Indice 1. Introducción histórica. Origen de Java. 2. Características de Java. 3. La máquina virtual de Java. Bytecode. 4. Palabras reservadas. 5. Introducción a la programación orientada a objetos. 6. Diferencias entre C/C++ y Java. 7. Ejemplo: “Hello world”, en el modelo de aplicación clásico.
Lenguajes de programación Modelo computacional: colección de valores y operaciones Tipos de modelos computacionales (Paradigma): imperativo, funcional, lógico … Computación: aplicación de una secuencia de operaciones a un valor para obtener otro valor Programa: especificación de una computación Lenguaje de programación: notación para escribir programas Sintaxis de un lenguaje de programación: estructura o forma de los programas Semántica de un lenguaje de programación: relaciones entre un programa y un modelo de computación Pragmática de un lenguaje de programación: grado de éxito con el que un programa cumple sus objetivos tanto en su fidelidad con el modelo de computación subyacente como su utilidad para los programadores
Modelo de Programación. Un modelo de programación provee (y determina) la visión y métodos de un programador en la construcción de un programa o subprograma. Los diferentes paradigmas son el resultado de los distintos estilos de programación y las diferentes formas de pensar en la solución de problemas (con la solución de múltiples “problemas” se construye una aplicación).
Modelo Imperativo Describe la programación como una secuencia instrucciones o comandos que cambian el estado de un programa. El código máquina en general está basado en el paradigma imperativo. Su contrario es el paradigma declarativo. En este paradigma se incluye el paradigma procedimental (procedural) entre otros.
Ejemplo a=2 b=3 c=4 Programa a=b+c b=b+1 Estado 0 a=7 b=3 c=4 a=7 b=4 c=4 Estado 1 Estado 2 a=b+c
b=b+1
Programación Estructurada La programación se divide en bloques (procedimientos y funciones) que pueden o no comunicarse entre sí. Además la programación se controla con secuencia, selección e iteración. Permite reutilizar código programado y otorga una mejor compresión de la programación. Es contrario al paradigma no estructurado, de poco uso, que no tiene ninguna estructura, es simplemente un “bloque”, como por ejemplo, los archivos batch (.bat)
Modelo Declarativo No se basa en el cómo se hace algo (cómo se logra un objetivo paso a paso), sino que describe (declara) cómo es algo. En otras palabras, se enfoca en describir las propiedades de la solución buscada, dejando indeterminado el algoritmo (conjunto de instrucciones) usado para encontrar esa solución. Es más complicado de implementar que el paradigma imperativo, tiene desventajas en la eficiencia, pero ventajas en la solución de determinados problemas.
Programación Declarativa Usa bloques de construcción como las funciones, la recursión o la equipación de patrones, para especificar más la solución que su cálculo de bajo nivel. Tipos: Lenguajes funcionales Lenguajes lógicos
Programación Funcional Usan funciones libres de efectos secundarios como bloques primitivos de construcción de programas. Estas funciones pueden aplicarse, construirse y pasarse como argumento a otras funciones. Concibe a la computación como la evaluación de funciones matemáticas y evita declarar y cambiar datos. En otras palabras, hace hincapié en la aplicación de las funciones y composición entre ellas, más que en los cambios de estados y la ejecución secuencial de comandos (como lo hace el paradigma procedimental). Permite resolver ciertos problemas de forma elegante y los lenguajes puramente funcionales evitan los efectos secundarios comunes en otro tipo de programaciones. Haskell, Miranda, Scala, Lisp, Scheme,Ocaml, SAP, Standard ML, Erlang,R, F#
Paradigma lógico Se basa en la definición de reglas lógicas para luego, a través de un motor de inferencias lógicas, responder preguntas planteadas al sistema y así resolver los problemas. Ej.: prolog.
Programación Orientado a Objetos Basado en la idea de encapsular estado y operaciones en objetos. En general, la programación se resuelve comunicando dichos objetos a través de mensajes (programación orientada a mensajes). Se puede incluir -aunque no formalmente- dentro de este paradigma, el paradigma basado en objetos, que además posee herencia y subtipos entre objetos. Ej.: Simula, Smalltalk, C++, Java, Visual Basic .NET, etc. Su principal ventaja es la reutilización de códigos y su facilidad para pensar soluciones a determinados problemas.
Introducción histórica(I) CPL?BCPL ?? B ?? C ?? C++ ??Java CPL (Combined Programming Language): 1960, basado en ALGOL 60. BCPL (Basic Combined Programming Language ): Martin Richards, 1966. B: Ken Thompson y Dennis Ritchie, reemplazado por C (1969).
Introducción histórica(II) C: Bell Telephone Laboratories (1972) por Dennis Ritchie para usarlo con Unix Propósito general, Estructurado por bloques, Imperativo, Procedimientos
Introducción histórica(II) C++: Bjarne Stroustrup (1979) Bell Labs. Como mejora a C: “C con clases”. C++ in 1983. Las mejoras comenzaron con la adición de clases, funciones virtuales, sobrecarga de operadores, herencia múltiple, plantillas, y manejo de excepciones. C++ fue ratificado como estándar en 1998 como ISO/IEC 14882:1998, la actual versión es de 2003, ISO/IEC 14882:2003.
Java Sun Microsystems (1995) Sintaxis deriva de C y C++. Orientado a Objetos Compilado a bytecode. Ejecutado sobre cualquier Java virtual machine (JVM). Sobre cualquier arquitectura. Desde 1995 Sun desarrolla e implementa compiladores, máquinas virtuales y librería de clases.
A-0 FORTRAN Mark I Autocode FLOW-MATIC General Problem Solver FORTRAN II FORTRAN IV ALGOL/ ALGOL58 ALGOL60 JOSS FORTRAN 66 ALGOL68 FORTRAN 77 PL/1 PL/C FACT COMTRAN COBOL SNOBOL BASIC SNOBOL 4 MUMPS COWSEL POP-1 POP-2 PILOT INTERCAL ML Prolog Mercury Bourne Shell DBase DBase-II DBase-III DBase-IV dBase 5.0 VULCAN BETA Occam Occam2 Clipper Foxpro PARADOX COMAL GRASS Altair BASIC Gambas VisualBasic VB Script Ada 95 Pascal Concurrent Pascal Ada Turbo Pascal Green Ada 83 ICON MODULA MODULA-2 FORTRAN 90 MODULA-3 Oberon Oberon2 TurboPascal OOP Borland Pascal ComponentPascal Delphi ELAN APL CPL BCPL B B BPL C D Unix-Shell sh csh ksh bash awk Ratfor nawk gawk Perl REXX PHP PHP/F1 Perl 5 Tcl J FL K NGL S2 Coyote Smalltalk-80 Smalltalk-72 Objective C C++ ANSI C ISO C90 Miranda Haskell MetaHaskell ISO C95 ISO C99 C# Nemerle ECMAScript JavaScript LiveScript Java Self Pike FP LPC Joy Factor Simula OOP PostScript SIMULA Simula-67 Forth Scheme LISP Logo Common Lisp TRAC Ada lovelace Plankalkul
Características de Java Simple y seguro Portable OOP Robusto Multihilo Neutral Interpretado Rendimiento Distribuido dinámico
Interprete & Compilador Un Intérprete es un traductor que toma el programa fuente y lo traduce y ejecuta lína a línea. Basic, Java, Smalltalk. Un Compilador de un programa que traduce los programas escritos en lenguaje de alto nivel a lenguaje máquina. C, C++, Pascal, Fortran, Cobol. Programa Fuente Intérprete Traduc.y ejec. Línea a línea Programa Fuente Compilador Programa Objeto
La máquina virtual de Java: Bytecode.
Application Programming Interface (API) Una Application Programming Interface (API) es un conjunto de funciones, procedimientos o clases que un sistema operativo, librería o servicio proporciona para soportar peticiones realizadas por un programa de ordenador. Son dependientes de lenguaje, ya que están disponibles solo en un lenguaje de programación particular. Utilizan la sintaxis y elementos de los lenguajes de programación para hacer que sea adecuada para usarla en un contexto particular. Son independientes del lenguaje, ya que están escritas en una forma en que pueden ser llamadas desde diferentes lenguajes de programación. Esta característica se conoce como API al estilo servicio, ya que no limita a un proceso particular o sistema y está disponible como una llamada a procedimiento remoto.
La máquina virtual de Java
Palabras reservadas (I) (Gp:) abstract
(Gp:) Especifica la clase o método que se va a implementar más tarde en una subclase.
(Gp:) boolean
(Gp:) Tipo de dato que sólo puede tomar valores true o false.
(Gp:) break
(Gp:) Sentencia de control para salirse de los bucles.
(Gp:) byte
(Gp:) Tipo de dato que soporta valores en 8 bits.
(Gp:) byvalue
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) case
(Gp:) Se utiliza en las sentencias switch para indicar bloques de texto.
(Gp:) cast
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) catch
(Gp:) Captura las excepciones generadas pro las sentencias try.
(Gp:) char
(Gp:) Tipo de dato que puede soportar caracteres Unicode sin signo en 16 bits.
(Gp:) class
(Gp:) Declara una clase nueva.
(Gp:) const
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) continue
(Gp:) Devuelve el control a la salida de un bucle.
(Gp:) default
(Gp:) Indica el bloque de código por defecto en una sentencia switch.
(Gp:) do
(Gp:) Inicia un bucle del tipo do-while.
(Gp:) double
(Gp:) Tipo de dato que soporta números en coma flotante, 64 bits.
(Gp:) else
(Gp:) Indica la opción alternativa en una sentencia if.
(Gp:) extends
(Gp:) Indica que una clase es derivada de otra o de una intefaz.
(Gp:) final
(Gp:) Indica que una variable soporta un valor constante o que un método no se sobrescribirá.
Palabras reservadas (II) (Gp:) finally
(Gp:) Indica un bloque de código en una estructura try-catch que siempre se ejecutará.
(Gp:) float
(Gp:) Tipo de dato que soporta un número en coma flotante de 32 bits.
(Gp:) for
(Gp:) Utilizado para iniciar un bucle for.
(Gp:) future
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) generic
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) goto
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) if
(Gp:) Evalúa si una expresión es verdadera o falsa y la dirige adecuadamente.
(Gp:) implements
(Gp:) Especifica que una clase implementa una interfaz.
(Gp:) import
(Gp:) Referencia a otras clases.
(Gp:) inner
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) instanceof
(Gp:) Indica si un objeto es una instancia de una clase específica o implementa una interfaz específica.
(Gp:) int
(Gp:) Tipo de dato que puede soportar un entero con signo de 32 bits.
(Gp:) interface
(Gp:) Declara una interfaz.
(Gp:) long
(Gp:) Tipo de dato que soporta un entero de 64 bits.
(Gp:) native
(Gp:) Especifica que un método está implementado con código nativo (específico de la plataforma).
(Gp:) new
(Gp:) Crea objetos nuevos.
(Gp:) null
(Gp:) Indica que una referencia no se refiere a nada.
(Gp:) operator
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) outer
(Gp:) Reservada para uso futuro.
Palabras reservadas (y III) (Gp:) package
(Gp:) Declara un paquete Java.
(Gp:) private
(Gp:) Especificador de acceso que indica que un método o variable sólo puede ser accesible desde la clase en la que se está declarando.
(Gp:) protected
(Gp:) Especificador de acceso que indica que un método o variable solo puede ser accesible desde la clase en la que está declarado ( o una subclase de la clase en la que está declarada u otras clases del mismo paquete).
(Gp:) public
(Gp:) Especificador de acceso utilizado para clases, interfaces, métodos y variables que indican que un tema es accesible desde la aplicación (o desde donde la clase defina que es accesible).
(Gp:) rest
(Gp:) Reservada para uso futuro.
(Gp:) return
(Gp:) Envía control y posiblemente devuelve un valor desde el método que fue invocado.
(Gp:) short
(Gp:) Tipo de dato que puede soportar un entero de 16 bits.
(Gp:) static
(Gp:) Indica que una variable o método es un método de una clase (más que estar limitado a un objeto particular).
(Gp:) super
(Gp:) Se refiere a una clase base de la clase utilizada en un método o constructor de clase.
(Gp:) switch
(Gp:) Sentencia que ejecuta código basándose en un valor.
(Gp:) synchronized
(Gp:) Especifica secciones o métodos críticos de código multihilo.
(Gp:) this
(Gp:) Se refiere al objeto actual en un método o constructor.
(Gp:) throw
(Gp:) Crea una excepción.
(Gp:) throws
(Gp:) Indica qué excepciones puede proporcionar un método.
(Gp:) transiente
(Gp:) Especifica que una variable no es parte del estado persistente de un objeto.
(Gp:) try
(Gp:) Indica un bloque de código que es comprobado para las excepciones.
(Gp:) var
(Gp:) Reservado para uso futuro.
(Gp:) void
(Gp:) Especifica que un método no devuelve ningún valor.
(Gp:) volatile
(Gp:) Indica que una variable puede cambiar de forma asíncrona.
(Gp:) while
(Gp:) Inicia un bucle while.
Introducción a la programación orientada a objetos (OOP) Es un paradigma de programación que usa “objetos” y sus interacciones para diseñar aplicaciones y programas de ordenador. Esta técnica de programación incluye Encapsulación Modularidad Polimorfismo, y Herencia.
Conceptos de la OOP Clase Objeto Instancia Método Paso de Mensaje Herencia Abstracción Encapsulado Polimorfismo
Clase (I) Define la abstracción de las cosas (objetos), incluye sus estados o características (atributos, campos) y sus propiedades (las cosas que puede hacer, o métodos, operaciones). Se podría decir que una clase es un plano o molde que describe la naturaleza de algo. Ejemplo: la clase Perro podría considerar la raza, color (características), y la habilidades de ladrar y sentarse (propiedades).
Clase (y II) Las clases proporcionan modularidad y estructura en OOP. Una clase debería normalmente ser reconocido por una persona del dominio del problema que no sea programador. El significado de la clase debería tener sentido en el contexto al que se le da significado. El código de una clase debería ser relativamente autocontenido (normalmente usando encapsulación). Las propiedades y métodos definidos en una clase se conocen como miembros
Objeto Es un ejemplar de una clase. La clase Perro define todos los posibles perros mediante un listado de las características y propiedades se puede tener el objeto Lassie, que es un perro particular, con versiones particulares de las características. Un Perro tiene un pelo. Lassie tiene el pelo de color marrón y blanco.
Instancia Una instancia es el objeto creado a partir de una clase en tiempo de ejecución. El objeto Lassie es una instancia de la clase Perro. El conjunto de valores de los atributos del objeto particular se conocen como estados. El objeto consta de estados y propiedades que están definidas en la clase de objetos.
Método Son las habilidades de un objeto. En un lenguaje, los métodos son verbos. Lassie es un Perro, que tiene la habilidad de ladrar. Por tanto, ladrar(), es un método de Lassie. Podría tener otros métodos también como, sentar(), comer(), caminar(), o correr(). Un método afecta solo a un objeto en particular. Todos los perros ladran, pero se necesita un solo perro concreto para que ladre.
Paso de Mensajes Es le proceso mediante el cual un objeto envía datos a otro objeto o pide a otro objeto que invoque a un método. En los lenguajes de programación es crear una interfaz. Ejemplo, el objeto llamador Antonio podría decir al objeto Lassie que se siente mediante el paso del mensaje sentar, que invoca el método sentar de Lassie. La sintaxis varía según los lenguajes de programación. [Lassie sit] en Objective-C. En Java el mensaje a nivel de código corresponde al “método llamado”. Algunos lenguajes dinámicos usan otros mecanismos.
Abstracción Abstracción es simplificar la realidad compleja mediante el modelado de una clase apropiada al problema, y trabajar al nivel más apropiado de herencia para un aspecto concreto del problema. Por ejemplo, Lassie el Perro podría ser tratado como un perro durante mucho tiempo, un Collie (su raza) cuando se necesite acceder a atributos o propiedades especificas de esa raza, y como un Animal cuando se encuentra en una tienda de animales. La abstracción se consigue también mediante la “composición”. Por ejemplo, una clase Coche debería tener los objetos Motor, Ruedas, Llantas, y muchos más componentes. No necesitamos los componentes sino la interfaz.
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