Lenguaje de programación 5to Bach

Un lenguaje de programación es un idioma artificial diseñado para expresar computaciones que pueden ser llevadas 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 y se mantiene elcódigo 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 de páginas web que no es propiamente un lenguaje de programación, sino un conjunto de instrucciones que permiten diseñar 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

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 Ada fue 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 la computadora 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 2010 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.

Lenguaje de bajo nivel

Un lenguaje de programación de bajo nivel es el que proporciona un conjunto de instrucciones aritmeticológicas sin la capacidad de encapsular dichas instrucciones en funciones que no estén ya contempladas en la arquitectura del hardware.

Interacción Máquina Vs Humano

En este tipo de lenguajes se trabaja a nivel de instrucciones, es decir, su programación es al más fino detalle, además, está completamente orientado a la máquina.

Adaptación - Máxima entre programación y aprovechamiento del recurso de la máquina.

Velocidad - Máxima al contar con un acceso directo a los recursos, sin capas intermedias.

Portabilidad - Mínima por estar restringido a las especificaciones del fabricante.

Abstracción - Mínima por depender completamente de la técnica del hardware.

Uso - Requiere de la máxima atención y de una organización estructurada en base a los planos del hardware y del objetivo del software.

Primera generación

El lenguaje de programación de primera generación (por sus siglas en inglés: 1GL), es el lenguaje de código máquina. Es el único lenguaje que un microprocesador entiende de forma nativa. El lenguaje máquina no puede ser escrito o leído usando un editor de texto, y por lo tanto es raro que una persona lo use directamente.

Segunda generación

El lenguaje de programación de segunda generación (por sus siglas en inglés: 2GL), es el lenguaje ensamblador. Se considera de segunda generación porque, aunque no es lenguaje nativo del microprocesador, un programador de lenguaje ensamblador debe conocer la arquitectura del microprocesador (como por ejemplo las particularidades de sus registros o su conjunto de instrucciones).

Lenguajes de medio nivel.

Un lenguaje de programación de medio nivel se encuentra entre los lenguajes de alto nivel y los lenguajes de bajo nivel.

Suelen ser clasificados de alto nivel, pero permiten ciertos manejos de bajo nivel. Son precisos para ciertas aplicaciones como la creación de sistemas operativos, ya que permiten un manejo abstracto (independiente de la máquina, a diferencia del lenguaje ensamblador), pero sin perder mucho del poder y eficiencia que tienen los lenguajes de bajo nivel.

Una característica distintiva, por ejemplo, que convierte al lenguaje de programación C en un lenguaje de medio nivel y al lenguaje de programación Pascal en un lenguaje de alto nivel, es que en el primero es posible manejar las letras como si fueran números (en Pascal no), por el contrario, en Pascal es posible concatenar las cadenas de caracteres con el operador suma y copiarlas con la asignación (en C es el usuario el responsable de llamar a las funciones correspondientes).

Una de las características más peculiares del lenguaje de programación C es el uso de apuntadores, los cuales son muy útiles en la implementación de algoritmos como listas enlazadas, tablas hashy algoritmos de búsqueda y ordenamiento que para otros lenguajes de programación (como en el lenguaje de programación Java, por ejemplo) suelen ser un poco más complicados de implementar.

Lenguaje de alto nivel

Un lenguaje de alto nivel permite al programador escribir las instrucciones de un programautilizando palabras o expresiones sintácticas muy similares al inglés. Por ejemplo, en C se pueden usar palabras tales como: case, if, for, while, etc. para construir con ellas instrucciones como:

if( numero > 0 ) printf( "El número es positivo" )

que traducido al castellano viene a decir que: si numero es mayor que cero, entonces, escribir por pantalla el mensaje: "El número es positivo".

Ésta es la razón por la que a estos lenguajes se les considera de alto nivel, porque se pueden utilizar palabras de muy fácil comprensión para el programador. En contraposición, los lenguajes de bajo nivel son aquellos que están más cerca del "entendimiento" de la máquina. Otros lenguajes de alto nivel son: Ada, BASIC, COBOL, FORTRAN, Pascal, etc.

Otra carácterística importante de los lenguajes de alto nivel es que, para la mayoría de las instrucciones de estos lenguajes, se necesitarían varias instrucciones en un lenguaje ensamblador para indicar lo mismo. De igual forma que, la mayoría de las instrucciones de un lenguaje ensamblador, también agrupa a varias instrucciones de un lenguaje máquina.

Complejidad Vs Dificultad

Dicho lenguaje es muy simple o nada complicado, pero estructurar programas a ese nivel es muy difícil. Dado que este lenguaje viene dado por las especificaciones técnicas del hardware, no permite una abstracción fuera de lo estipulado para el microprocesador de un ordenador. Consecuentemente, es fácilmente trasladado a lenguaje de máquina.

La estructura de los lenguajes son como sigue:

Lenguaje Máquina - Las invocaciones a memoria, como los procesos aritmético lógicos son posiciones literales de conmutadores físicos del hardware en su representación booleana. Estos lenguajes son literales de tareas.

Lenguajes de bajo nivel - Son instrucciones que ensamblan los grupos de conmutadores necesarios para expresar una mínima lógica aritmética. Están íntimamente vinculados al hardware. Por norma general están disponibles a nivel firmware, cmos o chip set. Estos lenguajes están orientados a procesos. Los procesos se componen de tareas. Contienen tantas instrucciones como la arquitectura del hardware así haya sido diseñada.

Por ejemplo: La arquitectura CISC contiene muchas mas instrucciones a este nivel, que la RISC.

Son denominados como ensambladores de un hardware concreto.

Lenguajes de medio nivel - Son aquellos que, basándose en los juegos de instrucciones disponibles (chip set), permiten el uso de funciones a nivel aritmético, pero a nivel lógico dependen de literales en ensamblador. Estos lenguajes están orientados a procedimientos. Los procedimientos se componen de procesos.

Ejemplos: C, Basic.

Lenguajes de alto nivel - Son aquellos que permiten una máxima flexibilidad al programador a la hora de abstraerse o de ser literal. Permiten un camino bidireccional entre el lenguaje máquina y una expresión casi oral entre la escritura del programa y su posterior compilación. Estos lenguajes están orientados a objetos. Los objetos se componen de propiedades cuya naturaleza emerge de procedimientos.

Ejemplos: C++, Fortran, Cobol, Lisp.

Lenguajes de aplicaciones - Son aquellos que no permiten una bidireccionalidad conceptual entre el lenguaje máquina y los lenguajes de alto nivel, ni tampoco la literalidad a la hora de invocar conceptos lógicos. Se basan en librerías creadas en lenguajes de alto nivel. Pueden permitir la creación de nuevas librerías, pero son propietarias y dependientes de las suministradas por la aplicación. Estos lenguajes están orientados a eventos. Los eventos acontecen cuando las propiedades de un objeto interactúan con otro.

Ejemplos: Visual Basic para aplicaciones.

Lenguajes de redes - Son aquellos que se basan en un convenio de instrucciones totalmente independientes de la máquina, y completamente dependientes de la red a la que están orientadas. Se dividen en descriptivos (HTML, XML, VML), de cliente-Servidor (Java, PHP) y de script.

La palabra bajo no implica que el lenguaje sea inferior a un lenguaje de alto nivel; se refiere a la reducida abstracción entre el lenguaje y el hardware. Por ejemplo, se utiliza este tipo de lenguajes para programar controladores de dispositivos.

Ejemplo de Lenguaje de Alto Nivel

Ejemplo de lenguaje de Medio Nivel

Lenguaje de Alto Nivel