Desenvolvimento de Software

Linguagem de Programação

Abstração: Mascara um sistema complexo oferecendo uma interface comum Assembly (bytecode): Linguagem de baixo nível; somente compatível em uma CPU específica

Nível de abstração:

• Baixo Nível: Assembly

• Médio Nível: C, C++, D, Objective C, etc.

• Alto Nível: Java, C#, PHP, Javascript, etc.

• Altíssimo Nível: Python, Ruby, Elixir, etc.

Linguagens classificadas pela arquitetura da aplicação:

• Desktop: C, C++, Object Pascal, Java, etc.

• Web: PHP, Ruby, Javascript, Java, etc.

Compilação e Interpretação

Lexer (Análise Léxica): Lexing ou Tokenização; lê os caracteres de entrada e os agrupa em unidades significativas chamadas tokens, seguindo as regras gramaticais definidas para a linguagem; primeira etapa do processo de compilação

Parser (Análise Sintática): Recebe os tokens, verifica se a sequência de tokens segue a gramática da linguagem e os organiza em uma estrutura hierárquica chamada Parse Tree

• Parse Tree: Estrutura sintática do código-fonte; representação intermediária usada pelo compilador para verificar a correção sintática do código

• Abstract Syntax Tree: representação mais simplificada e abstrata do código-fonte, derivada da parse tree.

Enquanto a Parse Tree mantém informações adicionais como espaços em branco e comentários, a Syntax Tree foca apenas nos elementos necessários para a geração de código de máquina

Formação da Syntax Tree

Tipo de Execução

• Linguagens Hibridas: Java, Erlang, Elixir, etc

Compiladas

Linguagens compiladas: C, C++, Pascal, D, GO, etc

• Converte instruções humanas em instruções de máquina

• Bytecode gerado antes para execução na hora de execução (Just in Time)

• .ELF (Executable and Linkable Format): formato de arquivo padrão comum para arquivos executáveis, código de objeto, bibliotecas compartilhadas

Interpretadas

Linguagens Interpretadas: Python, Ruby, PHP, Javascript, etc

• Não são compiladas antes; funcionamento a base de scripts

• Bytecode gerado depois para compilar continuamente enquanto executa (Ahead of Time)

Interpretador: AST (Abstract Syntax Tree) modificável Script: Código executado por interpretador que converte em instruções à CPU em sua execução Linguagens Dinâmicas: Que possuem a capacidade de injeção de novos códigos em tempo de execução

Paradigmas de Programação

• Conjunto de características que podem ser utilizados para categorizar determinado grupo de linguagens

• Um paradigma pode oferecer técnicas apropriadas para uma aplicação específica

Imperativo

Programação Estruturada: C, Pascal, Ada, etc Programação Concorrente: Java e Ada Programação Orientada a Objetos: Java, C#, C++, Objective C, D, etc

• Se concentra na descrição passo-a-passo de como alcançar o resultado desejado

• É especificado explicitamente as operações a serem realizadas, incluindo sequências de instruções, condições e loops

• Controle detalhado sobre o fluxo de execução do programa

public class SomaImperativa {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numeros = {1, 2, 3, 4, 5};
        int soma = 0;
        
        for (int numero : numeros) {
            soma += numero;
        }
        
        System.out.println("Soma imperativa: " + soma);
    }
}

Declarativo

Programação Funcional: Lisp, Scheme, Erlang, Elixir, etc

• Foca em "o quê" deve ser feito, em vez de "como" fazê-lo

• Caracterizado por expressões que descrevem o resultado desejado sem especificar o método exato para alcançá-lo

• É comum em linguagens de consulta (SQL) e em algumas linguagens de programação funcional

import java.util.Arrays;

public class SomaDeclarativa {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] numeros = {1, 2, 3, 4, 5};
        int soma = Arrays.stream(numeros)
                          .reduce(0, Integer::sum);
        
        System.out.println("Soma declarativa: " + soma);
    }
}

	Código Declarativo	Código Imperativo
Vantagens	Mais simples e direto	Mais fácil de entender quando há bugs internos
	Mais legível	Mais fácil de testar
	Mais fácil de entender a finalidade	Mais fácil de implementar soluções personalizadas
Desvantagens	Menos explorável	Mais verboso
	Menos flexível	Mais propenso a erros

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Algoritmos

Variáveis tipo Float

Algarismos significativos: número de casas decimais do resultado será igual ao do número com menor número de casas decimais Exemplo: $23,965 + 20,3 = 44,265$ → $44,3$

• Números reais são representados por notação científica multiplicada por uma potência de base

• Seu processamento pode se dar pela “quebra” do número em parte inteira e parte decimal

Erros de arredondamento: Por armazenar números em formato binário, algumas frações decimais não podem ser representadas exatamente, onde o valor armazenado pode ser ligeiramente diferente do valor real

• Acumulação de erros: Operações repetidas com números de ponto flutuante acumulam os erros de arredondamento, resultando em desvios significativos dos valores esperados

Complexidade do Código

Notação $Big O$

• Levar em consideração apenas repetições de código

• Verificar funções/métodos próprios da linguagem

• Ignorar constante e utilizar termo de maior grau (pior caso)

BigO

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Versionamento de Software

Identificadores Baseados em Sequência

• São usados para transmitir a significância das alterações entre as versões

  • Potencial impacto em adotar uma nova versão

  • Risco de bugs ou alterações não declaradas de quebra

  • Grau de alterações no layout visual

  • Número de novos recursos

• Há uma variedade de esquemas de versionamento numérico

Linha de Versionamento de Código

Versionamento Semântico

Versão em três partes

Major (alto risco): Modificações Breaking Change (modificação que quebra a compatibilidade da API); identificado nos commits pelo símbolo ! Minor (médio risco): Modificações sem quebra Patch (menor-risco): Incrementos de patch Pre-release tag: Indica estágios de desenvolvimento; alpha(a), beta(b), release candidate(rc), 0.x

Os desenvolvedores podem optar por pular várias versões menores ao mesmo tempo para indicar que recursos significativos foram adicionados, mas não são suficientes para justificar o incremento de um número de versão principal; ex: de 5.1 para 5.5

Outros esquemas conferem significado em sequências individuais:

• major.minor[.build[.revision]] (ex: 1.2.12.102)

• major.minor[.maintenance[.build]] (ex: 1.4.3.5249)

Versionamento por Status mais Recente

Sufixo Alfanumérico: Esquema adotado pela versão semântica; traço e caracteres alfanuméricos para indicar status Status Numérico: Esquema que usa números para indicar status como se fosse parte da sequência; escolha típica é a terceira posição para o versionamento de quatro posições Numeric 90+: Esquema que também usa números, mas sob série de uma versão anterior; grande número na última posição, tipicamente 90 ou superior, comumente usado por projetos de código aberto mais antigos

Estágio de Desenvolvimento	Versionamento Semântico	Status Numérico	Numeric90+
Alpha	1.2.0-a.1	1.2.0.1	1.1.90
Beta	1.2.0-b.2	1.2.1.2	1.1.93
Release candidate (RC)	1.2.0-rc.3	1.2.2.3	1.1.97
Release	1.2.0	1.2.3.0	1.2.0
Post-release fixes	1.2.5	1.2.3.5	1.2.5