Evolu

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Evolução e Futuro das Linguagens de Programação

• Alessandro Vasconcelos
• Gladstone Ferreira

Seminário de Engenharia de Software e Linguagens
de Programação
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Motivação!

• Num mundo com computadores cada vez mais velozes,
  o que ainda afeta a produtividade?
• Porque existem tantas linguagens de programação?
• Daqui a 10, 20, ou 100 anos, em que linguagem
  você estará programando?

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Roteiro

• A questão da Produtividade
• A historia no passar das décadas
• A árvore evolucionaria da linguagens
• As linguagens do futuro

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A questão da Produtividade

• O hardware já é suficientemente poderoso por si
  só!
• A produtividade se centra no Programador
• Escrever programas corretamente
• Escrever programas rapidamente
• Escrever programas facilmente

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Como Aumentar a Produtividade

• Através de um Processo (ES)
• Bons processos podem aumentar a
• produtividade em 20
• Através de Ferramentas
• Verificações, Análises, Geração de Código
• Boas ferramentas podem aumentar a produtividade
  em 10
• Através da Linguagem de Programação
• Abstrações, mecanismos, serviços, garantias
• Esse é o aspecto que mais influi chegando a
  aumentar a produtividade em mais de 100

Segundo o Software Productivity Research
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Por que tantas Linguagens de Programação?

• Por que algumas pessoas falam inglês e outras
  português?
• Linguagens de programação são desenvolvidas com
  diferentes objetivos, para diferentes tipos de
  programas, por diferentes pessoas

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Os Paradigmas

• Imperativo
• Ênfase na estrutura de dados e na atribuição dos
  valores. Dependência explícita da arquitetura de
  Von Neumann
• Funcional
• Ênfase nos valores manipulados, e não na forma de
  armazenamento.
• Orientado a Objetos
• Ênfase sobre os objetos e a troca de mensagens
  entre esses.

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Um Pouco de História!
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Década de 40

• Os primeiros computadores eletrônicos eram
  monstruosos
• A programação era em código binário
• A manutenção era difícil
• As válvulas queimavam regularmente

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Início da década de 50

• Linguagens Assembly
• Permitia programas maiores, reusáveis, e
  re-alocáveis.
• O código de máquina era produzido por um
  Assembler
• Correspondência um-pra-um entre o código assembly
  e o código da máquina
• Posteriormente surgiram os macros

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Meio da Década de 50

• Surge FORTRAN
• É considerada a primeira linguagem de alto-nível.
• Desenvolvimento independente da plataforma
• Aplicada na solução de problemas na ciência e na
  engenharia
• Outras linguagens da época
• Algol58, Cobol, Lisp, Basic

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Década de 60

• Fortalecimento da Programação Estruturada
• Pascal
• Sem go to!
• Fortemente tipada
• Procedimentos alinhados
• Simula
• Primeira linguagem com objetos, classes e
  subclasses

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Década de 70 (1/2)

• C
• Sucessora de B, que veio de BCPL
• Construções de alto-nível
• Ada
• Incentivada pelo Departamento de Defesa
• Usada em programação de sistemas embarcados

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Década de 70 (2/2)

• SmallTalk
• Rica graficamente
• GUI
• Fontes
• Orientada a Objetos
• Objetos se comunicam via troca de mensagens
• Prolog
• Baseada em regras, fatos, e buscas

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Década de 80

• C
• Primeira linguagem Orientada a objetos amplamente
  adotada.
• Implementada como um pré-processador para o
  compilador C
• Haskel
• Avaliação Preguiçosa
• Polimorfismo Paramétrico
• Inferência de Tipos

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Década de 90

• O estouro da Internet!
• HTML
• A linguagem da World Wide Web
• É uma linguagem de marcação, e não de programação
• Linguagens Script
• São as chamadas linguagens interpretadas
• Perl, JavaScript, VBScript

17
Década de 90

• Java
• Orientada a objetos, compilada e interpretada
  (bytecodes)
• 1996 Java 1.0
• 1997 Java 1.1 e 1.2 (Swing, Collection)
• 1998 Java 1.2 final
• 2000 Java 1.3 final

18
Década 2000

• Java
• 2004 Java 1.5 (tipos parametrizados,
  enumeradores)
• XML
• Padrão de integração
• Microsoft .NET
• Múltiplas linguagens
• C, C, Visual Basic, Cobol, Fortran
• Uma máquina virtual comum

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O que o futuro nos reserva?
20
Árvore Evolucionária das Linguagens de
Programação (1/2)

• Como as espécies vivas, as linguagens possuem uma
  história facilmente categorizada em forma de
  árvores evolucionárias, com galhos que não
  podem mais se ramificar.
• A evolução das linguagens difere da evolução das
  espécies porque alguns ramos podem convergir.
• Objetivo dessa abordagem aproximarmos dos ramos
  principais da arvore evolucionária das
  linguagens, para encontrar as linguagens com
  chances de futuro.

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Árvore Evolucionária das Linguagens de
Programação (2/2)
22
Mas

• Nós ainda escreveremos
• programas daqui a cem anos?
• Não apenas diremos aos
• computadores o que nós
• estamos queremos fazer?

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As linguagens do futuro provavelmente

• valorizarão mais a produtividade que o poder
  bruto.
• serão mais concisas, construindo sobre bases mais
  simples
• agregarão diferentes paradigmas.
• farão uso de bons ambientes de desenvolvimento
  pra melhorar a produtividade.
• encontrarão modos de equilibrar concisão e
  legibilidade.
• Integrarão mecanismos de extensão nos níveis
  semânticos e sintáticos mais básicos, permitindo
  que programadores evoluam de maneira mais simples
  quando necessário.

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Valorização da produtividade em detrimento do
poder bruto (1/2)

• A melhoria na eficiencia do programas está na
  raiz do processo (as linguagens)
• Desperdiçar o tempo do programador é a verdadeira
  ineficiência, e não desperdiçar o tempo de
  máquina.
• Mesmo que algumas aplicações podem ser
  crescentemente mais ineficientes e, assim,
  demandarem toda a velocidade que o hardware puder
  fornecer, computadores mais rápidos serão
  sinônimo de linguagens capazes de cobrir uma
  escala cada vez mais larga de eficiência.

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Valorização da produtividade em detrimento do
poder bruto (2/2)

• Há um desperdício bom, e um desperdício mau. Eu
  estou interessado no desperdício bom - o tipo
  onde, gastando mais, nós podemos começar uns
  projetos mais simples.
• (tradução livre, The Hundrer-Year Language, por
  Paul Graham)

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Linguagens concisas e mais simples (1/2)

• Se nós pensarmos no núcleo de uma linguagem como
  um conjunto de axiomas, certamente é indesejável
  ter os axiomas adicionais que não adicionam
  nenhum poder expressivo, simplesmente por causa
  da eficiência.
• A maneira correta de se resolver o problema da
  adição de axiomas desnecessários é separar o
  significado de um programa dos detalhes de sua
  execução.
• Linguagem do futuronúcleo limpo, conciso,
  contendo todos os axiomas essenciais, a partir
  dos quais as outras características da linguagem
  poderão ser derivadas

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Linguagens concisas e mais simples (2/2)

• No mínimo, um exercício que pode ser útil é
  analisar cuidadosamente o núcleo de uma linguagem
  para verificar se há axiomas que podem ser
  eliminados. Em minha longa carreira como um
  chato, eu descobri que lixo sempre gera mais
  lixo
• Ocorre-me que os galhos principais da árvore
  evolutiva (das linguagens de programação) passam
  por linguagens que tem núcleos menores e mais
  limpos
• (tradução livre, The Hundrer-Year Language, por
  Paul Graham)

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Agregar diferentes paradigmas

• Um linguagem de sucesso no futuro terá a
  característica de juntar conceitos de diferentes
  paradigmas, extendendo assim seu poder de
  atuação.
• Orientação a objetos programas são desenvolvidos
  como uma série de remendos.
• Uma boa maneira de extender uma linguagem é
  misturar diferente paradigmas na mesma, buscando
  juntar diferentes conceitos para agregar poder à
  essa linguagem.

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Bons ambientes de desenvolvimento melhor
produtividade

• Mesmo daqui a cem anos, as pessoas ainda dirão a
  computadores o que querem fazer, usando
  programas, da mesma maneira que conhecemos hoje.
• O diferencial está em ambientes de
  desenvolvimentos mais poderosos que os atuais
  editores de texto glorificados.
• Testes automáticos e refatoração são alguns
  exemplos de como bons ambientes de programação
  podem ajudar uma linguagem de programação.

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Equilibrio entre concisão e legibilidade (1/2)

• Uma linguagem concisa e simples deve ser aberta
  em termos de extensibilidade para permitir que,
  características extras relacionadas com o dominio
  do problema sejam adicionadas à linguagem,estas
  derivadas dos axiomas essenciais.
• Tal linguagem extensível deve ter uma
  responsabilidade com a legibilidade, pois pode
  gerar código ilegível por produzir trechos muito
  idiomáticos.

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Equilibrio entre concisão e legibilidade (2/2)

• Os programadores do futuro serão criaturas tão
  preguiçosas quanto nós, em seu desejo em
  expressar programas com o mínimo de esforço.
• A linguagem do futuro, se existisse, poderia
  assim ser muito fácil de se programar.

Programas devem ser escritos para pessoas lerem,
e somente incidentalmente, para serem executados
por máquinas. (Hackers and Painters, por Paul
Graham)
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Mecanismos de Extensão nos níveis semântico e
sintático mais básicos (1/2)

• A extensibilidade num mundo interconectado com
  protocolos que mudam rapidamente.
• Um programador sempre pode usar programação do
  mais baixo nível para implementar qualquer coisa,
  mas é muito melhor se os mecanismos para
  integração existissem na própria linguagem.

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Mecanismos de Extensão nos níveis semântico e
sintático mais básicos (2/2)

• Muitas tarefas em programação podem ser
  enormemente simplificadas por extensões da
  linguagem.
• Prover meios para que programadores posssam
  esconder estruturas complexas e algoritmos atrás
  de uma fachada sintática é uma poderosa forma de
  extensibilidade.
• A mesma extensibilidade em termos semânticos é
  mais complexa, mas não impossível. Como foi dito
  antes, tal poder vem a um preço, mas este deve
  ser pago se a linguagem precisa evoluir.

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Conclusões

• Falamos aqui em linguagens a serem criadas em um
  futuro próximo. É perfeitamente possível que um
  gênio ainda desconhecido descubra um novo
  paradigma de programação que mude o modo como a
  programação existe hoje. Obviamente, tal
  desenvolvimento não pode ser previsto.
• Muito embora isso possa vir a acontecer, o
  exercício de olhar para o futuro nos permite ter
  a consciência da solidez das bases que no passado
  ajudaram a construir o cenário de linguagens de
  programação como conhcemos hoje, e, dessa forma,
  nos permite tentar trilhar um caminho de sucesso
  para o futuro de nossas aplicações.

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Referências

• The Hundred Year Language, Paul Graham,
  http//www.paulgraham.com/hundred.html
• Languages Of The Future, Tim Sheard,
  http//citeseer.ist.psu.edu/sheard04languages.html
  
• Programming Languages History and Future, Jean
  E. Sammet, http//rockfish-cs.cs.unc.edu/COMP144/s
  ammet.pdf

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Referências

• Evolução das Linguagens de Programação,
  http//reflectivesurface.com/weblog-br/2003/05/14/
  mais-sobre-a-evolucao-de-linguagens-de-programacao
  
• Future Programming Languages, Bent Thomsen,
  http//www.nouhauz.dk/dokumenter/120505-BentThomse
  n.ppt

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Perguntas?????
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Evolução e Futuro das Linguagens de Programação

• Alessandro Vasconcelos
• Gladstone Ferreira

Seminário de Engenharia de Software e Linguagens
de Programação