Lenguajes de programación: Características

IES Gran Capitán. C/. Arcos de la Frontera, S/N. 14014 – Córdoba.

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IES Gran Capitán

Módulo: Entornos de Desarrollo Ciclo Formativo de Grado Superior “Desarrollo de Aplicaciones Web”

Lenguajes de Programación: Características

Fecha entrega: 10-10-2016

Autores: Guillermo Boquizo Sánchez

Alberto Jiménez Soto

Lenguajes de programación: características 2


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1 INTRODUCCIÓN

Los avances de las nuevas tecnologías conllevan cada día más a depender de conocer qué es la

programación, qué debo conocer y cómo se aplica, si deseamos facilitar tanto la comprensión

de la enorme evolución tecnológica que se está desarrollando como qué repercusiones puede

tener este hecho en el acceso al mercado laboral hoy día. Por ello, en primer lugar, cabría

preguntarse ¿Qué lenguaje de programación escoger?

Como sabemos, existen muchos lenguajes de programación. Una de las decisiones más difíciles

que un programador o un informático debe llevar a cabo, es elegir los lenguajes de

programación que debe estudiar a fondo.

Es una elección difícil, porque los lenguajes tienen objetivos muy diferentes, y aquellos que se

dominen a la perfección definirán tu futuro laboral.

Desde 1954 hasta la actualidad se han documentado más de 2.500 lenguajes de programación.

Entre 1952 y 1972, la primera época de los lenguajes de programación, se desarrollaron

alrededor de 200 lenguajes, de los que una decena fueron realmente significativos y tuvieron

influencia en el desarrollo de lenguajes posteriores

Figura 1: Diagrama que presenta algunos Lenguajes de Programación, obtenida en http://rigaux.org/language-

study/diagram.html

http://rigaux.org/language-study/diagram.html

http://rigaux.org/language-study/diagram.html

http://rigaux.org/language-study/diagram.png




Figura 2: Línea de tiempo desarrollada por Éric Lévénez de algunos lenguajes de programación. Obtenida en https://www.levenez.com/lang/

Dada la extensión en su número podemos advertir de inicio que no hay mejor o peor lenguaje

para aprender, su demanda o la moda concreta puede dirigir mucho qué tipo de lenguaje se

utiliza en determinado ámbito. Hay lenguajes muy populares que mueren pronto, y otros

menos glamurosos que llevan con nosotros 30 años, como ocurre con C o C++.

Otro indicativo que podría seguirse a la hora de escoger un lenguaje de programación es la

lista de lenguajes de programación más populares, que elabora dos veces a año Redmonk, vía

Fossbytes. Esta lista proviene de la actividad de uso de GitHub y StackOverFlow, así que es

bastante fiable. Los lenguajes más populares tienen una gran demanda, y por tanto será más

sencillo encontrar trabajo si los dominas.

Los analistas de RedMonk realizan periódicamente un análisis de los lenguajes de

programación más utilizados del mundo. Los datos se obtienen desde GitHub y Stack Overflow.

El ranking es el siguiente, a junio de 2016:

JavaScript

Java

PHP

Python

C#

C++

Ruby

CSS

C

Objective-C

Shell

R

Perl

Scala

Go

Haskell

Swift

Matlab

Visual Basic

Clojure

Groovy

https://www.levenez.com/lang/

https://www.levenez.com/lang/redirect_lang_a4_pdf.html




De manera similar el índice Tiobe también se basa en la popularidad de un lenguaje de

programación para un período concreto, basándose en los datos obtenidos de los motores de

búsqueda, cursos o sitios importantes como Google, Wikipedia o YouTube.

No obstante, atender al criterio de popularidad no parece definir de manera oportuna de

aproximarnos a la hora de elegir un lenguaje de programación concreto.

Figura 3: Torre de Babel portada de Programming Languages: History and Fundamentals, de J. E. Sauel, 1969, Prentice Hall, consultada en http://www.dccia.ua.es/dccia/inf/asignaturas/LPP/2008-2009/tema-01.html

En atención a todo esto, cabría realizar la siguiente reflexión: ¿Qué lenguaje de programación

escoger? ¿Son todos igual de válidos para la función que queremos desempeñar? ¿Presentan

los lenguajes de programación características compartidas? ¿Qué define qué es lenguaje de

programación y qué no?

El objetivo principal de este trabajo es tratar de responder a estas y otras preguntas,

señalando las características fundamentales que definen qué habrá de ser un lenguaje de

programación.

http://www.tiobe.com/

http://www.dccia.ua.es/dccia/inf/asignaturas/LPP/2008-2009/tema-01.html

http://www.dccia.ua.es/dccia/inf/asignaturas/LPP/2008-2009/tema-01.html




2 LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN: CARACTERÍSTICAS

2.1 ¿Qué es un lenguaje de programación?

Definición y desarrollo histórico de los lenguajes de programación

Un lenguaje de programación es un lenguaje formal diseñado para expresar procesos que

pueden ser llevados a cabo por máquinas como las computadoras. Está formado por un

conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el

significado de sus elementos y expresiones.

Hay muchísimos lenguajes de programación, con muy diferentes características, inventados

para facilitar el abordaje de distintos problemas, el mantenimiento del software, su

reutilización, mejorar la productividad, etc.

Al principio, los lenguajes se diseñaban únicamente para poder ejecutar los programas

eficientemente. Los ordenadores eran el recurso crítico, y los programadores eran bastante

baratos. Un lenguaje de alto nivel tenía que ser competitivo con la ejecución de un código en

ensamblador.

Al comienzo del desarrollo de la informática, en torno a los años 40, con los primeros

ordenadores, sólo existía el código máquina. No existían los lenguajes de programación de alto

nivel, a lo sumo se trabajaba en lenguaje ensamblador

A partir de los años 50, dada la necesidad de un lenguaje independiente de la máquina

surgieron los primeros lenguajes de programación de alto nivel.

FORTRAN fue el primer lenguaje de programación de alto nivel. Desarrollado por un equipo de

IBM dirigido por John Backus en 1956

A mediados de los años 60, una vez diseñados FORTRAN, COBOL, LISP y ALGOL, la

programación comenzó a cambiar.

Las máquinas eran menos costosas, el coste de la programación estaba aumentando, aparecía

la necesidad de mover o migrar los programas de unas estaciones a otras, y surgía la necesidad

de llevar un buen mantenimiento de los programas resultantes.




El objetivo de un lenguaje de alto nivel se desarrolló con la finalidad de no sólo en ejecutar los

programas eficientemente, sino también en facilitar el desarrollo de programas para resolver

problemas en determinadas áreas de aplicación.

Entre 1960 y 1970 los lenguajes se centraron en resolver problemas específicos de un dominio.

En definitiva, determinados aspectos van a provocar la evolución de los lenguajes de

programación y definir sus características, como por ejemplos:

•Recursos y tipos de ordenadores: La evolución de los ordenadores desde los años 50, junto

con los modernos sistemas operativos, han influenciado las características de los lenguajes de

alto nivel.

•Aplicaciones y necesidades de los usuarios: el uso de los ordenadores se ha extendido

rápidamente desde las aplicaciones militares, científicas y de negocios a los juegos, los

ordenadores personales, internet y cualquier aplicación cotidiana

•Nuevos métodos de programación: el diseño de los lenguajes tiene que reflejar los buenos

métodos para implementar programas grandes y complejos.

Estudios teóricos: Gracias a la investigación durante más de 50 años en el diseño e

implementación de lenguajes, se conocen los puntos fuertes y débiles de las características de

los mismos, por lo que influye en el diseño de los nuevos lenguajes.

•Estandarización: cada vez más existe la necesidad de que los programas sean portables de

unos sistemas a otros.

En definitiva, los lenguajes de programación indican al ordenador las acciones que ha de

realizar para resolver un determinado problema. Se componen de órdenes (denominadas

específicamente instrucciones) que comunican al ordenador lo que tiene que hacer. El

conjunto de dichas instrucciones forma lo que conocemos como programa informático.

Existe la creencia errónea, generalizada y profana de que un ordenador tiene una inteligencia

superior a la del hombre.

Esta idea debe ser totalmente descartada. Un ordenador es un artilugio ideado y construido

por el hombre, y por tanto no superior a él, que sólo es capaz de ejecutar un pequeño

conjunto de instrucciones muy simples, como operaciones aritméticas, comparaciones,

movimientos de información de un lugar a otro, etc.




Además, dichas instrucciones sólo las ejecuta en el momento en el que se le ordena y en la

forma en que se le indique. Es decir, un ordenador es incapaz de tomar decisión alguna por su

cuenta, sin que se le haya especificado previamente.

Se podría afirmar que es una máquina a nuestro servicio, que nos obedece ciegamente, pero

sin la más mínima inteligencia propia.

Eso sí, su velocidad de operación es muy superior a la humana, nunca acusa cansancio y tiene

muchas menos probabilidades de cometer un error.

La utilidad de un ordenador es pues la rapidez y la exactitud en la resolución de problemas,

bajo una programación adecuada. Para realizar correctamente esta programación, además de

un lenguaje de programación, será necesario seguir una serie de métodos que favorecen la

calidad del programa obtenido

A la hora de definir qué sea un lenguaje de programación, podemos encontrar varias

aproximaciones.

Según la Encyclopedia of Computer Science (Encyclopedia of Computer Science, RALSTON, A., REILLY, E.D., HEMMENDINGE, D., 4th Edition, Wiley, 2000):

“Un lenguaje de programación es un conjunto de caracteres, reglas de combinación de éstos, y reglas que especifican sus efectos cuando son ejecutados por un computador, que debe poseer las siguientes cuatro características:

1. No requiere conocimiento del código máquina por parte del usuario 2. Es independiente de la máquina 3. Se traduce a código máquina 4. Emplea una notación más cercana al problema específico se quiera resolver que el código máquina”

Para Abelson y Sussman, en “Structure and Interpretation of Computer Programs” (ABELSON, H., JAY SUSSMAN, G., SUSSMAN, J. MIT Press ,Cambridge, Massachusetts, 1996)

"Los procesos computacionales son abstracciones que se producen en los ordenadores. En su

desarrollo, manipulan otras abstracciones denominadas datos. El desarrollo de estos procesos

está dirigido por un patrón de reglas llamado programa […] Los programas que usamos para

evocar procesos son como los conjuros de un hechicero. Están cuidadosamente compuestos por

expresiones simbólicas en arcanos y esotéricos lenguajes de programación que prescriben las

tareas que queremos que realicen nuestros procesos."

https://en.wikipedia.org/wiki/MIT_Press




Además:

“Un lenguaje de programación potente es algo más que un medio para instruir a un ordenador

para realizar tareas. El lenguaje también sirve como un marco dentro del cual organizamos

nuestras ideas acerca de los procesos. Por lo tanto, cuando describimos un lenguaje, debemos

prestar especial atención a los medios que la lengua ofrece para la combinación de ideas

simples para formar ideas más complejas”

Estas tres definiciones nos son útiles para ir acotando y definiendo las características comunes

a todo lenguaje de programación, entendiendo eso sí que dichas definiciones describen mucho

mejor los lenguajes a partir del alto nivel.

Así, por todo lo expuesto, para Abelson y Sussman, todos los lenguajes de programación

permiten combinar ideas simples en ideas más complejas mediante los siguientes tres

mecanismos:

•Expresiones primitivas: Representan las entidades más simples del lenguaje

•Mecanismos de combinación: Con los que se construyen elementos compuestos a partir de

elementos más simples

•Mecanismos de abstracción: Con los que dar nombre a los elementos compuestos y

manipularlos como unidades

2.2 ¿Existen lenguajes en informática que no sean lenguajes de programación?

Existe un error común que trata como 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 de páginas web que no es

propiamente un lenguaje de programación, sino un conjunto de instrucciones que permiten

diseñar el contenido de los documentos).

Estos elementos, muy usados por los informáticos, tienen algunas de las características de los

lenguajes de programación, pero no lo son. Por ejemplo, en el caso de XML:

Los lenguajes XML, uno de los estándares más usados por las aplicaciones informáticas para

compartir datos, son lenguajes escritos con una sintaxis perfectamente definida.




Por ejemplo, el siguiente texto en un lenguaje XML para definir una lista de personas:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!DOCTYPE people_list SYSTEM "example.dtd">

<people_list>

<person>

<name>Fred Bloggs</name>

<birthdate>27/11/2008</birthdate>

<gender>Male</gender>

</person>

<person>

<name>Mary Baggins</name>

<birthdate>12/07/1942</birthdate>

<gender>Female</gender>

</person>

</people_list>

Sin embargo, le falta una característica fundamental para poder ser considerado un lenguaje

de programación: no define un comportamiento, no tiene una semántica asociada. El trozo de

código anterior no puede ser ejecutado tal cuál en un ordenador, sino que únicamente define

un conjunto de datos.

2.3 Abstracción

El concepto de abstracción es fundamental en informática. Para modelar un dominio (sistema

de información de una universidad, sistema de sensores de una planta química, etc.) es

necesario definir distintas abstracciones que nos permitan tratar sus elementos.

Una abstracción agrupa un conjunto de elementos (datos y procedimientos) y le da un nombre

También existen abstracciones que nos permiten tratar con dispositivos y ordenadores

externos

Uno de los trabajos principales de un informático es la construcción de abstracciones que

permitan ahorrar tiempo y esfuerzo a la hora de tratar con la complejidad del mundo real, así

pues:

•Los lenguajes de programación proporcionan herramientas que sirven para construir

abstracciones.

•Abstracciones: Tratan la complejidad del mundo real

•Existen abstracciones propias de la computación: listas, árboles, grafos, tablas hash...




2.4 Lenguajes de programación: Características en función del nivel de abstracción.

Podemos considerar cinco niveles distintos:

1. Lenguajes declarativos

2. Lenguajes de cuarta generación

3. Lenguajes de alto nivel

4. Lenguajes ensambladores

5. Lenguajes máquina

Cuanto más bajo sea el nivel del lenguaje más cerca estará de las características de un tipo de

máquina concreta, y más alejado de ser comprendido por un ser humano ordinario. Así,

tenemos en cada uno de los niveles un tipo definido de lenguaje de programación con sus

propios rasgos, inherentes a todos los de la subdivisión:

1. Lenguajes máquina

Son totalmente dependientes de la máquina, y en concreto de la CPU. Cada tipo de CPU tiene

su propio lenguaje máquina. Es necesario un conocimiento profundo de la arquitectura de la

CPU para realizar un programa en este lenguaje. Es el lenguaje nativo del microprocesador. Lo

componen instrucciones generalmente sencillas, que se identifican por códigos numéricos.

2. Lenguajes ensambladores

Un lenguaje ensamblador es simplemente una representación simbólica del lenguaje máquina

asociado, lo cual permite una programación menos tediosa que en el lenguaje máquina. Las

instrucciones se identifican por símbolos en lugar de códigos numéricos. Generalmente hay

una correspondencia 1 a 1 entre las sentencias en lenguaje ensamblador y sus equivalentes en

lenguaje máquina, por lo que un lenguaje ensamblador también es muy dependiente.

3. Lenguajes de alto nivel

Son los más utilizados para realizar programas. Permiten expresar cómo se resuelve un

problema con un nivel y estilo de escritura fácilmente legible y comprensible por otros

programadores. Son “independientes de la máquina”, en el sentido de que un programa

realizado con un lenguaje de alto nivel puede funcionar sobre máquinas (CPUs) muy distintas

sin necesidad de modificarlo, característica denominada “portabilidad”.




Cada instrucción de un lenguaje de alto nivel habrá de convertirse a instrucciones en lenguaje

máquina que son las que la CPU podrá entender y ejecutar: una instrucción de un lenguaje de

alto nivel puede transformarse en decenas de instrucciones en lenguaje máquina.

4. Lenguajes de cuarta generación

Son lenguajes en los que apenas hay código y en su lugar aparecen indicaciones sobre qué es

lo que el programa debe de obtener. En estos lenguajes hay herramientas de tipo más visual

mediante las que se diseña el funcionamiento del programa. Los lenguajes de consulta de

datos, creación de formularios, informes… son lenguajes de cuarto nivel. Aparecieron con los

sistemas de base de datos.

5. Lenguajes declarativos

Son los más parecidos al lenguaje natural de los seres humanos, por su gran potencia expresiva

y funcionalidad. Son fundamentalmente lenguajes de órdenes, dominados por sentencias que

expresan “lo que hay que hacer” en vez de “cómo hacerlo”. Ejemplos de estos lenguajes son

lenguajes estadísticos como SAS y SPSS, y lenguajes de búsqueda de datos como SQL.




3 PROS Y CONTRAS

Como hemos podido observar durante el desarrollo de nuestro trabajo, aparecen diferencias

sustantivas en los rasgos de cada uno de los lenguajes en función del tipo de nivel de

abstracción que ocupen. De ello se deriva que exista una serie de ventajas y desventajas para

cada nivel.

Lenguajes a nivel de código máquina o ensamblador: Proporcionan poca o ninguna

abstracción del microprocesador de un ordenador. Consecuentemente es fácilmente

trasladado a lenguaje de máquina.

En general se utiliza este tipo de lenguajes para programar controladores (drivers).

Ventajas

Mayor adaptación al equipo.

Posibilidad de obtener la máxima velocidad con mínimo uso de memoria.

Inconvenientes

Imposibilidad de escribir código independiente de la máquina.

Mayor dificultad en la programación y en la comprensión de los programas.

El programador debe conocer más de un centenar de instrucciones.

Es necesario conocer en detalle la arquitectura de la máquina.

Características

Se trabaja a nivel de instrucciones, es decir, su programación es al más fino detalle.

Está orientado a la máquina.




Los lenguajes de alto nivel se caracterizan por expresar los algoritmos de una manera

adecuada a la capacidad cognitiva humana, en lugar de a la capacidad ejecutora de las

máquinas.

En los primeros lenguajes de alto nivel la limitación era que se orientaban a un área específica

y sus instrucciones requerían de una sintaxis predefinida. Se clasifican como lenguajes

procedimentales.

Otra limitación de los lenguajes de alto nivel es que se requiere de ciertos conocimientos de

programación para realizar las secuencias de instrucciones lógicas.

Los lenguajes de muy alto nivel se crearon para que el usuario común pudiese solucionar tal

problema de procesamiento de datos de una manera más fácil y rápida.

Por esta razón, a finales de los años 1950 surgió un nuevo tipo de lenguajes de programación

que evitaba estos inconvenientes, a costa de ceder un poco en las ventajas. Estos lenguajes se

llaman "de tercera generación" o "de alto nivel", en contraposición a los "de bajo nivel" o "de

nivel próximo a la máquina".

Ventajas

La programación en un lenguaje de alto nivel tiene ciertas ventajas:

Genera un código más sencillo y comprensible.

Escribir un código válido para diversas máquinas y, posiblemente, sistemas operativos.

Inconvenientes

Reducción de velocidad al ceder el trabajo de bajo nivel a la máquina.

Algunos requieren que la máquina cliente posea una determinada plataforma




4 CONCLUSIÓN

A lo largo de este trabajo hemos tratado de documentar e ilustrarnos acerca de las

características que definen a un lenguaje de programación.

Hemos podido observar que un criterio aleatorio a la hora de definir qué tipo de lenguaje

escoger, como pueda ser su índice de popularidad o la moda no basta para señalar qué

elementos definen a los lenguajes de programación, qué los separa de otro tipo de lenguajes

también empleados en el ámbito de la informática, y por qué se usan unos u otros.

Durante el desarrollo de la presente monografía también hemos podido profundizar un poco

en lo relativo a la abstracción, entendida como parte fundamental del proceso que llevan a

cabo los lenguajes de programación, hemos podido ver también que todos comparten el

hecho de tener elementos primitivos, reglas sintácticas y reglas de combinación, lo que los

hace capaces de tener capacidad asociada una semántica concreta, una capacidad de

significación que permite su ejecución en los ordenadores de manera directa (a diferencia de

los lenguajes de marcado, por ejemplo)




5 CONCEPTOS CLAVE Código máquina: secuencia de bits que controlan directamente un procesador. Muy

tedioso. 55 89 e5 53 83 ec 04 f0 e8 31...

Ensamblador: Abreviaturas mnemotécnicas para expresar operaciones. El traductor

abreviatura-instrucción código máquina es el ensamblador. subl, pushl, movl…

Lenguajes de programación: Lenguaje formal diseñado para expresar procesos que pueden ser llevados a cabo por máquinas como las computadoras, formado por un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones.




6 BIBLIOGRAFIA

1. Juan Antonio Pascual. Estos son los 21 lenguajes de programación más populares en

2016 Consultado en: http://computerhoy.com/noticias/software/estos-son-21-

lenguajes-programacion-mas-usados-2016-48560

2. Claudio Valero. Lenguajes de programación más usados, más demandados y con más

futuro.

Consultado en: http://www.adslzone.net/2016/06/07/lenguajes-programacion-mas-

usados-mas-demandados-mas-futuro/

3. http://www.dccia.ua.es/dccia/inf/asignaturas/LPP/2008-2009/tema-

01.html#Elementos+de+los+lenguajes+de+programaci%C3%B3n

4. http://www.globbit.com/estos-los-15-lenguajes-programacion-mas-populares-2016-

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5. https://www.levenez.com/lang/

6. http://comofuncionaque.com/lenguajes-de-programacion-mas-usados/

7. Encyclopedia of Computer Science (Encyclopedia of Computer Science, RALSTON, A.,

REILLY, E.D., HEMMENDINGE, D., 4th Edition, Wiley, 2000), traducción desarrollada a

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8. Structure and Interpretation of Computer Programs” (ABELSON, H., JAY SUSSMAN, G.,

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9. RABASCO, J. “Entornos de Desarrollo”, págs. 1-14, IES Gran Capitán, s.XXI

http://computerhoy.com/noticias/software/estos-son-21-lenguajes-programacion-mas-usados-2016-48560

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http://www.dccia.ua.es/dccia/inf/asignaturas/LPP/2008-2009/tema-01.html%23Elementos+de+los+lenguajes+de+programaci%C3%B3n


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http://www.dccia.ua.es/dccia/inf/asignaturas/LPP/2008-2009/tema-01.html#Elementos+de+los+lenguajes+de+programaci%C3%B3n-




7 ÍNDICE

1 INTRODUCCIÓN 2-4

2 CARACTERÍSTICAS DE LOS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN 5-11

3 PROS Y CONTRAS 12-13

4 CONCLUSIÓN 14

5 CONCEPTOS CLAVE 15

6 BIBLIOGRAFIA 16

7 ÍNDICE 17

Lenguajes de programación: Características

Software

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