Lenguajes de
programación
Un lenguaje de programación es un conjunto limitado de palabras y de
símbolos que representan procedimientos, cálculos, decisiones y otras operaciones que pueden ejecutar una computadora.
Tipos de lenguajes de programacion
El lenguaje máquina de una computadora consta de cadenas de números binarios (ceros y unos) y es el único que
"entienden" directamente los procesadores. Todas las instrucciones preparadas en cualquier lenguaje de máquina tienen por lo menos dos partes. La primera es el comando
u operación, que dice a la computadora cuál es la función que va a realizar. Todas las computadoras tienen un código de operación para cada una de sus funciones. La segunda parte de la instrucción es el operando, que indica
a la computadora dónde hallar o almacenar los datos y otras instrucciones que se van a manipular; el número de operandos de
una instrucción varía en las distintas computadoras. En una computadora de operando
único, el equivalente binario de "SUMAR 0814" podría hacer que se
sume el valor que se encuentra en la localidad de almacenamiento o dirección 0814 al valor que se encuentra en la unidad aritmética lógica. En una máquina de dos operandos, la representación binaria de
"SUMAR 0814 8672" podría hacer que se sume el valor que está en la
localidad 8672 al valor que está en la dirección 0814. El formato de operando único es popular en las microcomputadoras más
pequeñas; la estructura de dos operandos se encuentra en casi todas las demás máquinas.
Según los estándares actuales, las primeras computadoras eran poco
tolerantes. Los programadores tenían que traducir las instrucciones de manera
directa a la forma de lenguaje de máquina que comprendían las computadoras. Por
ejemplo, un programador que escribiera la instrucción "SUMAR 0814"
para una de las primeras máquinas IBM hubiera escrito:
000100000000000000000000000010111000
Además de recordar las docenas de códigos numéricos para los comandos del conjunto de instrucciones de la máquina, el programador tenía que
conocer las posiciones donde se almacenan los datos y las instrucciones. La codificación inicial muchas veces requería 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. Además, si era
necesario modificar un programa posteriormente, la tarea podía llevarse meses.
LENGUAJES ENSAMBLADORES
A principios de la década de 1950, y con el fin de facilitar la labor de los
programadores, se desarrollaron códigos nemotécnicos para las operaciones y direcciones simbólicas. La palabra nemotécnico se refiere a una
ayuda para la memorización. Uno de los primeros pasos para mejorar el proceso de preparación de programas fue sustituir los códigos de operaciones numéricos del lenguaje de máquina
por símbolos alfabéticos, que son los códigos nemotécnicos. Todas las computadoras
actuales tienen códigos nemotécnicos aunque, naturalmente, los símbolos
que se usan varían en las diferentes marcas y modelos. La computadora sigue utilizando el lenguaje de máquina para procesar los datos, pero los programas ensambladores
traducen antes los símbolos de código de operación especificados a sus equivalentes en lenguaje de máquina.
Este procedimiento preparó avances posteriores. Si la computadora era capaz de traducir
símbolos convenientes en operaciones básicas, ¿por qué no hacer también que
realizara otras funciones rutinarias de codificación, como la asignación de
direcciones de almacenamiento a los datos? La técnica de direccionamiento
simbólico permite expresar una dirección no en términos de su localización
numérica absoluta, sino en términos de símbolos convenientes para el
programador.
Durante las primeras etapas del direccionamiento simbólico, el programador
asigna un nombre simbólico y una dirección real a un dato. Por ejemplo, el
programador podría asignar el valor total de mercancía adquirida durante un mes
por un cliente de una tienda de departamentos a la dirección 0063, y darle el nombre
simbólico TOTAL. Se podría asignar el valor de la mercancía devuelta sin usar
durante el mes a la dirección 2047 y dársele el nombre simbólico CRÉDITO. Así, durante el resto del programa, el programador se referirá a los nombres
simbólicos, más que a las direcciones, cuando fuera preciso procesar estos
datos. Por ejemplo, se podría escribir la instrucción "S CRÉDITO
TOTAL" para restar el valor de las mercancías devueltas del importa total
de compras para obtener el importe de la factura mensual del cliente. A continuación, el programa ensamblador traduciría la instrucción simbólica a esta cadena de bits:
En la actualidad, los programadores no asignan números de dirección reales
a los datos simbólicos, simplemente especifican dónde quieren que se coloque la
primera localidad del programa, y el programa ensamblador se encarga de lo
demás: asigna localidades tanto para las instrucciones como para los datos.
Estos programas de ensamble, o ensamblador, también permite a
la computadora convertir las instrucciones en lenguaje ensamblador del
programador en su propio código de máquina. Un programa de instrucciones
escrito en lenguaje ensamblador por un programador se llama programa fuente.
Después de que el ensamblador convierte el programa fuente en código de máquina
a éste se le denomina programa objeto. Para los programadores es más
fácil escribir instrucciones en un lenguaje
ensamblador que en códigos de lenguajes de máquina, 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
máquina. Ahorran tiempo y requieren menos atención a detalles. Se incurren en menos errores y los que se cometen son más
fáciles de localizar. Además, los programas en lenguaje ensamblador son más
fáciles de modificar que los programas en lenguaje de máquina. Pero existen limitaciones.
La codificación en lenguaje ensamblador es todavía un proceso lento. Una
desventaja importante de estos lenguajes es que tienen una orientación a la
máquina. Es decir, están diseñados para la marca y modelo específico de procesador que se utiliza, y es probable que, para una
máquina diferente, se tengan que volver a codificar los programas.
LENGUAJES DE ALTO NIVEL
Los primeros programas ensambladores producían sólo una instrucción en
lenguaje de máquina por cada instrucción del programa fuente. Para agilizar la
codificación, se desarrollaron programas ensambladores que podían producir una
cantidad variable de instrucciones en lenguaje de máquina por cada
instrucción del programa fuente. Dicho de otra manera, una sola macroinstrucción
podía producir varias líneas de código en lenguaje de máquina. Por
ejemplo, el programador podría escribir "LEER ARCHIVO", y el programa traductor produciría una serie detallada de
instrucciones al lenguaje de máquina previamente preparadas, con lo que se
copiaría un registro del archivo que estuviera leyendo el dispositivo de entrada a la memoria principal. Así, el programador no se tenía que ocupar de escribir una
instrucción por cada operación de máquina realizada.
El desarrollo de las técnicas nemotécnicas y las macroinstrucciones condujo, a su vez, al desarrollo de lenguajes
de alto nivel que a menudo están orientados hacia una clase determinada de problemas de proceso. Por ejemplo, se han diseñado varios lenguajes para procesar
problemas científico-matemático, asimismo han aparecido otros lenguajes que
hacen hincapié 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 reprogramación cuando se adquiere equipo nuevo. Otras ventajas de
los lenguajes de alto nivel son:
·
Son más fáciles de
aprender que los lenguajes ensambladores.
·
Se pueden escribir más
rápidamente.
·
Son más fáciles de
mantener.
·
Un programador que sepa
escribir programas en uno de estos lenguajes no está limitado a utilizar un
solo tipo de máquina.
LENGUAJES
COMPILADOS
Naturalmente, un programa que se escribe en un lenguaje de alto nivel
también tiene que traducirse a un código que pueda utilizar la máquina. Los
programas traductores que pueden realizar esta operación se llaman compiladores.
Éstos, como los programas ensambladores avanzados, pueden generar muchas líneas
de código de máquina por cada proposición del programa fuente. Se requiere una corrida
de compilación antes de procesar los datos de un problema.
Los compiladores son aquellos cuya función es traducir un programa escrito en un
determinado lenguaje a un idioma que la computadora entienda (lenguaje máquina
con código 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
código.
LENGUAJES
INTERPRETADOS
Se puede también 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 código objeto que se produce durante la corrida
de compilación para utilizarlo en una corrida de producción futura, el programador sólo carga el programa fuente en la computadora
junto con los datos que se van a procesar. A continuación, un programa
intérprete, almacenado en el sistema operativo del disco, o incluido de manera permanente dentro de la máquina, convierte
cada proposición del programa fuente en lenguaje de máquina conforme vaya
siendo necesario durante el proceso de los datos. No se graba el código objeto
para utilizarlo posteriormente.
La siguiente vez que se utilice una instrucción, se le debe interpretar
otra vez y traducir a lenguaje máquina. Por ejemplo, durante el procesamiento
repetitivo de los pasos de un ciclo, cada instrucción del ciclo tendrá que
volver a ser interpretado cada vez que se ejecute el ciclo, lo cual hace que el
programa sea más lento en tiempo de ejecución (porque se va revisando el código
en tiempo de ejecución) pero más rápido en tiempo de diseño (porque no se tiene que estar compilando a cada momento el código
completo). El intérprete elimina la necesidad de realizar una corrida de
compilación después de cada modificación del programa cuando se quiere agregar
funciones o corregir errores; pero es obvio que un programa objeto compilado
con antelación deberá ejecutarse con mucha mayor rapidez que uno que se debe
interpretar a cada paso durante una corrida de producción.
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
DECLARATIVOS
Se les conoce como lenguajes declarativos en ciencias computacionales a aquellos lenguajes de programación en los cuales se le indica a la computadora qué es lo que se desea obtener
o qué es lo que se esta buscando, por ejemplo: Obtener los nombres de todos los
empleados que tengan más de 32 años. Eso se puede lograr con un lenguaje
declarativo como SQL.
La programación declarativa es una forma de programación que implica la descripción de un problema dado en lugar de proveer una solución para dicho problema,
dejando la interpretación de los pasos específicos para llegar a dicha solución a un intérprete no
especificado. La programación declarativa adopta, por lo tanto, un enfoque
diferente al de la programación imperativa tradicional.
En otras palabras, la programación declarativa provee el "qué",
pero deja el "cómo" liberado a la implementación particular del
intérprete. Por lo tanto se puede ver que la programación declarativa tiene dos
fases bien diferenciadas, la declaración y la interpretación.
Es importante señalar que a pesar de hacer referencia a intérprete, no hay
que limitarse a "lenguajes interpretados" en el sentido habitual del
término, sino que también se puede estar trabajando con "lenguajes
compilados".
CARACTERÍSTICAS DE LOS
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN DECLARATIVOS
·
Los lenguajes declarativos
están orientados a buscar la solución del problema, sin preocuparse por la
forma de llegar a ello; es decir, el programador debe concentrarse en la lógica
del algoritmo, más que en el control de la secuencia.
·
Los programas están
formados por un conjunto de definiciones o ecuaciones, las cuales describen lo que debe ser calculado, no en sí la forma de
hacerlo.
·
Las variables sólo pueden tener asignado un solo valor a lo largo de la ejecución del
programa, lo cual implica que no puede existir asignación 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 ejecución
no resulta importante debido a que no existen efectos colaterales; es decir,
que al calcular un valor, resulta imposible afectar el cálculo de otros y con esto se puede afirmar que cualquier secuencia de ejecución
deberá 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.
DESVENTAJAS DE LA
PROGRAMACIÓN DECLARATIVA
La principal desventaja de la programación declarativa es que no puede
resolver cualquier problema dado, sino que está restringida al subconjunto de
problemas para los que el intérprete o compilador fue diseñado.
Otra desventaja de la programación declarativa está relacionada con la eficiencia. Dado que es necesaria una fase de interpretación extra, en la cual se
deben evaluar todas las consecuencias de todas las declaraciones realizadas, el
proceso es relativamente más lento que en la programación imperativa, en que
los cambios de estado del sistema están dados por instrucciones particulares y no por un conjunto de
condiciones arbitrariamente grande.
VENTAJAS DE LA PROGRAMACIÓN DECLARATIVA
A pesar de lo anterior existen algunas ventajas en el uso de la
programación declarativa. Entre las ventajas se destaca que la solución de un
problema se puede realizar con un nivel de abstracción considerablemente alto,
sin entrar en detalles de implementación irrelevantes, lo que hace a las soluciones más fácil de entender por las personas. La resolución de problemas
complejos es resuelta por el intérprete a partir de la declaración de las
condiciones dadas.
La programación declarativa es muy usada en la resolución de problemas
relacionados con inteligencia artificial, bases de datos, configuración, y comunicación entre procesos; sin embargo, ningún leguaje declarativo se aproxima en popularidad a los
lenguajes imperativos.
EJEMPLOS DE LENGUAJES
DECLARATIVOS
Algunos lenguajes declarativos que se pueden mencionar son:
·
PROLOG
·
SQL
·
HTML
·
XML Stylesheet Language
for Transformation
PROGRAMACIÓN LÓGICA
La idea fundamental de la programación lógica consiste en emplear la lógica
como lenguaje de programación.
La lógica no es imperativa porque no sirve para
indicar cómo resolver un problema (órdenes). La lógica es declarativa
porque sirve para especificar qué problema resolver (condiciones).
En la programación lógica, se especifican las condiciones que satisfacen
las soluciones, se deducen las soluciones a partir de las condiciones y el
énfasis de todo está en qué problema resolver. El problema se describe
especificando qué caracteriza a sus posibles soluciones.
La programación lógica, junto con la funcional, forma parte de lo que se
conoce como programación declarativa. En los lenguajes tradicionales, la
programación consiste en indicar cómo resolver un problema mediante
sentencias; en la programación lógica, se trabaja de forma descriptiva,
estableciendo relaciones entre entidades, indicando no cómo, sino qué hacer.
Se establece entonces que la idea esencial de la programación lógica es: algoritmos
= lógica + control. Es decir, un algoritmo se construye especificando conocimiento en un lenguaje formal (lógica de primer orden), y el problema se resuelve
mediante un mecanismo de inferencia (control) que actúa sobre aquél.
Al hacer un recorrido por la programación lógica, aparece como uno de sus
lenguajes más representativos, Prolog, que es un clásico de la inteligencia
artificial y que se aplica de múltiples formas en el desarrollo de software comercial.
PROGRAMACIÓN FUNCIONAL
La programación funcional es un paradigma de programación declarativa basado en la utilización de funciones matemáticas. El objetivo de la programación funcional es conseguir lenguajes expresivos y matemáticamente
elegantes, en los que no sea necesario bajar al nivel de la máquina para
describir el proceso llevado a cabo por el programa.
Los programas escritos en un lenguaje funcional están constituidos
únicamente por definiciones de funciones, entendiendo éstas no como
subprogramas clásicos de un lenguaje imperativo (pues la programación funcional
es declarativa), sino como funciones puramente matemáticas, en las que se
verifican ciertas propiedades como la transparencia referencial (el
significado de una expresión depende únicamente del significado de sus
subexpresiones), y por tanto, la carencia total de efectos laterales.
Otras características propias de estos lenguajes son la no existencia de
asignaciones de variables y la falta de construcciones estructuradas como la
secuencia o la iteración (lo que obliga en la práctica a que todas las
repeticiones de instrucciones se lleven a cabo por medio de funciones
recursivas).
Existen dos grandes categorías de lenguajes funcionales: los funcionales puros
y los híbridos. La diferencia entre ambos estriba en que los lenguajes
funcionales híbridos son menos dogmáticos que los puros, al permitir conceptos
tomados de los lenguajes imperativos, como las secuencias de instrucciones o la
asignación 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 híbrido.
PROGRAMACIÓN ORIENTADA A
BASES DE DATOS
Las bases de datos son programas que administran información y hacen más ordenada la información, aparte de hacer la fácil de buscar y
por supuesto de encontrar.
Las características de las bases de datos pueden ser ventajosas o desventajosas:
pueden ayudar a almacenar, organizar, recuperar, comunicar y manejar
información en formas que serían imposibles sin las computadoras, pero también
afecta de alguna manera ya que existen enormes cantidades de información 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 información; permiten la recuperación rápida y flexible
de información, con ellas se puede organizar y reorganizar la información, así
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 "qué" se quiere hacer o "qué"
se necesita buscar y encontrar en la base de datos, y no se enfatiza el "cómo".
Una base de datos también se puede definir como un banco de datos o
conjunto de datos que pertenecen al mismo contexto, almacenados
sistemáticamente para su posterior uso. En este sentido, una biblioteca puede considerarse una base de datos compuesta en su mayoría por documentos y textos impresos en papel e indexados para su consulta.
En la actualidad, y gracias al desarrollo tecnológico de campos como la informática y la electrónica, la mayoría de las bases de datos tienen formato electrónico, 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 rápida y estructurada.
TIPOS DE BASES DE DATOS
Las bases de datos pueden clasificarse de varias maneras, de acuerdo al
criterio elegido para su clasificación, que puede ser según la variabilidad de
los datos almacenados o según el contenido.
CLASIFICACIÓN DE BASES DE DATOS SEGÚN LA
VARIABILIDAD DE LOS DATOS ALMACENADOS
Esta clasificación depende de cómo los datos cambian o varían dentro de la
base de datos, o si se mantienen estáticos sin sufrir modificaciones o cambios.
Dentro de esta clasificación se tiene lo siguiente:
·
BASES DE DATOS
ESTÁTICAS: Éstas son bases de datos de sólo lectura, utilizadas primordialmente para almacenar datos históricos que
posteriormente se pueden utilizar para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a través del tiempo, realizar proyecciones y tomar
decisiones.
·
BASES DE DATOS
DINÁMICAS: Éstas son bases de datos donde la información almacenada
se modifica con el tiempo, permitiendo operaciones como actualización y adición
de datos, además de las operaciones fundamentales de consulta. Un ejemplo de
esto puede ser la base de datos utilizada en un sistema de información de una
tienda de abarrotes, una farmacia, un videoclub, etc.
CLASIFICACIÓN DE BASES DE
DATOS SEGÚN CONTENIDO
Esta clasificación basa su enfoque en el contenido o lo que almacena la
base de datos, de esta manera:
·
BASES DE DATOS
BIBLIOGRÁFICAS: Solo contienen un
"representante" de la fuente primaria, que permite localizarla. Un
registro típico de una base de datos bibliográfica contiene información sobre
el autor, fecha de publicación, editorial, título, edición, de una determinada publicación, etc. Puede contener un resumen o extracto
de la publicación original, pero nunca el texto completo, porque sino se estaría en presencia de una base de datos a texto
completo (o de fuentes primarias). Como su nombre lo indica, el contenido son cifras o números.
Por ejemplo, una colección de resultados de análisis 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 colección de revistas científicas.
·
DIRECTORIOS: Un ejemplo son las guías telefónicas en formato electrónico.
Además de la clasificación por la función de las bases de datos, éstas
también se pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administración de datos.
Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como contenedor de datos (algo en donde se guarda
la información), así como de los métodos para almacenar y recuperar información de esos contenedores. Los modelos
de datos no son cosas físicas: son abstracciones que permiten la implementación
de un sistema eficiente de base de datos; por lo general se refieren a algoritmos, y conceptos matemáticos.
Algunos modelos con frecuencia utilizados en las bases de datos son:
·
BASES DE DATOS
JERÁRQUICAS: Éstas son bases de datos que, como su nombre indica,
almacenan su información en una estructura jerárquica. En este modelo los datos
se organizan en una forma similar a un árbol (visto al revés), en donde un nodo
padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres es
llamado raíz, y a los nodos que no tienen hijos se los conoce como hojas. Las
bases de datos jerárquicas son especialmente útiles en el caso de aplicaciones
que manejan un gran volumen de información 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: Éste es un modelo ligeramente distinto del jerárquico;
su diferencia fundamental es la modificación del concepto de nodo: se permite que un mismo nodo tenga varios padres (posibilidad no
permitida en el modelo jerárquico). Fue una gran mejora con respecto al modelo
jerárquico, ya que ofrecía una solución eficiente al problema de redundancia de
datos; pero, aun así, la dificultad que significa administrar la información en
una base de datos de red ha significado que sea un modelo utilizado en su
mayoría por programadores más que por usuarios finales.
·
BASES DE DATOS
RELACIONAL: Éste es el modelo más utilizado en la actualidad para
modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postulados
sus fundamentos en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San
José (California), no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los
modelos de base de datos. Su idea fundamental es el uso de
"relaciones". Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica
como conjuntos de datos llamados "tuplas". Pese a que ésta es la teoría de las bases de datos relacionales creadas por Edgar Frank Codd, la
mayoría de las veces se conceptualiza de una manera más fácil de imaginar. Esto
es pensando en cada relación como si fuese una tabla que está compuesta por registros (las filas de una tabla), que representarían 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 jerárquico y el de red). Esto
tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar
para un usuario esporádico de la base de datos. La información puede ser
recuperada o almacenada mediante "consultas" que ofrecen una amplia
flexibilidad y poder para administrar la información. El lenguaje más habitual para construir
las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language o
Lenguaje Estructurado de Consultas, un estándar implementado por los
principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales. Durante su diseño, una base de datos
relacional pasa por un proceso al que se le conoce como normalización (reglas fundamentales para el buen funcionamiento de una base de datos
relacional) de una base de datos. Durante los años '80 (1980-1989) la aparición
de dBASE produjo una revolución en los lenguajes de programación y sistemas de administración de datos. Aunque nunca debe olvidarse que dBase no utilizaba SQL como
lenguaje base para su gestión. La normalización de una base de datos
relacional consiste en las siguientes reglas:
a. Primera Forma Normal (1FN): se eliminan los grupos repetitivos. Los atributos han de ser atómicos. Gráficamente las celdas de
la tabla contienen solo un valor, en cada uno de los atributos sólo 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 información
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 relación en la que
se encontraban, se crea una clave foránea para la nueva tabla.
b. Segunda Forma Normal (2FN): dependencia completa.
Está en 2FN si está en 1FN y si sus atributos no principales dependen de forma
completa de la clave principal. Toda relación que tenga como clave sólo un
atributo está en 2FN.
c. Tercera Forma Normal (3FN): dependencia transitiva.
Está en segunda forma normal y todo atributo no primo es implicado por la clave
primaria en una secuencia no transitiva.
d. Forma Normal de Boyce-Codd: una tabla está en FNBC,
sí y sólo sí las únicas dependencias funcionales elementales son aquellas en
las que la Clave primaria determina un atributo.
e. Cuarta Forma Normal (4FN): está 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.
f. Quinta Forma Normal (5FN): está 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 informáticos 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: encapsulación (propiedad que permite ocultar la información al resto de los objetos, impidiendo así
accesos incorrectos o conflictos), herencia (propiedad a través de la cual los objetos heredan
comportamiento dentro de una jerarquía de clases y polimorfismo
(propiedad de una operación 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 definición de la base de
datos.
·
BASES DE DATOS
DOCUMENTALES: permiten la indexación a texto completo, y en líneas
generales realizar búsquedas más 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 través de inferencias. Se basa principalmente en reglas y hechos
que son almacenados en la base de datos. También las bases de datos deductivas
son llamadas base de datos lógica, a raíz de que se basan en lógica matemática.
LENGUAJES
DE PROGRAMACIÓN IMPERATIVOS
En ciencias de la computación se llama lenguajes imperativos a aquellos en los cuales se le ordena a la
computadora cómo realizar una tarea siguiendo una serie de pasos o
instrucciones, por ejemplo:
Paso 1, solicitar número.
Paso 2, multiplicar número por dos.
Paso 3, imprimir resultado de la operación.
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 programación imperativa, se tiene un conjunto de instrucciones
que le indican al computadorcómo realizar una tarea.
Los lenguajes imperativos se basan en comandos u órdenes 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 ejecución 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.
Según el dominio, o mejor dicho con el propósito que se utiliza el programa, se puede
hablar de lenguajes de dominio específico y de dominio general.
LENGUAJES IMPERATIVOS
PROCEDURALES
En los lenguajes tradicionales o procedurales, es la aplicación quien
controla qué porciones de código se ejecuta, y la secuencia en que este se
ejecuta. La ejecución de la aplicación se inicia con la primera línea de
código, y sigue una ruta predefinida a través de la aplicación, llamando procedimientos según sea necesario.
Los lenguajes procedurales están fundamentados en la utilización de
variables para almacenar valores y en la realización 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 aritméticas y booleanas, llamadas comandos. En general, un
lenguaje procedural ofrece al programador conceptos que se traducen de forma
natural al modelo de la máquina. El programador tiene que traducir la solución
abstracta del problema a términos muy primitivos, cercanos a la máquina.
Con un lenguaje procedural el usuario (normalmente será un programador)
especifica qué datos se necesitan y cómo obtenerlos. Esto quiere decir que el
usuario debe especificar todas las operaciones de acceso a datos llamando a los
procedimientos necesarios para obtener la información requerida. Estos
lenguajes acceden a un registro, lo procesan y basándose en los resultados
obtenidos, acceden a otro registro, que también deben procesar. Así 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.
ALGUNOS LENGUAJES IMPERATIVOS
Algunos lenguajes de programación imperativos que se pueden mencionar son:
·
BASIC
·
C
·
C++
·
Java
·
C#
·
PHP
·
Perl
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 último se realizará mediante
mecanismos internos de inferencia de información a partir de la descripción
realizada.
Los lenguajes imperativos describen paso a paso un conjunto de
instrucciones que deben ejecutarse para variar el estado un programa y hallar la solución, es decir, un algoritmo en el que se
describen los pasos necesarios para solucionar un problema.
LENGUAJES
DE PROGRAMACIÓN ORIENTADOS A OBJETOS
En la Programación Orientada a Objetos (POO u OOP según siglas en inglés) se definen los programas en términos de "clases de objetos",
objetos que son entidades que combinan estado (es decir, datos) comportamiento
(esto es, procedimientos o métodos) e identidad (propiedad del objeto
que lo diferencia del resto). La programación
orientada a objetos expresa un programa como un
conjunto de estos objetos, que colaboran entre ellos para realizar tareas. Esto
permite hacer los programas módulos más fáciles de escribir, mantener y
reutilizar.
De esta forma, un objeto contiene toda la información, (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 interacción (los llamados métodos) que favorecen la comunicación entre objetos (de una
misma clase o de distintas), y en consecuencia, el cambio de estado en los propios objetos. Esta característica lleva a tratarlos
como unidades indivisibles, en las que no se separan (ni deben separarse)
información (datos) y procesamiento (métodos).
Dada esta propiedad de conjunto de una clase de objetos, que al contar con
una serie de atributos definitorios, requiere de unos métodos para poder
tratarlos (lo que hace que ambos conceptos están íntimamente entrelazados), el
programador debe pensar indistintamente en ambos términos, ya que no debe nunca
separar o dar mayor importancia a los atributos a favor de los métodos, ni
viceversa. Hacerlo puede llevar al programador a seguir el hábito erróneo de
crear clases contenedoras de información por un lado y clases con métodos que
manejen esa información por otro (llegando a una programación estructurada
camuflada en un lenguaje de
programación orientada a objetos).
Esto difiere de los lenguajes imperativos tradicionales, en los que los
datos y los procedimientos están separados y sin relación, ya que lo único que
se busca es el procesamiento de unos datos y los procedimientos están separados
y sin relación, ya que lo único que se busca es el procesamiento de unos datos
de entrada para obtener otros de salida. La programación estructurada anima al
programador a pensar sobre todo en términos 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 después les pasan
los datos. Los programadores que emplean lenguajes orientados a objetos definen
objetos con datos y métodos y después envían mensajes a los objetos diciendo
que realicen esos métodos por sí mismos.
Un objeto se puede definir como un grupo de procedimientos que comparten un estado. Se define al conjunto de datos
como "estado", y "métodos" como el conjunto de
procedimientos que pueden alterar ese estado. Un programa orientado a objetos
es un método de implementación en el que los programas están organizados como
colecciones de objetos, donde cada uno es una instancia de alguna clase, y
donde todas las clases son miembros de una jerarquía de clases conectadas por
relaciones de herencia. Este tipo de lenguajes son muy recientes en comparación a los primeros
lenguajes de programación que aparecieron.
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA
PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS
La programación orientada a objetos es una nueva forma de programar que
trata de encontrar la solución a problemas de una forma que ofrece muchas
ventajas y facilidades que no se tenían anteriormente. Introduce nuevos
conceptos, que superan y amplían 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 ("métodos"). 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 instanciación es la lectura de estas definiciones y la creación de un objeto a partir de ellas. Una
clase es una colección de objetos similares o la implementación, declaración o
definición 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. Así se está creando una instancia de la clase Form.
·
MÉTODO: algoritmo asociado a un objeto (o a una clase de objetos), cuya ejecución
se desencadena tras la recepción de un "mensaje". Desde el punto de
vista del comportamiento, es lo que el objeto puede hacer. Un método puede
producir un cambio en lar propiedades del objeto, o la generación de un
"evento" con un nuevo mensaje para otro objeto del sistema.
·
EVENTO: un suceso en el sistema (tal como una interacción del usuario con la
máquina, o un mensaje enviado por un objeto). El sistema maneja el evento
enviando el mensaje adecuado al objeto pertinente.
·
MENSAJE: una comunicación dirigida a un objeto, que le ordena que ejecute uno de
sus métodos con ciertos parámetros asociados al evento que lo generó.
·
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 ejecución de algún método.
·
ESTADO INTERNO: es una propiedad invisible de los objetos, que puede ser únicamente
accedida y alterada por un método del objeto, y que se utiliza para indicar
distintas situaciones posibles para el objeto (o clase de objetos).
En comparación con un lenguaje imperativo, una "variable no es más que
un contenedor interno del atributo del objeto o de un estado interno, así como
la "función" es un procedimiento interno del método del objeto.
CARACTERÍSTICAS DE LA
PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS
Las características más importantes de la programación orientada a objetos
son las siguientes:
·
ABSTRACCIÓN: 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 cómo se implementan estas características. Los
procesos, las funciones o los métodos pueden también ser abstraídos y cuando lo
están, una variedad de técnicas son requeridas para ampliar una abstracción.
·
ENCAPSULAMIENTO: también llamado "ocultación de la información". Cada objeto está
aislado del exterior, es un módulo natural, y cada tipo de objeto expone una
interfaz a otros objetos que específica cómo pueden interactuar con los objetos
de la clase. El aislamiento protege a las propiedades de un objeto contra su
modificación por quien no tenga derecho a acceder a ellas, solamente los
propios métodos 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
abstracción. La aplicación entera se reduce a un agregado o rompecabezas de
objetos. Esta característica o propiedad permite por tanto ejecutar la
información al resto de los objetos, impidiendo así accesos incorrectos o
conflictos.
·
POLIMORFISMO: comportamientos diferentes, asociados a objetos distintos, pueden
compartir el mismo nombre, al llamarlos por ese nombre se utilizará el
comportamiento correspondiente al objeto que se esté usando. O dicho de otro
modo, las referencias y las colecciones de objetos pueden contener objetos de
diferentes tipos, y la invocación de un comportamiento en una referencia
producirá 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 están aisladas, sino que se relacionan entre sí, formando
una jerarquía de clasificación. 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 árboles o enrejados que reflejan un comportamiento común. Cuando un objeto
pertenece a más de una clase se dice que hay herencia múltiple; esta
característica no está soportada por algunos lenguajes (como Java). Con esta
propiedad, los objetos heredan comportamientos dentro de una jerarquía de
clases.
PRINCIPALES DIFERENCIAS
ENTRE LA PROGRAMACIÓN IMPERATIVA Y LA PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS
·
La programación
orientada a objetos es más moderna, es una evolución de la programación imperativa plasmada en el diseño de una familia de lenguajes conceptos que existían previamente, con algunos nuevos.
·
La programación
orientada a objetos se basa en lenguajes que soportan sintáctica y
semánticamente la unión entre los tipos abstractos de datos y sus operaciones
(a esta unión se la suele llamar clase).
·
La programación
orientada a objetos incorpora en su entorno de ejecución mecanismos tales como
el polimorfismo y el envío de mensajes entre objetos.
ALGUNOS LENGUAJES
ORIENTADOS A OBJETOS
Entre los lenguajes orientados a objetos más importantes que se pueden mencionar,
aparecen los siguientes:
·
Ada
·
C++
·
C#
·
VB.NET
·
Clarion
·
Delphi
·
Eiffel
·
Jave
·
Objective-C
·
Ocaml
·
Oz
·
PHP
·
PowerBuilder
·
Pitón
·
Ruby
·
Smalltalk
Algunos ejemplos de lenguajes ampliamente usados
Lenguajes de programación
actuales:
|
Lenguaje
|
Principal área de aplicación
|
Compilado/interpretado
|
|
ADA
|
Tiempo
real
|
Lenguaje
compilado
|
|
BASIC
|
Programación
para fines educativos
|
Lenguaje
interpretado
|
|
C
|
Programación
de sistema
|
Lenguaje
compilado
|
|
C++
|
Programación
de sistema orientado a objeto
|
Lenguaje
compilado
|
|
Cobol
|
Administración
|
Lenguaje
compilado
|
|
Fortran
|
Cálculo
|
Lenguaje
compilado
|
|
Java
|
Programación
orientada a Internet
|
Lenguaje
intermediario
|
|
MATLAB
|
Cálculos
matemáticos
|
Lenguaje
interpretado
|
|
Cálculos
matemáticos
|
Cálculos
matemáticos
|
Lenguaje
interpretado
|
|
LISP
|
Inteligencia
artificial
|
Lenguaje
intermediario
|
|
Pascal
|
Educación
|
Lenguaje
compilado
|
|
PHP
|
Desarrollo
de sitios web dinámicos
|
Lenguaje
interpretado
|
|
Inteligencia
artificial
|
Inteligencia
artificial
|
Lenguaje
interpretado
|
|
Perl
|
Procesamiento
de cadenas de caracteres
|
Lenguaje
interpretado
|
