilizarlo en una ejecucin futura, el programador slo carga el programa fuente en la computadora junto con los datos que se van a procesar. A continuacin, un programa intrprete, almacenado en el sistema operativo del disco, o incluido de manera permanente dentro de la mquina, convierte cada proposicin del programa fuente en lenguaje de mquina conforme vaya siendo necesario durante el procesamiento de los datos. El cdigo objeto no se graba para utilizarlo posteriormente.

  • La siguiente vez que se utilice una instruccin, se la deber interpretar otra vez y traducir a lenguaje mquina. Por ejemplo, durante el procesamiento repetitivo de los pasos de un ciclo o bucle, cada instruccin del bucle tendr

    que volver a ser interpretada en cada ejecucin repetida del ciclo, lo cual hace que el programa sea ms lento en tiempo de ejecucin (porque se va revisando el cdigo en tiempo de ejecucin) pero ms rpido en tiempo de diseo (porque no se tiene que estar compilando a cada momento el cdigo completo). El intrprete elimina la necesidad de realizar una compilacin despus de cada modificacin del programa cuando se quiere agregar funciones o corregir errores; pero es obvio que un programa objeto compilado con antelacin deber ejecutarse con mucha mayor rapidez que uno que se debe interpretar a cada paso durante una ejecucin del cdigo. La mayora de lenguajes de alto nivel permiten la programacin multipropsito, aunque muchos de ellos fueron diseados para permitir programacin dedicada, como lo fue elPascal con las matemticas en su comienzo. Tambin se han implementado lenguajes educativos infantiles como Logo mediante una serie de simples instrucciones. En la actualidad son muy populares algunos lenguajes especialmente indicados para aplicaciones web, como Perl, PHP, Ruby, Python o JavaScript. Tcnica[editar] Libros sobre diversos lenguajes de programacin. Para escribir programas que proporcionen los mejores resultados, cabe tener en cuenta una serie de detalles. Correccin. Un programa es correcto si hace lo que debe hacer tal y como se estableci en las fases previas a su desarrollo. Para determinar si un programa hace lo que debe, es muy importante especificar claramente qu debe hacer el programa antes de desarrollarlo y, una vez acabado, compararlo con lo que realmente hace. Claridad. Es muy importante que el programa sea lo ms claro y legible posible, para facilitar as su desarrollo y posterior mantenimiento. Al elaborar un programa se debe intentar que su estructura sea sencilla y coherente, as como cuidar el estilo en la edicin; de esta forma se ve facilitado el trabajo del programador, tanto en la fase de creacin como en las fases posteriores de correccin de errores, ampliaciones, modificaciones, etc. Fases que pueden ser realizadas incluso por otro programador, con lo cual la claridad es an ms necesaria para que otros programadores puedan continuar el trabajo fcilmente. Algunos programadores llegan incluso a utilizar Arte ASCII para delimitar secciones de cdigo. Otros, por diversin o para impedir un anlisis cmodo a otros programadores, recurren al uso de cdigo ofuscado. Eficiencia. Se trata de que el programa, adems de realizar aquello para lo que fue creado (es decir, que sea correcto), lo haga gestionando de la mejor forma posible los recursos que utiliza. Normalmente, al hablar de eficiencia de un programa, se suele hacer referencia al tiempo que tarda en realizar la tarea para la que ha sido creado y a la cantidad de memoria que necesita, pero hay otros recursos que tambin pueden ser de consideracin al obtener la eficiencia de un programa, dependiendo de su naturaleza (espacio en disco que utiliza, trfico de red que genera, etc.). Portabilidad. Un programa es portable cuando tiene la capacidad de poder ejecutarse en una plataforma, ya sea hardware o software, diferente a aquella en la que se elabor. La portabilidad es una caracterstica muy deseable para un programa, ya que permite, por ejemplo, a un programa que se ha desarrollado para sistemas GNU/Linuxejecutarse tambin en la familia de sistemas operativos Windows. Esto permite que el programa pueda llegar a ms usuarios ms fcilmente. Paradigmas[editar]

    Los programas se pueden clasificar por el paradigma del lenguaje que se use para producirlos. Los principales paradigmas son: imperativos, declarativos y orientacin a objetos. Los programas que usan un lenguaje imperativo especifican un algoritmo, usan declaraciones, expresiones y sentencias.3 Una declaracin asocia un

    nombre de variable con un tipo de dato, por ejemplo: var x: integer; . Una

    expresin contiene un valor, por ejemplo: 2 + 2 contiene el valor 4.

    Finalmente, una sentencia debe asignar una expresin a una variable o usar

    el valor de una variable para alterar el flujo de un programa, por ejemplo: x :=

    2 + 2; if x == 4 then haz_algo(); . Una crtica comn en los lenguajes

    imperativos es el efecto de las sentencias de asignacin sobre una clase de variables llamadas "no locales".4 Los programas que usan un lenguaje declarativo especifican las propiedades que la salida debe conocer y no especifica cualquier detalle de implementacin. Dos amplias categoras de lenguajes declarativos son los lenguajes funcionales y los lenguajes lgicos. Los lenguajes funcionales

    no permiten asignaciones de variables no locales, as, se hacen ms fcil, por ejemplo, programas como funciones matemticas.4 El principio detrs de los lenguajes lgicos es definir el problema que se quiere resolver (el objetivo) y dejar los detalles de la solucin al sistema.5 El objetivo es definido dando una lista de sub-objetivos. Cada sub-objetivo tambin se define dando una lista de sus sub-objetivos, etc. Si al tratar de buscar una solucin, una ruta de sub-objetivos falla, entonces tal sub-objetivo se descarta y sistemticamente se prueba otra ruta. La forma en la cual se programa puede ser por medio de texto o de forma visual. En la programacin visual los elementos son manipulados grficamente en vez de especificarse por medio de texto. LENGUAJES DE PROGRAMACION Vamos a explicar los Lenguajes de Programacin para que entendis de forma fcil y sencilla qu son y para qu sirven. Os diremos qu tipos de lenguajes de programacin existen y para qu sirven fundamentalmente, como siempre, muy fcil para que podis haceros una idea de base de su utilidad, que es mucha. Para que te hagas una idea, todas las aplicaciones (apps) que tienes en tu mvil y los programas informticos que tienes en tu ordenador estn diseados con diferentes lenguajes de programacin, pero sto te lo explicaremos ms adelante.

    Todos los das estamos continuamente comunicndonos con mquinas (ordenadores, mviles, tablets, etc) y todos ellos tienen almacenados lenguajes de programacin para poder utilizarlos.

    QUE SON LOS LENGUAJES DE PROGRAMACIN? Para empezar a explicar qu son los lenguajes de programacin empezaremos dando por hecho que entendis lo que es un lenguaje cualquiera, que no es ms que un sistema estructurado de comunicacin, como por ejemplo el lenguaje humano que nos permite comunicarnos unos con otros por medio de signos (palabras, sonidos, gestosetc). Pues bien, entendiendo esto es muy fcil entender qu es un lenguaje de programacin. Un lenguaje de programacin no es ms que un sistema estructurado y diseado principalmente para que las mquinas y computadoras se entiendan entre s y con nosotros, los humanos. Contiene un conjunto de acciones consecutivas que el ordenador debe ejecutar. Estos lenguajes de programacin usan diferentes normas o bases y se utilizan para controlar cmo se comporta una mquina (por ejemplo, un ordenador), tambin pueden usarse para crear programas informticos, etc. El trmino programacin se define como un proceso por medio del cual se disea, se codifica, se escribe, se prueba y se depura un cdigo bsico para las computadoras. Ese cdigo es el que se llama cdigo fuente que caracteriza a cada lenguaje de programacin. Cada lenguaje de programacin tiene un cdigo fuente caracterstico y nico que est diseado para una funcin o un propsito determinado y que nos sirven para que una mquina o computador se comporte de una manera deseada. QU TIPOS DE LENGUAJE DE PROGRAMACIN HAY Y PARA QUE SIRVEN? En la actualidad hay ms de 100 lenguajes de programacin diferentes. No vamos a definir todos los lenguajes de programacin que existen porque son muchos pero s os hablaremos de los ms importantes y para qu se utilizan. Un ordenador no entiende un lenguaje como el que utilizan los humanos, sino que el lenguaje que entiende se llama lenguaje binario o cdigo binario o cdigo mquina que consiste en ceros y unos bsicamente, es decir, una mquina slo utiliza los nmeros 0 y 1 para codificar cualquier accin a tomar. Si quieres conocer mejor este sistema de numeracin te recomendamos este enlace: Sistema Binario Se clasifican en dos tipos: Los Lenguajes de Programacin de Bajo Nivel: que son aquellos utilizados fundamentalmente para controlar el hardware del ordenador y dependen totalmente de la mquina y no se pueden utilizar en otras mquinas. Estn orientados exclusivamente para la mquina Estos lenguajes son los que ordenan a la mquina operaciones fundamentales para que pueda funcionar. Utiliza bsicamente ceros, unos y abreviaturas de letras. Estos lenguajes tambin se llaman de cdigo mquina. Son los ms complicados, pero solo los usan prcticamente los creadores de las mquinas. Con este tipo de lenguajes programan la asignacin y liberacin de memoria, el uso de punteros, el poder usar paso por valor y por referencia, la creacin de tipos de datos, etc. Los Lenguajes de Programacin de Alto Nivel: Estos lenguajes son ms parecidos al lenguaje natural humano y no dependen de la mquina y sirven fundamentalmente para crear programas informticos que solucionan diferentes problemas. Son los ms usados por los programadores y por todo del mundo que realiza programas informticos. La diferencia fundamental se puede explicar con el siguiente ejemplo: En un lenguaje de alto nivel slo tengo que poner sqt(x), que sera una funcin predeterminada, calcular el cuadrado de x. Si fuera de bajo nivel, yo mismo tendra que crear la funcin sabiendo como funciona el cuadrado de un nmero:

    cuadrado(x) = x * x Como vemos para aprender a programar con un lenguaje de alto nivel debemos conocer el propio lenguaje que utiliza y todos sus comandos, en el ejemplo saber que sqt realiza el cuadrado de un nmero. Para no extendernos mucho en esto que es bastante amplio, pasaremos a explicaros algunos de los lenguajes de programacin ms usados en las mquinas que ms utilizamos. LENGUAJES DE PROGRAMACIN MS USADOS Lenguaje de Programacin HTML: Este lenguaje es con el que se crean las pginas web, por ejemplo, que bsicamente es un conjunto de etiquetas que sirven para definir el texto y otros elementos que puedes ver en las pginas web. HTML significa HyperText Markup Lenguaje (lenguaje de marcas de hipertexto) y es muy fcil de aprender. Luego ya depende de si queremos una web ms o menos elaborada podremos profundizar en este lenguaje. Por ejemplo, el lenguaje de programacin CSS (Cascading Style Sheets) son hojas que sirven para dar estilo a las pginas web como su color, definir su fondo, tipos de letraetc Lenguaje de Programacin SQL: Este lenguaje est creado para realizar consultas a bases de datos principalmente. SQL son las siglas de Structured Query Lenguaje ( Lenguaje estructurado de consultas) y se utiliza para pginas web y tambin para aplicaciones de ordenadores, para manejar datos

  • sobre todo. (Introducir datos, actualizar datos, eliminar o seleccionar datos) Lenguaje de Programacin Java: Probablemente ste podra ser el favorito de ms de uno ya que es el lenguaje utilizado para programas punteros como herramientas, juegos y aplicaciones. Este lenguaje de programacin se utiliza en miles de millones de dispositivos mviles y aparatos de televisin y en ms de 850 millones de ordenadores personales de todo el mundo. Java est instalado en inmensidad de aplicaciones y sitios web. Probablemente tambin te suene JavaScript, que es otro lenguaje utilizado para crear pequeos programas encargados de realizar acciones dentro de una web como por ejemplo para crear efectos especiales o para definir interactividades con los usuarios. Lenguaje de Programacin C: Este lenguaje de programacin est orientado a los Sistemas Operativos y es muy eficaz y con l podemos crear Softwares de sistemas operativos como Windows o Linux y tambin para aplicaciones. Tambin sirve para experimentos informticos, fsicos, matemticosetc. Es tambin muy utilizado en robtica con el que se programan simuladores, etc. Lenguaje de Programacin XML: Este lenguaje es tambin un lenguaje de etiquetas como el HTML, pero a diferencia de ste, el lenguaje XML separa el contenido de la presentacin, es decir, XML se preocupa del significado del texto que define el HTML. Te da el dato + el significado de ese dato, mientras que el HTML te da el dato nada ms. El XML es un complemento fundamental al HTML. Lenguaje de Programacin PHP: El PHP es un lenguaje de programacin similar al HTML que nos sirve fundamentalmente para pginas web y se puede combinar con el lenguaje HTML. El lenguaje PHP se basa en los scripts que es un guin de rdenes o instrucciones que recibe un servidor de una pgina web para leer su cdigo fuente. As podramos seguir definiendo mltiples y variados lenguajes de programacin. Como vers son verdaderamente tiles y necesarios y sirven prcticamente para cualquier cosa. Casi todos los lenguajes de programacin tienen unos fundamentos o bases comunes, esto hace que sea relativamente fcil aprender un lenguaje nuevo si ya conocemos otro. En el siguiente enlace puedes aprender estos fundamentos bsicos: Fundamentos de Programacin. Si quieres aprender a programar te recomendamos una primera experiencia con Robomind muy sencillo, para nios, pero mejor empezar por aqu para no desilusionarnos desde el principio. Es muy sencillo para nios. Luego puedes seguir con MSWLOGO. Los dos son gratuitos y fciles. CONCLUSION Hoy en da utilizamos aplicaciones para todo, programas especializados en diferentes tareas, etcsi queremos saber qu hay detrs de todo eso necesitamos nadar en el maravilloso e interesante mundo de los lenguajes de programacin y as entender por qu cuando a un juego le doy al botn play puedo empezar a jugar, o sencillamente por qu puedo hacer una suma en una calculadora online. Si te apasiona el mundo de la informtica adentrarte en los lenguajes de programacin es como abrirle las tripas a tu ordenador, a las aplicaciones, a los programas, etc..es un interesantsimo juego en el que podrs ser capaz de programar casi cualquier cosa. Te imaginas que pudieras ser capaz de programar t mismo cmo funciona un robot y que haga lo que t le digas? Interesante, no?, o crear esa aplicacin para mvil que todava no existe y ests deseando poner en prctica esa idea genial?....pues manos a la obra! INTRODUCCIN Una computadora es una mquina que solo comprende las instrucciones que se le den en un determinado formato. Cada mquina reconoce y ejecuta un nmero de instrucciones diferentes que se agrupan en los distintos lenguajes de programacin. Un lenguaje de programacin es un conjunto limitado de palabras y de

    smbolos que representan procedimientos, clculos, decisiones y otras operaciones que pueden ejecutar una computadora. A pesar de que en este trabajo parte de la divisin de lenguajes de programacin en imperativos y declarativos (los cuales a su vez se dividen en numerosos subgrupos), la clasificacin ms comn y bsica que suele hacerse de los lenguajes de programacin es la que los divide en lenguajes de bajo y de alto nivel. Los lenguajes de programacin de bajo nivel fueron los primeros que surgieron y se llaman as porque estn directamente relacionados con el hardware del computador, es decir, el usuario introduce una serie de cdigos numricos que la mquina va a interpretar como instrucciones. Para usar este lenguaje, el programador tena que conocer el funcionamiento de la mquina al ms bajo nivel y los errores de programacin eran muy frecuentes. Los lenguajes de alto nivel surgieron con posterioridad con el primer compilador de FORTRAN (FORmula TRANslation), que, como su nombre indica, inici como un "simple" esfuerzo de traducir un lenguaje de frmulas, al lenguaje ensamblador y por consiguiente al lenguaje de mquina, facilitando la labor a los programadores. A partir de FORTRAN, se han desarrollado innumerables lenguajes, que siguen el mismo concepto: facilitar la vida al programador, aumentando la productividad. Estos lenguajes usan un nmero reducido de instrucciones (normalmente en ingls) que siguen unas estrictas reglas gramaticales que se conocen como sintaxis del lenguaje. Pero aunque el programador de esta forma se distancie del hardware del computador, este sigue trabajando en lenguaje mquina. Por ello se hace necesaria una

    traduccin a una secuencia de instrucciones interpretables por el computador. Esta labor es llevada a cabo por los compiladores y los intrpretes. El compilador es un programa que se encarga de la traduccin global del

    programa realizado por el usuario. Esta operacin recibe el nombre de compilacin. El programa es traducido completamente antes de que se ejecute, por lo que la ejecucin se realiza en un periodo muy breve. El intrprete por el contrario lleva a cabo una traduccin inmediata en el momento de la ejecucin, es decir, ir ejecutando las instrucciones una a una haciendo que el proceso requiera un periodo de tiempo sensiblemente mayor del que necesitara un compilador. Los intrpretes son usados para traducir programas de alta dificultad de implementacin, en estos casos, las rdenes a traducir son de tal complejidad que no merece la pena crear un compilador ya que este tambin tendra que ser de una complejidad por encima de lo normal. Hay que mencionar la existencia de lenguajes que combinan caractersticas de los de alto nivel y los de bajo nivel (es decir, Ensamblador). Un ejemplo es C: contiene estructuras de programacin de alto nivel; sin embargo, fue diseado con muy pocas instrucciones, las cuales son sumamente sencillas, fciles de traducir al lenguaje de la mquina; y requiere de un entendimiento apropiado de cmo funciona la mquina, el uso de la memoria, etctera. Por ello, algunos consideran a lenguajes como C (que fue diseado para hacer sistemas operativos), lenguajes de nivel medio, si bien, son considerados mayoritariamente de bajo nivel. Aunque en esta introduccin se ha comenzado a hablar de los lenguajes dividindolos en bajo y alto nivel, en las prximas pginas se proceder a un anlisis ms exhaustivo y detallado y se vern las numerosas formas en que se pueden agrupar los lenguajes teniendo en cuenta funcionalidad y orientacin. Sin embargo no est estipulada ninguna clasificacin estricta debido a que dependiendo de la caracterstica por la que se clasifique, un lenguaje podra estar relativamente en un grupo u otro. Sera utpico tratar de clasificar todos los lenguajes existentes ya que hay demasiados y con frecuencia surgen nuevos. No obstante se ha tratado de realizar una clara y esquemtica clasificacin de los distintos tipos, que abarcase a los lenguajes ms importantes. JUSTIFICACIN El estudio de los lenguajes de programacin requiere a su vez comprender perfectamente los tipos de lenguajes de programacin que existen y la clasificacin comnmente aceptada que a stos se les da. Esta investigacin se justifica en la necesidad que todo programador tiene de diferenciar y clasificar correctamente los tipos de lenguajes de programacin, conociendo sus aplicaciones y los beneficios o desventajas que ofrece cada uno de ellos. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Conocer los tipos de lenguajes de programacin y la clasificacin que comnmente se les da. OBJETIVOS ESPECFICOS Determinar qu son los lenguajes de programacin declarativos y a la vez los lenguajes que forman parte de este grupo. Determinar qu son los lenguajes de programacin imperativos y los lenguajes que estn comprendidos en este grupo. Diferenciar los lenguajes de bajo nivel (lenguaje mquina) de los lenguajes de alto nivel. MARCO TERICO 1. CONOCIMIENTOS BSICOS 1.1. HISTORIA DE LOS LENGUAJES DE PROGRAMACIN Los primeros lenguajes de programacin surgieron de la idea de Charles Babagge, la cual se le ocurri a este hombre a mediados del siglo XIX. Era un profesor matemtico de la universidad de Cambridge e inventor ingles, que la principio del siglo XIX predijo muchas de las teoras en que se basan los actuales ordenadores. Consista en lo que l denominaba la maquina analtica, pero que por motivos tcnicos no pudo construirse hasta mediados del siglo XX. Con l colaboro Ada Lovedby, la cual es considerada como la primera programadora de la historia, pues realizo programas para aqulla supuesta maquina de Babagge, en tarjetas perforadas. Como la maquina no llego nunca a construirse, los programas de Ada, lgicamente, tampoco llegaron a ejecutarse, pero si suponen un punto de partida de la programacin, sobre todo si observamos que en cuanto se empez a programar, los programadores utilizaron las tcnicas diseadas por Charles Babagge, y Ada, que consistan entre otras, en la programacin mediante tarjetas perforadas. A pesar de ello, Ada ha permanecido como la

    primera programadora de la historia. Se dice por tanto que estos dos genios de antao, se adelantaron un siglo a su poca, lo cual describe la inteligencia de la que se hallaban dotados. En 1823 el gobierno Britnico lo apoyo para crear el proyecto de una mquina de diferencias, un dispositivo mecnico para efectuar sumas repetidas. Pero Babagge se dedico al proyecto de la mquina analtica, abandonando la maquina de diferencias, que se pudiera programar con tarjetas perforadas, gracias a la creacin de Charles Jacquard (francs). Este hombre era un fabricante de tejidos y haba creado un telar que poda reproducir automticamente patrones de tejidos, leyendo la informacin codificada en patrones de agujeros perforados en tarjetas de papel rgido. Entonces Babagge intento crear la mquina que se pudiera programar con tarjetas perforadas para efectuar cualquier clculo con una precisin de 20 dgitos. Pero la tecnologa de la poca no bastaba para hacer realidad sus ideas. Si bien las ideas de Babagge no llegaron a materializarse de forma definitiva, su contribucin es decisiva, ya que los ordenadores actuales responden a un esquema anlogo al de la mquina analtica. En su diseo, la mquina constaba de cinco unidades bsicas: 1) Unidad de entrada, para introducir datos e instrucciones; 2) Memoria, donde se almacenaban datos y resultados intermedios; 3) Unidad de control, para regular la secuencia de ejecucin de las operaciones; 4) Unidad Aritmtico-Lgica, que efecta las operaciones; 5) Unidad de salida, encargada de comunicar al exterior los resultados. Charles Babbage, conocido como el "padre de la informtica" no pudo completar en aquella poca la construccin del computador que haba soado, dado que

  • faltaba algo fundamental: la electrnica. El camino sealado de Babbage, no fue nunca abandonado y siguindolo, se construyeron las primeras computadoras.

    1.2. LENGUAJES DE MQUINA El lenguaje mquina de una computadora consta de cadenas de nmeros binarios (ceros y unos) y es el nico que "entienden" directamente los procesadores. Todas las instrucciones preparadas en cualquier lenguaje de mquina tienen por lo menos dos partes. La primera es el comando u operacin, que dice a la computadora cul es la funcin que va a realizar. Todas las computadoras tienen un cdigo de operacin para cada una de sus funciones. La segunda parte de la instruccin es el operando, que indica a la computadora dnde hallar o almacenar los datos y otras instrucciones que se van a manipular; el nmero de operandos de una instruccin vara en las distintas computadoras. En una computadora de operando nico, el equivalente binario de "SUMAR 0814" podra hacer que se sume el valor que se encuentra en la localidad de almacenamiento o direccin 0814 al valor que se encuentra en la unidad aritmtica lgica. En una mquina de dos operandos, la representacin binaria de "SUMAR 0814 8672" podra hacer que se sume el valor que est en la localidad 8672 al valor que est en la direccin 0814. El formato de operando nico es popular en las microcomputadoras ms pequeas; la estructura de dos operandos se encuentra en casi todas las dems mquinas. Segn los estndares actuales, las primeras computadoras eran poco tolerantes. Los programadores tenan que traducir las instrucciones de manera directa a la forma de lenguaje de mquina que comprendan las computadoras. Por ejemplo, un programador que escribiera la instruccin "SUMAR 0814" para una de las primeras mquinas IBM hubiera escrito: 000100000000000000000000000010111000 Adems de recordar las docenas de cdigos numricos para los comandos del conjunto de instrucciones de la mquina, el programador tena que conocer las posiciones donde se almacenan los datos y las instrucciones. La codificacin inicial muchas veces requera meses, por lo que era costosa y era frecuente que originara errores. Revisar las instrucciones para localizar errores era casi tan tedioso como escribirlas por primera vez. Adems, si era necesario modificar un programa posteriormente, la tarea poda llevarse meses. 1.3. LENGUAJES ENSAMBLADORES A principios de la dcada de 1950, y con el fin de facilitar la labor de los programadores, se desarrollaron cdigos nemotcnicos para las operaciones y direcciones simblicas. La palabra nemotcnico se refiere a una ayuda para la memorizacin. Uno de los primeros pasos para mejorar el proceso de preparacin de programas fue sustituir los cdigos de operaciones numricos del lenguaje de mquina por smbolos alfabticos, que son los cdigos nemotcnicos. Todas las computadoras actuales tienen cdigos nemotcnicos aunque, naturalmente, los smbolos que se usan varan en las diferentes marcas y modelos. La computadora sigue utilizando el lenguaje de mquina para procesar los datos, pero los programas ensambladores traducen antes los smbolos de cdigo de operacin especificados a sus equivalentes en lenguaje de mquina. Este procedimiento prepar avances posteriores. Si la computadora era capaz de traducir smbolos convenientes en operaciones bsicas, por qu no hacer tambin que realizara otras funciones rutinarias de codificacin, como la asignacin de direcciones de almacenamiento a los datos? La tcnica de direccionamiento simblico permite expresar una direccin no en trminos de su localizacin numrica absoluta, sino en trminos de smbolos convenientes para el programador. Durante las primeras etapas del direccionamiento simblico, el programador asigna un nombre simblico y una direccin real a un dato. Por ejemplo, el programador podra asignar el valor total de mercanca adquirida durante un mes por un cliente de una tienda de departamentos a la direccin 0063, y darle el nombre simblico TOTAL. Se podra asignar el valor de la mercanca devuelta sin usar durante el mes a la direccin 2047 y drsele el nombre simblico CRDITO. As, durante el resto del programa, el programador se referir a los nombres simblicos, ms que a las direcciones, cuando fuera preciso procesar estos datos. Por ejemplo, se podra escribir la instruccin "S CRDITO TOTAL" para restar el valor de las mercancas devueltas del importa total de compras para obtener el importe de la factura mensual del cliente. A continuacin, el programa ensamblador traducira la instruccin simblica a esta cadena de bits:

    Ms adelante se hizo otra mejora. Se dej a la computadora la tarea de asignar y recordar las direcciones de las instrucciones. Lo nico que tena que hacer el programador era indicar a la computadora la direccin de la primera instruccin, y el programa ensamblador se encargaba de almacenar, de manera automtica, todas las dems en forma secuencial a partir de ese punto. As, si se agregaba ms tarde otra instruccin al programa, no era necesario modificar las direcciones de todas las instrucciones que seguan al punto de insercin (como tendra que hacerse en el caso de programas escritos en lenguaje de mquina). En vez de ello, el procesador ajustaba automticamente las localidades de memoria la prxima vez que se ejecutaba el programa. En la actualidad, los programadores no asignan nmeros de direccin reales a los datos simblicos, simplemente especifican dnde quieren que se coloque la primera localidad del programa, y el programa ensamblador se encarga de lo dems: asigna localidades tanto para las instrucciones como para los datos. Estos programas de ensamble, o ensamblador, tambin permite a la computadora convertir las instrucciones en lenguaje ensamblador del programador en su propio cdigo de mquina. Un programa de instrucciones escrito en lenguaje ensamblador por un programador se llama programa fuente. Despus de que el ensamblador convierte el programa fuente en cdigo de mquina a ste se le denomina programa objeto. Para los programadores es ms fcil escribir instrucciones en un lenguaje ensamblador que en cdigos de lenguajes de mquina, pero es posible que

    se requieran dos corridas de computadora antes de que se puedan utilizar las instrucciones del programa fuente para producir las salidas deseadas. Los lenguajes ensambladores tienen ventajas sobre los lenguajes de

    mquina. Ahorran tiempo y requieren menos atencin a detalles. Se incurren en menos errores y los que se cometen son ms fciles de localizar. Adems, los programas en lenguaje ensamblador son ms fciles de modificar que los programas en lenguaje de mquina. Pero existen limitaciones. La codificacin en lenguaje ensamblador es todava un proceso lento. Una desventaja importante de estos lenguajes es que tienen una orientacin a la mquina. Es decir, estn diseados para la marca y modelo especfico de procesador que se utiliza, y es probable que, para una mquina diferente, se tengan que volver a codificar los programas. 1.4. LENGUAJES DE ALTO NIVEL Los primeros programas ensambladores producan slo una instruccin en lenguaje de mquina por cada instruccin del programa fuente. Para agilizar la codificacin, se desarrollaron programas ensambladores que podan producir una cantidad variable de instrucciones en lenguaje de mquina por cada instruccin del programa fuente. Dicho de otra manera, una sola macroinstruccin poda producir varias lneas de cdigo en lenguaje de mquina. Por ejemplo, el programador podra escribir "LEER ARCHIVO", y el programa traductor producira una serie detallada de instrucciones al lenguaje de mquina previamente preparadas, con lo que se copiara un registro del archivo que estuviera leyendo el dispositivo de entrada a la memoria principal. As, el programador no se tena que ocupar de escribir una instruccin por cada operacin de mquina realizada. El desarrollo de las tcnicas nemotcnicas y las macroinstrucciones condujo, a su vez, al desarrollo de lenguajes de alto nivel que a menudo estn orientados hacia una clase determinada de problemas de proceso. Por ejemplo, se han diseado varios lenguajes para procesar problemas cientfico-matemtico, asimismo han aparecido otros lenguajes que hacen hincapi en las aplicaciones de proceso de archivos. A diferencia de los programas de ensamble, los programas en lenguaje de alto nivel se pueden utilizar con diferentes marcas de computadores sin tener que hacer modificaciones considerables. Esto permite reducir sustancialmente el costo de la reprogramacin cuando se adquiere equipo nuevo. Otras ventajas de los lenguajes de alto nivel son: Son ms fciles de aprender que los lenguajes ensambladores. Se pueden escribir ms rpidamente. Permiten tener mejor documentacin. Son ms fciles de mantener. Un programador que sepa escribir programas en uno de estos lenguajes no est limitado a utilizar un solo tipo de mquina. 2. LENGUAJES COMPILADOS Naturalmente, un programa que se escribe en un lenguaje de alto nivel tambin tiene que traducirse a un cdigo que pueda utilizar la mquina. Los programas traductores que pueden realizar esta operacin se llaman compiladores. stos, como los programas ensambladores avanzados, pueden generar muchas lneas de cdigo de mquina por cada proposicin del programa fuente. Se requiere una corrida de compilacin antes de procesar los datos de un problema. Los compiladores son aquellos cuya funcin es traducir un programa escrito en un determinado lenguaje a un idioma que la computadora entienda (lenguaje mquina con cdigo binario). Al usar un lenguaje compilado (como lo son los lenguajes del popular Visual Studio de Microsoft), el programa desarrollado nunca se ejecuta mientras haya errores, sino hasta que luego de haber compilado el programa, ya no aparecen errores en el cdigo. 3. LENGUAJES INTERPRETADOS Se puede tambin utilizar una alternativa diferente de los compiladores para traducir lenguajes de alto nivel. En vez de traducir el programa fuente y grabar en forma permanente el cdigo objeto que se produce durante la corrida de compilacin para utilizarlo en una corrida de produccin futura, el programador slo carga el programa fuente en la computadora junto con los datos que se van a procesar. A continuacin, un programa intrprete, almacenado en el sistema operativo del disco, o incluido de manera permanente dentro de la mquina, convierte cada proposicin del programa fuente en lenguaje de mquina conforme vaya siendo necesario durante el proceso de los datos. No se graba el cdigo objeto para utilizarlo posteriormente. La siguiente vez que se utilice una instruccin, se le debe interpretar otra vez y traducir a lenguaje mquina. Por ejemplo, durante el procesamiento

    repetitivo de los pasos de un ciclo, cada instruccin del ciclo tendr que volver a ser interpretado cada vez que se ejecute el ciclo, lo cual hace que el programa sea ms lento en tiempo de ejecucin (porque se va revisando el cdigo en tiempo de ejecucin) pero ms rpido en tiempo de diseo (porque no se tiene que estar compilando a cada momento el cdigo completo). El intrprete elimina la necesidad de realizar una corrida de compilacin despus de cada modificacin del programa cuando se quiere agregar funciones o corregir errores; pero es obvio que un programa objeto compilado con antelacin deber ejecutarse con mucha mayor rapidez que uno que se debe interpretar a cada paso durante una corrida de produccin. 4. LENGUAJES DE PROGRAMACIN DECLARATIVOS Se les conoce como lenguajes declarativos en ciencias computacionales a aquellos lenguajes de programacin en los cuales se le indica a la computadora qu es lo que se desea obtener o qu es lo que se esta buscando, por ejemplo: Obtener los nombres de todos los empleados que tengan ms de 32 aos. Eso se puede lograr con un lenguaje declarativo como SQL. La programacin declarativa es una forma de programacin que implica la descripcin de un problema dado en lugar de proveer una solucin para dicho problema, dejando la interpretacin de los pasos especficos para llegar a dicha solucin a un intrprete no especificado. La programacin declarativa adopta, por lo tanto, un enfoque diferente al de la programacin imperativa tradicional.

  • En otras palabras, la programacin declarativa provee el "qu", pero deja el "cmo" liberado a la implementacin particular del intrprete. Por lo tanto se puede ver que la programacin declarativa tiene dos fases bien diferenciadas,

    la declaracin y la interpretacin. Es importante sealar que a pesar de hacer referencia a intrprete, no hay que limitarse a "lenguajes interpretados" en el sentido habitual del trmino, sino que tambin se puede estar trabajando con "lenguajes compilados". 4.1. CARACTERSTICAS DE LOS LENGUAJES DE PROGRAMACIN DECLARATIVOS Los lenguajes declarativos estn orientados a buscar la solucin del problema, sin preocuparse por la forma de llegar a ello; es decir, el programador debe concentrarse en la lgica del algoritmo, ms que en el control de la secuencia. Los programas estn formados por un conjunto de definiciones o ecuaciones, las cuales describen lo que debe ser calculado, no en s la forma de hacerlo. Las variables slo pueden tener asignado un solo valor a lo largo de la ejecucin del programa, lo cual implica que no puede existir asignacin destructiva. Debido a esto, cobra especial importancia el uso del anidamiento y la recursividad. Las listas representan la estructura fundamental de datos. El orden de la ejecucin no resulta importante debido a que no existen efectos colaterales; es decir, que al calcular un valor, resulta imposible afectar el clculo de otros y con esto se puede afirmar que cualquier secuencia de ejecucin deber conducir al mismo resultado. Las expresiones o definiciones pueden ser usadas como valores y por lo tanto se pueden tratar como argumentos de otras definiciones. El control de la ejecucin no es responsabilidad del programador. 4.2. DESVENTAJAS DE LA PROGRAMACIN DECLARATIVA La principal desventaja de la programacin declarativa es que no puede resolver cualquier problema dado, sino que est restringida al subconjunto de problemas para los que el intrprete o compilador fue diseado. Otra desventaja de la programacin declarativa est relacionada con la eficiencia. Dado que es necesaria una fase de interpretacin extra, en la cual se deben evaluar todas las consecuencias de todas las declaraciones realizadas, el proceso es relativamente ms lento que en la programacin imperativa, en que los cambios de estado del sistema estn dados por instrucciones particulares y no por un conjunto de condiciones arbitrariamente grande. 4.3. VENTAJAS DE LA PROGRAMACIN DECLARATIVA A pesar de lo anterior existen algunas ventajas en el uso de la programacin declarativa. Entre las ventajas se destaca que la solucin de un problema se puede realizar con un nivel de abstraccin considerablemente alto, sin entrar en detalles de implementacin irrelevantes, lo que hace a las soluciones ms fcil de entender por las personas. La resolucin de problemas complejos es resuelta por el intrprete a partir de la declaracin de las condiciones dadas. La programacin declarativa es muy usada en la resolucin de problemas relacionados con inteligencia artificial, bases de datos, configuracin, y comunicacin entre procesos; sin embargo, ningn leguaje declarativo se aproxima en popularidad a los lenguajes imperativos. 4.4. EJEMPLOS DE LENGUAJES DECLARATIVOS Algunos lenguajes declarativos que se pueden mencionar son: PROLOG SQL HTML WSDL (Web Services Description Language) XML Stylesheet Language for Transformation 4.5. PROGRAMACIN LGICA La idea fundamental de la programacin lgica consiste en emplear la lgica como lenguaje de programacin. La lgica no es imperativa porque no sirve para indicar cmo resolver un problema (rdenes). La lgica es declarativa porque sirve para especificar qu problema resolver (condiciones). En la programacin lgica, se especifican las condiciones que satisfacen las soluciones, se deducen las soluciones a partir de las condiciones y el nfasis de todo est en qu problema resolver. El problema se describe especificando qu caracteriza a sus posibles soluciones. La programacin lgica, junto con la funcional, forma parte de lo que se conoce como programacin declarativa. En los lenguajes tradicionales, la programacin consiste en indicar cmo resolver un problema mediante sentencias; en la programacin lgica, se trabaja de forma descriptiva, estableciendo relaciones entre entidades, indicando no cmo, sino qu hacer.

    Se establece entonces que la idea esencial de la programacin lgica es: algoritmos = lgica + control. Es decir, un algoritmo se construye especificando conocimiento en un lenguaje formal (lgica de primer orden), y el problema se resuelve mediante un mecanismo de inferencia (control) que acta sobre aqul. Al hacer un recorrido por la programacin lgica, aparece como uno de sus lenguajes ms representativos, Prolog, que es un clsico de la inteligencia artificial y que se aplica de mltiples formas en el desarrollo de software comercial. 4.6. PROGRAMACIN FUNCIONAL La programacin funcional es un paradigma de programacin declarativa basado en la utilizacin de funciones matemticas. El objetivo de la programacin funcional es conseguir lenguajes expresivos y matemticamente elegantes, en los que no sea necesario bajar al nivel de la mquina para describir el proceso llevado a cabo por el programa. Los programas escritos en un lenguaje funcional estn constituidos nicamente por definiciones de funciones, entendiendo stas no como subprogramas clsicos de un lenguaje imperativo (pues la programacin funcional es declarativa), sino como funciones puramente matemticas, en las que se verifican ciertas propiedades como la transparencia referencial (el significado de una expresin depende nicamente del significado de sus subexpresiones), y por tanto, la carencia total de efectos laterales. Otras caractersticas propias de estos lenguajes son la no existencia de asignaciones de variables y la falta de construcciones estructuradas como la

    secuencia o la iteracin (lo que obliga en la prctica a que todas las repeticiones de instrucciones se lleven a cabo por medio de funciones recursivas).

    Existen dos grandes categoras de lenguajes funcionales: los funcionales puros y los hbridos. La diferencia entre ambos estriba en que los lenguajes funcionales hbridos son menos dogmticos que los puros, al permitir conceptos tomados de los lenguajes imperativos, como las secuencias de instrucciones o la asignacin de variables. En contraste, los lenguajes funcionales puros tienen una mayor potencia expresiva, conservando a la vez su transparencia referencial, algo que no se cumple siempre con un lenguaje hbrido. 4.7. PROGRAMACIN ORIENTADA A BASES DE DATOS Las bases de datos son programas que administran informacin y hacen ms ordenada la informacin, aparte de hacer la fcil de buscar y por supuesto de encontrar. Las caractersticas de las bases de datos pueden ser ventajosas o desventajosas: pueden ayudar a almacenar, organizar, recuperar, comunicar y manejar informacin en formas que seran imposibles sin las computadoras, pero tambin afecta de alguna manera ya que existen enormes cantidades de informacin en bases de datos de las que no se tiene control del acceso. Las bases de datos tienen muchos usos: facilitan el almacenamiento de grandes cantidades de informacin; permiten la recuperacin rpida y flexible de informacin, con ellas se puede organizar y reorganizar la informacin, as como imprimirla o distribuirla en formas diversas. Es claro que los lenguajes orientados a bases de datos son declarativos y no imperativos, pues el problema es "qu" se quiere hacer o "qu" se necesita buscar y encontrar en la base de datos, y no se enfatiza el "cmo". Una base de datos tambin se puede definir como un banco de datos o conjunto de datos que pertenecen al mismo contexto, almacenados sistemticamente para su posterior uso. En este sentido, una biblioteca puede considerarse una base de datos compuesta en su mayora por documentos y textos impresos en papel e indexados para su consulta. En la actualidad, y gracias al desarrollo tecnolgico de campos como la informtica y la electrnica, la mayora de las bases de datos tienen formato electrnico, que ofrece un amplio rango de soluciones al problema de almacenar datos. Los sistemas gestores de bases de datos (SGBD) permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rpida y estructurada. 4.7.1. TIPOS DE BASES DE DATOS Las bases de datos pueden clasificarse de varias maneras, de acuerdo al criterio elegido para su clasificacin, que puede ser segn la variabilidad de los datos almacenados o segn el contenido. 4.7.1.1 CLASIFICACIN DE BASES DE DATOS SEGN LA VARIABILIDAD DE LOS DATOS ALMACENADOS Esta clasificacin depende de cmo los datos cambian o varan dentro de la base de datos, o si se mantienen estticos sin sufrir modificaciones o cambios. Dentro de esta clasificacin se tiene lo siguiente: BASES DE DATOS ESTTICAS: stas son bases de datos de slo lectura, utilizadas primordialmente para almacenar datos histricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a travs del tiempo, realizar proyecciones y tomar decisiones. BASES DE DATOS DINMICAS: stas son bases de datos donde la informacin almacenada se modifica con el tiempo, permitiendo operaciones como actualizacin y adicin de datos, adems de las operaciones fundamentales de consulta. Un ejemplo de esto puede ser la base de datos utilizada en un sistema de informacin de una tienda de abarrotes, una farmacia, un videoclub, etc. 4.7.1.2. CLASIFICACIN DE BASES DE DATOS SEGN CONTENIDO Esta clasificacin basa su enfoque en el contenido o lo que almacena la base de datos, de esta manera: BASES DE DATOS BIBLIOGRFICAS: Solo contienen un "representante" de la fuente primaria, que permite localizarla. Un registro tpico de una base de datos bibliogrfica contiene informacin sobre el autor, fecha de publicacin, editorial, ttulo, edicin, de una determinada publicacin, etc. Puede contener un resumen o extracto de la publicacin original, pero nunca el texto completo, porque sino se estara en presencia de una base de datos a texto completo (o de fuentes primarias). Como su nombre lo indica, el contenido son cifras o nmeros. Por ejemplo, una coleccin de resultados de anlisis de laboratorio, entre otras. BASES DE DATOS DE TEXTO COMPLETO: Almacenan las fuentes

    primarias, como por ejemplo, todo el contenido de todas las ediciones de una coleccin de revistas cientficas. DIRECTORIOS: Un ejemplo son las guas telefnicas en formato electrnico. BANCO DE IMGENES, AUDIO, MULTIMEDIA, ETC. 4.7.2. MODELOS DE BASES DE DATOS Adems de la clasificacin por la funcin de las bases de datos, stas tambin se pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administracin de datos. Un modelo de datos es bsicamente una "descripcin" de algo conocido como contenedor de datos (algo en donde se guarda la informacin), as como de los mtodos para almacenar y recuperar informacin de esos contenedores. Los modelos de datos no son cosas fsicas: son abstracciones que permiten la implementacin de un sistema eficiente de base de datos; por lo general se refieren a algoritmos, y conceptos matemticos. Algunos modelos con frecuencia utilizados en las bases de datos son: BASES DE DATOS JERRQUICAS: stas son bases de datos que, como su nombre indica, almacenan su informacin en una estructura jerrquica. En este modelo los datos se organizan en una forma similar a un rbol (visto al revs), en donde un nodo padre de informacin puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres es llamado raz, y a los nodos que no tienen hijos se los conoce como hojas. Las bases de datos jerrquicas son especialmente tiles en el caso de aplicaciones que manejan un gran volumen de informacin y datos muy compartidos permitiendo crear estructuras estables y

  • de gran rendimiento. Una de las principales limitaciones de este modelo es su incapacidad de representar eficientemente la redundancia de datos. BASES DE DATOS DE RED: ste es un modelo ligeramente distinto del

    jerrquico; su diferencia fundamental es la modificacin del concepto de nodo: se permite que un mismo nodo tenga varios padres (posibilidad no permitida en el modelo jerrquico). Fue una gran mejora con respecto al modelo jerrquico, ya que ofreca una solucin eficiente al problema de redundancia de datos; pero, aun as, la dificultad que significa administrar la informacin en una base de datos de red ha significado que sea un modelo utilizado en su mayora por programadores ms que por usuarios finales. BASES DE DATOS RELACIONAL: ste es el modelo ms utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinmicamente. Tras ser postulados sus fundamentos en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San Jos (California), no tard en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos. Su idea fundamental es el uso de "relaciones". Estas relaciones podran considerarse en forma lgica como conjuntos de datos llamados "tuplas". Pese a que sta es la teora de las bases de datos relacionales creadas por Edgar Frank Codd, la mayora de las veces se conceptualiza de una manera ms fcil de imaginar. Esto es pensando en cada relacin como si fuese una tabla que est compuesta por registros (las filas de una tabla), que representaran las tuplas, y campos (las columnas de una tabla). En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerrquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es ms fcil de entender y de utilizar para un usuario espordico de la base de datos. La informacin puede ser recuperada o almacenada mediante "consultas" que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la informacin. El lenguaje ms habitual para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language o Lenguaje Estructurado de Consultas, un estndar implementado por los principales motores o sistemas de gestin de bases de datos relacionales. Durante su diseo, una base de datos relacional pasa por un proceso al que se le conoce como normalizacin (reglas fundamentales para el buen funcionamiento de una base de datos relacional) de una base de datos. Durante los aos '80 (1980-1989) la aparicin de dBASE produjo una revolucin en los lenguajes de programacin y sistemas de administracin de datos. Aunque nunca debe olvidarse que dBase no utilizaba SQL como lenguaje base para su gestin. La normalizacin de una base de datos relacional consiste en las siguientes reglas: Primera Forma Normal (1FN): se eliminan los grupos repetitivos. Los atributos han de ser atmicos. Grficamente las celdas de la tabla contienen solo un valor, en cada uno de los atributos slo se puede incluir un dato, aunque sea compuesto, pero no se puede incluir una lista de datos. Se trata de que cada atributo guarde la menor cantidad de informacin posible. Para eliminar los grupos repetitivos se pone cada uno de ellos en una tabla aparte, esa nueva tabla hereda la clave primaria de la relacin en la que se encontraban, se crea una clave fornea para la nueva tabla. Segunda Forma Normal (2FN): dependencia completa. Est en 2FN si est en 1FN y si sus atributos no principales dependen de forma completa de la clave principal. Toda relacin que tenga como clave slo un atributo est en 2FN. Tercera Forma Normal (3FN): dependencia transitiva. Est en segunda forma normal y todo atributo no primo es implicado por la clave primaria en una secuencia no transitiva. Forma Normal de Boyce-Codd: una tabla est en FNBC, s y slo s las nicas dependencias funcionales elementales son aquellas en las que la Clave primaria determina un atributo. Cuarta Forma Normal (4FN): est en forma normal de Boyce-Codd y se eliminan las dependencias multivaluadas y se generan todas las relaciones externas con otras tablas u otras bases de datos. Quinta Forma Normal (5FN): est en cuarta forma normal y toda dependencia-join viene implicada por claves candidatas. BASES DE DATOS ORIENTADAS A OBJETOS: este modelo, bastante reciente, y propio de los modelos informticos orientados a objetos, trata de almacenar en la base de datos los objetos completos (estado y comportamiento). Una base de datos orientada a objetos es una base de datos que incorpora todos los conceptos importantes del paradigma de objetos: encapsulacin (propiedad que permite ocultar la informacin al resto de los objetos, impidiendo as accesos incorrectos o conflictos), herencia (propiedad a travs de la cual los objetos heredan comportamiento dentro de una jerarqua de clases y polimorfismo (propiedad de una operacin mediante la cual puede ser aplicada a distintos tipos de objetos. En bases de datos

    orientadas a objetos, los usuarios pueden definir operaciones sobre los datos como parte de la definicin de la base de datos. BASES DE DATOS DOCUMENTALES: permiten la indexacin a texto completo, y en lneas generales realizar bsquedas ms potentes. BASE DE DATOS DEDUCTIVAS: un sistema de base de datos deductivas, es un sistema de base de datos pero con la diferencia de que permite hacer deducciones a travs de inferencias. Se basa principalmente en reglas y hechos que son almacenados en la base de datos. Tambin las bases de datos deductivas son llamadas base de datos lgica, a raz de que se basan en lgica matemtica. 5. LENGUAJES DE PROGRAMACIN IMPERATIVOS En ciencias de la computacin se llama lenguajes imperativos a aquellos en los cuales se le ordena a la computadora cmo realizar una tarea siguiendo una serie de pasos o instrucciones, por ejemplo: Paso 1, solicitar nmero. Paso 2, multiplicar nmero por dos. Paso 3, imprimir resultado de la operacin. Paso 4, etc, El proceso anterior se puede realizar con un lenguaje imperativo como por ejemplo BASIC, C, C++, Java, Clipper, Dbase, C#, PHP, Perl, etc. Dentro de la programacin imperativa, se tiene un conjunto de instrucciones que le indican al computador cmo realizar una tarea.

    Los lenguajes imperativos se basan en comandos u rdenes que se le dan a la computadora para que haga algo, con el fin de organizar o cambiar valores en ciertas partes de la memoria.

    La ejecucin de estos comandos se realiza, en la mayor parte de ellos, secuencialmente, es decir, hasta que un comando no ha sido ejecutado no se lee el siguiente. Segn el dominio, o mejor dicho con el propsito que se utiliza el programa, se puede hablar de lenguajes de dominio especfico y de dominio general. 5.1. LENGUAJES IMPERATIVOS PROCEDURALES En los lenguajes tradicionales o procedurales, es la aplicacin quien controla qu porciones de cdigo se ejecuta, y la secuencia en que este se ejecuta. La ejecucin de la aplicacin se inicia con la primera lnea de cdigo, y sigue una ruta predefinida a travs de la aplicacin, llamando procedimientos segn sea necesario. Los lenguajes procedurales estn fundamentados en la utilizacin de variables para almacenar valores y en la realizacin de operaciones con los datos almacenados. Algunos ejemplos son: FORTRAN, PASCAL, C, ADA, ALGOL, En este tipo de lenguajes, la arquitectura consta de una secuencia de celdas, llamadas memoria, en las cuales se pueden guardar en forma codificada, lo mismo datos que instrucciones; y de un procesador, el cual es capaz de ejecutar de manera secuencial una serie de operaciones, principalmente aritmticas y booleanas, llamadas comandos. En general, un lenguaje procedural ofrece al programador conceptos que se traducen de forma natural al modelo de la mquina. El programador tiene que traducir la solucin abstracta del problema a trminos muy primitivos, cercanos a la mquina. Con un lenguaje procedural el usuario (normalmente ser un programador) especifica qu datos se necesitan y cmo obtenerlos. Esto quiere decir que el usuario debe especificar todas las operaciones de acceso a datos llamando a los procedimientos necesarios para obtener la informacin requerida. Estos lenguajes acceden a un registro, lo procesan y basndose en los resultados obtenidos, acceden a otro registro, que tambin deben procesar. As se va accediendo a registros y se van procesando hasta que se obtienen los datos deseados. Las sentencias de un lenguaje procedural deben estar embebidas en un lenguaje de alto nivel, ya que se necesitan sus estructuras (bucles, condicionales, etc.) para obtener y procesar cada registro individual. 5.2. ALGUNOS LENGUAJES IMPERATIVOS Algunos lenguajes de programacin imperativos que se pueden mencionar son: BASIC C C++ Java C# PHP Perl 6. DIFERENCIA ENTRE LENGUAJES DECLARATIVOS E IMPERATIVOS En los lenguajes declarativos las sentencias que se utilizan lo que hacen es describir el problema que se quiere solucionar, pero no las instrucciones necesarias para solucionarlo. Esto ltimo se realizar mediante mecanismos internos de inferencia de informacin a partir de la descripcin realizada. Los lenguajes imperativos describen paso a paso un conjunto de instrucciones que deben ejecutarse para variar el estado un programa y hallar la solucin, es decir, un algoritmo en el que se describen los pasos necesarios para solucionar un problema. 7. LENGUAJES DE PROGRAMACIN ORIENTADOS A OBJETOS En la Programacin Orientada a Objetos (POO u OOP segn siglas en ingls) se definen los programas en trminos de "clases de objetos", objetos que son entidades que combinan estado (es decir, datos) comportamiento (esto es, procedimientos o mtodos) e identidad (propiedad del objeto que lo diferencia del resto). La programacin orientada a objetos expresa un programa como un conjunto de estos objetos, que colaboran entre ellos para realizar tareas. Esto permite hacer los programas mdulos ms fciles de escribir, mantener y reutilizar. De esta forma, un objeto contiene toda la informacin, (los denominados atributos) que permite definirlo e identificarlo frente a otros objetos pertenecientes a otras clases (e incluso entre objetos de la misma clase, al poder tener valores bien diferenciados en sus atributos). A su vez, dispone de mecanismos de interaccin (los llamados mtodos) que favorecen la comunicacin entre objetos (de una misma clase o de distintas), y en consecuencia, el cambio de estado en los propios objetos. Esta caracterstica

    lleva a tratarlos como unidades indivisibles, en las que no se separan (ni deben separarse) informacin (datos) y procesamiento (mtodos). Dada esta propiedad de conjunto de una clase de objetos, que al contar con una serie de atributos definitorios, requiere de unos mtodos para poder tratarlos (lo que hace que ambos conceptos estn ntimamente entrelazados), el programador debe pensar indistintamente en ambos trminos, ya que no debe nunca separar o dar mayor importancia a los atributos a favor de los mtodos, ni viceversa. Hacerlo puede llevar al programador a seguir el hbito errneo de crear clases contenedoras de informacin por un lado y clases con mtodos que manejen esa informacin por otro (llegando a una programacin estructurada camuflada en un lenguaje de programacin orientada a objetos). Esto difiere de los lenguajes imperativos tradicionales, en los que los datos y los procedimientos estn separados y sin relacin, ya que lo nico que se busca es el procesamiento de unos datos y los procedimientos estn separados y sin relacin, ya que lo nico que se busca es el procesamiento de unos datos de entrada para obtener otros de salida. La programacin estructurada anima al programador a pensar sobre todo en trminos de procedimientos o funciones, y en segundo lugar en las estructuras de datos que esos procedimientos manejan. Los programadores de lenguajes imperativos escriben funciones y despus les pasan los datos. Los programadores que emplean lenguajes orientados a objetos definen objetos con datos y mtodos y despus envan mensajes a los objetos diciendo que realicen esos mtodos por s mismos.

  • Un objeto se puede definir como un grupo de procedimientos que comparten un estado. Se define al conjunto de datos como "estado", y "mtodos" como el conjunto de procedimientos que pueden alterar ese estado. Un programa

    orientado a objetos es un mtodo de implementacin en el que los programas estn organizados como colecciones de objetos, donde cada uno es una instancia de alguna clase, y donde todas las clases son miembros de una jerarqua de clases conectadas por relaciones de herencia. Este tipo de lenguajes son muy recientes en comparacin a los primeros lenguajes de programacin que aparecieron. 7.1. CONCEPTOS BSICOS DE LA PROGRAMACIN ORIENTADA A OBJETOS La programacin orientada a objetos es una nueva forma de programar que trata de encontrar la solucin a problemas de una forma que ofrece muchas ventajas y facilidades que no se tenan anteriormente. Introduce nuevos conceptos, que superan y amplan conceptos antiguos ya conocidos. Entro ellos destacan los siguientes: OBJETO: entidad provista de un conjunto de propiedades o atributos (datos) y de comportamiento o funcionalidad ("mtodos"). Corresponden a los objetos reales del mundo que nos rodea, o a objetos internos del sistema (del programa). CLASE: definiciones de las propiedades y comportamiento de un tipo de objeto concreto. La instanciacin es la lectura de estas definiciones y la creacin de un objeto a partir de ellas. Una clase es una coleccin de objetos similares o la implementacin, declaracin o definicin de un tipo de objeto. Cada vez que se construye un objeto de una clase se crea una instancia de esa clase. Por ejemplo en Visual Basic, se tiene la clase Form, y se pueden crear instancias de esa clase al tener Form1, Form2, etc. As se est creando una instancia de la clase Form. MTODO: algoritmo asociado a un objeto (o a una clase de objetos), cuya ejecucin se desencadena tras la recepcin de un "mensaje". Desde el punto de vista del comportamiento, es lo que el objeto puede hacer. Un mtodo puede producir un cambio en lar propiedades del objeto, o la generacin de un "evento" con un nuevo mensaje para otro objeto del sistema. EVENTO: un suceso en el sistema (tal como una interaccin del usuario con la mquina, o un mensaje enviado por un objeto). El sistema maneja el evento enviando el mensaje adecuado al objeto pertinente. MENSAJE: una comunicacin dirigida a un objeto, que le ordena que ejecute uno de sus mtodos con ciertos parmetros asociados al evento que lo gener. PROPIEDAD O ATRIBUTO: contenedor de un tipo de datos asociados a un objeto (o a una clase de objetos), que hace los datos visibles desde fuera del objeto, y cuyo valor puede ser alterado por la ejecucin de algn mtodo. ESTADO INTERNO: es una propiedad invisible de los objetos, que puede ser nicamente accedida y alterada por un mtodo del objeto, y que se utiliza para indicar distintas situaciones posibles para el objeto (o clase de objetos). En comparacin con un lenguaje imperativo, una "variable no es ms que un contenedor interno del atributo del objeto o de un estado interno, as como la "funcin" es un procedimiento interno del mtodo del objeto. 7.2. CARACTERSTICAS DE LA PROGRAMACIN ORIENTADA A OBJETOS Las caractersticas ms importantes de la programacin orientada a objetos son las siguientes: ABSTRACCIN: Cada objeto en el sistema sirve como modelo de un "agente" abstracto que puede realizar trabajo, informar y cambiar su estado, y "comunicarse" con otros objetos en el sistema sin revelar cmo se implementan estas caractersticas. Los procesos, las funciones o los mtodos pueden tambin ser abstrados y cuando lo estn, una variedad de tcnicas son requeridas para ampliar una abstraccin. ENCAPSULAMIENTO: tambin llamado "ocultacin de la informacin". Cada objeto est aislado del exterior, es un mdulo natural, y cada tipo de objeto expone una interfaz a otros objetos que especfica cmo pueden interactuar con los objetos de la clase. El aislamiento protege a las propiedades de un objeto contra su modificacin por quien no tenga derecho a acceder a ellas, solamente los propios mtodos internos del objeto pueden acceder a su estado. Esto asegura que otros objetos no pueden cambiar el estado interno de un objeto de maneras inesperadas, eliminando efectos secundarios e interacciones inesperadas. Algunos lenguajes relajan esto, permitiendo un acceso directo a los datos internos del objeto de una manera controlada y limitando el grado de abstraccin. La aplicacin entera se reduce a un agregado o rompecabezas de objetos. Esta caracterstica o propiedad permite por tanto ejecutar la informacin al resto de los objetos, impidiendo as

    accesos incorrectos o conflictos. POLIMORFISMO: comportamientos diferentes, asociados a objetos distintos, pueden compartir el mismo nombre, al llamarlos por ese nombre se utilizar el comportamiento correspondiente al objeto que se est usando. O dicho de otro modo, las referencias y las colecciones de objetos pueden contener objetos de diferentes tipos, y la invocacin de un comportamiento en una referencia producir el comportamiento correcto para el tipo real del objeto referenciado. Por ejemplo en Visual Basic, el polimorfismo se da al tener diferentes tipos de objetos (Form, Label, etc.) HERENCIA: las clases no estn aisladas, sino que se relacionan entre s, formando una jerarqua de clasificacin. Los objetos heredan las propiedades y el comportamiento de todas las clases a las que pertenecen. La herencia organiza y facilita el polimorfismo y el encapsulamiento permitiendo a los objetos ser definidos y creados como tipos especializados de objetos preexistentes. Estos pueden compartir (y extender) su comportamiento sin tener que reimplementar su comportamiento. Esto suele hacerse habitualmente agrupando los objetos en clases y estas en rboles o enrejados que reflejan un comportamiento comn. Cuando un objeto pertenece a ms de una clase se dice que hay herencia mltiple; esta caracterstica no est soportada por algunos lenguajes (como Java). Con esta propiedad, los objetos heredan comportamientos dentro de una jerarqua de clases. 7.3. PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE LA PROGRAMACIN IMPERATIVA Y LA PROGRAMACIN ORIENTADA A OBJETOS

    La programacin orientada a objetos es ms moderna, es una evolucin de la programacin imperativa plasmada en el diseo de una familia de lenguajes conceptos que existan previamente, con algunos nuevos.

    La programacin orientada a objetos se basa en lenguajes que soportan sintctica y semnticamente la unin entre los tipos abstractos de datos y sus operaciones (a esta unin se la suele llamar clase). La programacin orientada a objetos incorpora en su entorno de ejecucin mecanismos tales como el polimorfismo y el envo de mensajes entre objetos. 7.4. ALGUNOS LENGUAJES ORIENTADOS A OBJETOS Entre los lenguajes orientados a objetos ms importantes que se pueden mencionar, aparecen los siguientes: Ada C++ C# VB.NET Clarion Delphi Eiffel Jave Lexico (en castellano) Objective-C Ocaml Oz PHP PowerBuilder Pitn Ruby Smalltalk CONCLUSIN Los lenguajes de programacin no son simplemente un detalle ms del amplio mundo de la informtica, y por lo tanto deben ser vistos como el fundamento y la base del desarrollo y avance de la computacin. Estudiar los conceptos bsicos, clasificacin, diferencias, propiedades y funcionamiento de los lenguajes de programacin es elemental para cualquier estudiante o profesional dedicado a la computacin, pues de esa manera se logra tener una perspectiva global y mucho ms amplia que tendr mucho peso al estar bien documentados y al conocer qu son, cmo se clasifican y de qu manera trabajan los lenguajes de programacin. Luego del desarrollo de esta investigacin resulta fcil comprender los tipos y la clasificacin que se les da a los lenguajes de programacin en base a sus funcionalidades y caractersticas. Este estudio tambin permite desarrollar un sentido crtico de los lenguajes de programacin, de forma que el programador no seleccione ni emita un juicio respecto a determinado lenguaje basado simplemente en su limitado conocimiento ni basado en la popularidad de la que goza cierto lenguaje, sino que el programador est capacitado para dar razones contundentes y certeras del por qu un lenguaje es mejor que otro para determinada tarea, qu ven