Linguagem de programação

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Uma linguagem de programação é um método padronizado para expressar instruções para um computador. É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador. Uma linguagem permite que um programador especifique precisamente sobre quais dados um computador vai atuar, como estes dados serão armazenados ou transmitidos e quais ações devem ser tomadas sob várias circunstâncias.

O conjunto de palavras (tokens), compostos de acordo com essas regras, constituem o código fonte de um software. Esse código fonte é depois traduzido para código de máquina, que é executado pelo processador.

Uma das principais metas das linguagens de programação é permitir que programadores tenham uma maior produtividade, permitindo expressar suas intenções mais facilmente do que quando comparado com a linguagem que um computador entende nativamente (código de máquina). Assim, linguagens de programação são projectadas para adotar uma sintaxe de nível mais alto, que pode ser mais facilmente entendida por programadores humanos. As linguagens de programação são ferramentas importantes para que programadores e engenheiros de software possam escrever programas mais organizados e com maior rapidez.

As linguagens de programação também tornam os programas menos dependentes de computadores ou ambientes computacionais específicos (propriedade chamada de portabilidade). Isto acontece porque programas escritos em linguagens de programação são traduzidos para o código de máquina do computador no qual será executado em vez de ser diretamente executado. Uma meta ambiciosa do Fortran, uma das primeiras linguagens de programação, era esta independência da máquina onde seria executada.

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Interpretação e compilação

Uma linguagem de programação pode ser convertida, ou traduzida, em código de máquina por um compilador ou por interpretador, num processo de tradução.

Se o método utilizado traduz todo o texto do programa (também chamado de código), para só depois executar o programa, então diz-se que o programa foi compilado e que o mecanismo utilizado para a tradução é um compilador (que por sua vez nada mais é do que um programa).

Se o texto do programa é traduzido à medida em que vai sendo executado, como em Javascript, Python ou Perl, num processo de tradução de trechos seguidos de sua execução imediata, então diz-se que o programa foi interpretado e que o mecanismo utilizado para a tradução é um interpretador. Programas interpretados são geralmente mais lentos do que os compilados, mas são também geralmente mais flexíveis, já que podem interagir com o ambiente mais facilmente (freqüentemente linguagens interpretadas são chamadas também de script).

Embora haja essa distinção entre linguagens interpretadas e compiladas, as coisas nem sempre são tão simples. Há linguagens compiladas para um código de máquina de uma máquina virtual (sendo esta máquina virtual apenas mais um software, que emula a máquina virtual sendo executado em uma máquina real), como o Java e o Parrot. E também há outras formas de interpretar em que os códigos-fontes, ao invés de serem interpretados linha-a-linha, têm blocos "compilados" para a memória, de acordo com as necessidades, o que aumenta a performance dos programas quando os mesmos módulos são chamados várias vezes, técnica esta conhecida como JIT.

Como exemplo, podemos citar a linguagem Java. Nela, um compilador traduz o código java para o código intermediário (e portável) da JVM. As JVMs originais interpretavam esse código, de acordo com o código de máquina do computador hospedeiro, porém atualmente elas compilam, segundo a técnica JIT o código JVM para código hospedeiro.

A tradução é tipicamente feita em várias fases, sendo as mais comuns a Análise léxica, a Análise sintática ou Parsing, a Geração de código e a Otimização. Em compiladores também é comum a Geração de código intermediário. Veja também Compilador.

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Classificação

As linguagens de programação podem ser classificadas e sub-classificadas de várias formas.

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Classificação da ACM

A Association for Computing Machinery mantém um sistema de classificação Sistema de classificação da ACM com os seguintes sub-itens:

Linguagens aplicativas, ou de aplicação
Linguagens concorrentes, distribuídas e paralelas
Linguagens de fluxo de dados
Linguagens de projeto
Linguagens estensíveis
Linguagens de montagem e de macro
Linguagens de microprogramação
Linguagens não determinísticas
Linguagens não procedurais
Linguagens orientadas a objeto
Linguagens de aplicação especializada
Linguagens de muito alto nível

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Quanto ao paradigma

Diferentes linguagens de programação podem ser agrupadas segundo o paradigma que seguem para abordar a sua sintaxe:

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Quanto a estrutura da tipos

Fracamente tipada, como Smalltalk
Fortemente tipada, como Java
Dinamicamente tipada, como Python

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Quanto ao grau de abstração

Linguagem de programação de baixo nível, próximas a máquina, como Assembly
Linguagem de programação de alto nível, no nível da especificação de algoritmos, como Pascal e Fortran
Linguagem de programação de muito alto nível, no nível da especificação declarativa, como SQL

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Quanto à geração

Primeira geração, as linguagens de baixo nível (Assembly)
Segunda geração, as primeiras linguagens (Fortran,ALGOL,...)
Terceira geração, as procedurais e estruturadas (Pascal, C).
Quarta geração, linguagens que geram programas em outras linguagens, linguagens de consulta (SQL).
Quinta geração, linguagens lógicas (Prolog).