Lenguaje de Programación. Java

Lenguaje de Programación. Java

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Contenidos Artículos Programación

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Sistema binario

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Lenguaje de programación

17

Código fuente

26

Compilador

27

Intérprete (informática)

34

Lenguaje de máquina

37

Depuración de programas

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Java (lenguaje de programación)

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Referencias Fuentes y contribuyentes del artículo

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Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes

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Licencias de artículos Licencia

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Programación

Programación La programación es el proceso de diseñar, codificar, depurar y mantener el código fuente de programas computacionales. El código fuente es escrito en un lenguaje de programación. El propósito de la programación es crear programas que exhiban un comportamiento deseado. El proceso de escribir código requiere frecuentemente conocimientos en varias áreas distintas, además del dominio del lenguaje a utilizar, algoritmos especializados y lógica formal. Programar no involucra necesariamente otras tareas tales como el análisis y diseño de la aplicación (pero sí el diseño del código), aunque sí suelen estar fusionadas en el desarrollo de pequeñas aplicaciones.

Historia Para crear un programa, y que la computadora lo interprete y ejecute las instrucciones escritas en él, debe usarse un lenguaje de programación. En sus inicios las computadoras interpretaban sólo instrucciones en un lenguaje específico, del más bajo nivel, conocido como código máquina, siendo éste excesivamente complicado para programar. De hecho sólo consiste en cadenas de números 1 y 0 (sistema binario). Para facilitar el trabajo de programación, los primeros científicos que trabajaban en el área decidieron reemplazar las instrucciones, secuencias de unos y ceros, por palabras o letras provenientes del inglés; las codificaron y crearon así un lenguaje de mayor nivel, que se conoce como Assembly o lenguaje ensamblador. Por ejemplo, para sumar se usa la letra A de la palabra inglesa add (sumar). En realidad escribir en lenguaje ensamblador es básicamente lo mismo que hacerlo en lenguaje máquina, pero las letras y palabras son bastante más fáciles de recordar y entender que secuencias de números binarios. A medida que la complejidad de las tareas que realizaban las computadoras aumentaba, se hizo necesario disponer de un método sencillo para programar. Entonces, se crearon los lenguajes de alto nivel. Mientras que una tarea tan trivial como multiplicar dos números puede necesitar un conjunto de instrucciones en lenguaje ensamblador, en un lenguaje de alto nivel bastará con solo una. Una vez que se termina de escribir un programa, sea en ensamblador o en un lenguaje de alto nivel, es necesario compilarlo, es decir, traducirlo a lenguaje máquina.[1]

Léxico y programación La programación se rige por reglas y un conjunto más o menos reducido de órdenes, expresiones, instrucciones y comandos que tienden a asemejarse a una lengua natural acotada (en inglés); y que además tienen la particularidad de una reducida ambigüedad. Cuanto menos ambiguo es un lenguaje de programación, se dice, es más potente. Bajo esta premisa, y en el extremo, el lenguaje más potente existente es el binario, con ambigüedad nula (lo cual lleva a pensar así del lenguaje ensamblador). En los lenguajes de programación de alto nivel se distinguen diversos elementos entre los que se incluyen el léxico propio del lenguaje y las reglas semánticas y sintácticas.

Programas y algoritmos Un algoritmo es una secuencia no ambigua, finita y ordenada de instrucciones que han de seguirse para resolver un problema. Un programa normalmente implementa (traduce a un lenguaje de programación concreto) uno o más algoritmos. Un algoritmo puede expresarse de distintas maneras: en forma gráfica, como un diagrama de flujo, en forma de código como en pseudocódigo o un lenguaje de programación, en forma explicativa, etc. Los programas suelen subdividirse en partes menores, llamadas módulos, de modo que la complejidad algorítmica de cada una de las partes sea menor que la del programa completo, lo cual ayuda al desarrollo del programa. Esta es una práctica muy utilizada y se conoce como "refino progresivo". Según Niklaus Wirth, un programa está formado por los algoritmos y la estructura de datos.

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Programación Se han propuesto diversas técnicas de programación cuyo objetivo es mejorar tanto el proceso de creación de software como su mantenimiento. Entre ellas, se pueden mencionar las siguientes: • • • •

programación declarativa programación estructurada programación modular programación orientada a objetos

Compilación El programa escrito en un lenguaje de programación (fácilmente comprensible por el programador) es llamado programa fuente y no se puede ejecutar directamente en una computadora. La opción más común es compilar el programa obteniendo un módulo objeto, aunque también puede ejecutarse en forma más directa a través de un intérprete informático. El código fuente del programa se debe someter a un proceso de traducción para convertirlo en lenguaje máquina, código esté directamente ejecutable por el procesador. A este proceso se le llama compilación. Habitualmente la creación de un programa ejecutable (un típico.exe para Microsoft Windows o DOS) conlleva dos pasos. El primer paso se llama compilación (propiamente dicho) y traduce el código fuente escrito en un lenguaje de programación almacenado en un archivo a código en bajo nivel (normalmente en código objeto, no directamente a lenguaje máquina). El segundo paso se llama enlazado en el cual se enlaza el código de bajo nivel generado de todos los ficheros y subprogramas que se han mandado compilar y se añade el código de las funciones que hay en las bibliotecas del compilador para que el ejecutable pueda comunicarse directamente con el sistema operativo, traduciendo así finalmente el código objeto a código máquina, y generando un módulo ejecutable. Estos dos pasos se pueden hacer por separado, almacenando el resultado de la fase de compilación en archivos objetos (un típico.obj para Microsoft Windows, DOS o para Unix); para enlazarlos en fases posteriores, o crear directamente el ejecutable; con lo que la fase de compilación se almacena sólo temporalmente. Un programa podría tener partes escritas en varios lenguajes (por ejemplo C, C++ y ensamblador), que se podrían compilar de forma independiente y luego enlazar juntas para formar un único módulo ejecutable.

Programación e ingeniería del software Existe una tendencia a identificar el proceso de creación de un programa informático con la programación, que es cierta cuando se trata de programas pequeños para uso personal, y que dista de la realidad cuando se trata de grandes proyectos. El proceso de creación de software, desde el punto de vista de la ingeniería, incluye los siguientes pasos: 1. Reconocer la necesidad de un programa para solucionar un problema o identificar la posibilidad de automatización de una tarea. 2. Recoger los requisitos del programa. Debe quedar claro qué es lo que debe hacer el programa y para qué se necesita. 3. Realizar el análisis de los requisitos del programa. Debe quedar claro cómo debe realizar el programa las cosas que debe hacer. Las pruebas que comprueben la validez del programa se pueden especificar en esta fase. 4. Diseñar la arquitectura del programa. Se debe descomponer el programa en partes de complejidad abordable. 5. Implementar el programa. Consiste en realizar un diseño detallado, especificando completamente todo el funcionamiento del programa, tras lo cual la codificación (programación propiamente dicha) debería resultar inmediata. 6. Implantar (instalar) el programa. Consiste en poner el programa en funcionamiento junto con los componentes que pueda necesitar (bases de datos, redes de comunicaciones, etc.).

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Programación La ingeniería del software se centra en los pasos de planificación y diseño del programa, mientras que antiguamente (programación artesanal) la realización de un programa consistía casi únicamente en escribir el código, bajo sólo el conocimiento de los requisitos y con una modesta fase de análisis y diseño.

Referencias históricas La primera programadora de computadoras conocida fue Ada Lovelace, hija de Anabella Milbanke Byron y Lord Byron. Anabella introdujo en las matemáticas a Ada quien, después de conocer a Charles Babbage, tradujo y amplió una descripción de su máquina analítica. Incluso, aunque Babbage nunca completó la construcción de cualquiera de sus máquinas, el trabajo que Ada realizó con éstas le hizo ganarse el título de primera programadora de computadoras del mundo. El nombre del lenguaje de programación Ada fue escogido como homenaje a esta programadora. Este proceso está aplicado a todos los métodos científicos que actualmente se practican.

Objetivos de la programación La programación debe perseguir la obtención de programas de calidad. Para ello se establece una serie de factores que determinan la calidad de un programa. Algunos de los factores de calidad más importantes son los siguientes: • Corrección. Un programa es correcto si hace lo que debe hacer tal y como se estableció en las fases previas a su desarrollo. Para determinar si un programa hace lo que debe, es muy importante especificar claramente qué debe hacer el programa antes de desarrollarlo y, una vez acabado, compararlo con lo que realmente hace. • Claridad. Es muy importante que el programa sea lo más claro y legible posible, para facilitar así su desarrollo y posterior mantenimiento. Al elaborar un programa se debe intentar que su estructura sea sencilla y coherente, así como cuidar el estilo en la edición; de esta forma se ve facilitado el trabajo del programador, tanto en la fase de creación como en las fases posteriores de corrección de errores, ampliaciones, modificaciones, etc. Fases que pueden ser realizadas incluso por otro programador, con lo cual la claridad es aún más necesaria para que otros programadores puedan continuar el trabajo fácilmente. Algunos programadores llegan incluso a utilizar Arte ASCII para delimitar secciones de código. Otros, por diversión o para impedir un análisis cómodo a otros programadores, recurren al uso de código ofuscado. • Eficiencia. Se trata de que el programa, además de realizar aquello para lo que fue creado (es decir, que sea correcto), lo haga gestionando de la mejor forma posible los recursos que utiliza. Normalmente, al hablar de eficiencia de un programa, se suele hacer referencia al tiempo que tarda en realizar la tarea para la que ha sido creado y a la cantidad de memoria que necesita, pero hay otros recursos que también pueden ser de consideración al obtener la eficiencia de un programa, dependiendo de su naturaleza (espacio en disco que utiliza, tráfico de red que genera, etc.). • Portabilidad. Un programa es portable cuando tiene la capacidad de poder ejecutarse en una plataforma, ya sea hardware o software, diferente a aquélla en la que se elaboró. La portabilidad es una característica muy deseable para un programa, ya que permite, por ejemplo, a un programa que se ha desarrollado para sistemas GNU/Linux ejecutarse también en la familia de sistemas operativos Windows. Esto permite que el programa pueda llegar a más usuarios más fácilmente.

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Programación

Ciclo de vida del software El término ciclo de vida del software describe el desarrollo de software, desde la fase inicial hasta la fase final. El propósito de este programa es definir las distintas fases intermedias que se requieren para validar el desarrollo de la aplicación, es decir, para garantizar que el software cumpla los requisitos para la aplicación y verificación de los procedimientos de desarrollo: se asegura de que los métodos utilizados son apropiados. Estos programas se originan en el hecho de que es muy costoso rectificar los errores que se detectan tarde dentro de la fase de implementación. El ciclo de vida permite que los errores se detecten lo antes posible y por lo tanto, permite a los desarrolladores concentrarse en la calidad del software, en los plazos de implementación y en los costos asociados. El ciclo de vida básico de un software consta de los siguientes procedimientos: • Definición de objetivos: definir el resultado del proyecto y su papel en la estrategia global. • Análisis de los requisitos y su viabilidad: recopilar, examinar y formular los requisitos del cliente y examinar cualquier restricción que se pueda aplicar. • Diseño general: requisitos generales de la arquitectura de la aplicación. • Diseño en detalle: definición precisa de cada subconjunto de la aplicación. • Programación (programación e implementación): es la implementación de un lenguaje de programación para crear las funciones definidas durante la etapa de diseño. • Prueba de unidad: prueba individual de cada subconjunto de la aplicación para garantizar que se implementaron de acuerdo con las especificaciones. • Integración: para garantizar que los diferentes módulos se integren con la aplicación. Éste es el propósito de la prueba de integración que está cuidadosamente documentada. • Prueba beta (o validación), para garantizar que el software cumple con las especificaciones originales. • Documentación: sirve para documentar información necesaria para los usuarios del software y para desarrollos futuros. • Mantenimiento: para todos los procedimientos correctivos (mantenimiento correctivo) y las actualizaciones secundarias del software (mantenimiento continuo). El orden y la presencia de cada uno de estos procedimientos en el ciclo de vida de una aplicación dependen del tipo de modelo de ciclo de vida acordado entre el cliente y el equipo de desarrolladores.

Referencias Enlaces externos • • •

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Wikilibros •

Wikilibros alberga un libro o manual sobre Fundamentos de programación.

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Sistema binario

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Sistema binario El sistema binario, en ciencias e informática, es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Es el que se utiliza en las computadoras, debido a que trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo cual su sistema de numeración natural es el sistema binario (encendido 1, apagado 0).

Historia del sistema binario El antiguo matemático indio Pingala presentó la primera descripción que se conoce de un sistema de numeración binario en el siglo tercero antes de nuestra era, lo cual coincidió con su descubrimiento del concepto del número cero Una serie completa de 8 trigramas y 64 hexagramas (análogos a 3 bit) y números binarios de 6 bit eran conocidos en la antigua China en el texto clásico del I Ching. Series similares de combinaciones binarias también han sido utilizadas en sistemas de adivinación tradicionales africanos, como el Ifá, así como en la geomancia medieval occidental. Un arreglo binario ordenado de los hexagramas del I Ching, representando la secuencia decimal de 0 a 63, y un método para generar el mismo fue desarrollado por el erudito y filósofo Chino Shao Yong en el siglo XI. En 1605 Francis Bacon habló de un sistema por el cual las letras del alfabeto podrían reducirse a secuencias de dígitos binarios, las cuales podrían ser codificadas como variaciones apenas visibles en la fuente de cualquier texto arbitrario.

Página del artículo Explication de l'Arithmétique Binaire de Leibniz.

El sistema binario moderno fue documentado en su totalidad por Leibniz, en el siglo XVII, en su artículo "Explication de l'Arithmétique Binaire". En él se mencionan los símbolos binarios usados por matemáticos chinos. Leibniz utilizó el 0 y el 1, al igual que el sistema de numeración binario actual. En 1854, el matemático británico George Boole publicó un artículo que marcó un antes y un después, detallando un sistema de lógica que terminaría denominándose Álgebra de Boole. Dicho sistema desempeñaría un papel fundamental en el desarrollo del sistema binario actual, particularmente en el desarrollo de circuitos electrónicos.

Sistema binario

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Aplicaciones En 1937, Claude Shannon realizó su tesis doctoral en el MIT, en la cual implementaba el Álgebra de Boole y aritmética binaria utilizando relés y conmutadores por primera vez en la historia. Titulada Un Análisis Simbólico de Circuitos Conmutadores y Relés, la tesis de Shannon básicamente fundó el diseño práctico de circuitos digitales. En noviembre de 1937, George Stibitz, trabajando por aquel entonces en los Laboratorios Bell, construyó una computadora basada en relés —a la cual apodó "Modelo K" (porque la construyó en una cocina, en inglés "kitchen")— que utilizaba la suma binaria para realizar los cálculos. Los Laboratorios Bell autorizaron un completo programa de investigación a finales de 1938, con Stibitz al mando. El 8 de enero de 1940 terminaron el diseño de una "Calculadora de Números Complejos", la cual era capaz de realizar cálculos con números complejos. En una demostración en la conferencia de la Sociedad Americana de Matemáticas, el 11 de septiembre de 1940, Stibitz logró enviar comandos de manera remota a la Calculadora de Números Complejos a través de la línea telefónica mediante un teletipo. Fue la primera máquina computadora utilizada de manera remota a través de la línea de teléfono. Algunos participantes de la conferencia que presenciaron la demostración fueron John von Neumann, John Mauchly y Norbert Wiener, quien escribió acerca de dicho suceso en sus diferentes tipos de memorias en la cual alcanzó diferentes logros.

Representación ejemplo: el sistema binario puede ser representado solo por dos digitos Un número binario puede ser representado por cualquier secuencia de bits (dígitos binarios), que suelen representar cualquier mecanismo capaz de usar dos estados mutuamente excluyentes. Las siguientes secuencias de símbolos podrían ser interpretadas como el mismo valor numérico binario: 1 | x y

0 o n

1 | x y

0 o n

0 o n

1 | x y

1 | x y

0 o n

1 | x y

0 o n

El valor numérico representado en cada caso depende del valor asignado a cada símbolo. En una computadora, los valores numéricos pueden representar dos voltajes diferentes; también pueden indicar polaridades magnéticas sobre un disco magnético. Un "positivo", "sí", o "sobre el estado" no es necesariamente el equivalente al valor numérico de uno; esto depende de la nomenclatura usada. De acuerdo con la representación más habitual, que es usando números árabes, los números binarios comúnmente son escritos usando los símbolos 0 y 1. Los números binarios se escriben a menudo con subíndices, prefijos o sufijos para indicar su base. Las notaciones siguientes son equivalentes: • • • • • • •

100101 binario (declaración explícita de formato) 100101b (un sufijo que indica formato binario) 100101B (un sufijo que indica formato binario) bin 100101 (un prefijo que indica formato binario) 1001012 (un subíndice que indica base 2 (binaria) notación) %100101 (un prefijo que indica formato binario) 0b100101 (un prefijo que indica formato binario, común en lenguajes de programación)

Sistema binario

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Conversión entre binario y decimal Decimal a binario Se divide el número del sistema decimal entre 2, cuyo resultado entero se vuelve a dividir entre 2, y así sucesivamente hasta que el dividendo sea menor que el divisor, 2. Es decir, cuando el número a dividir sea 1 finaliza la división. A continuación se ordenan los restos empezando desde el último al primero, simplemente se colocan en orden inverso a como aparecen en la división, se les da la vuelta. Éste será el número binario que buscamos. Ejemplo Transformar el número decimal 131 en binario. El método es muy simple: 131 65 32 16 8 4 2 1

dividido dividido dividido dividido dividido dividido dividido dividido

entre 2 da 65 y el resto entre 2 da 32 y el resto entre 2 da 16 y el resto entre 2 da 8 y el resto entre 2 da 4 y el resto entre 2 da 2 y el resto entre 2 da 1 y el resto entre 2 da 0 y el resto -> Ordenamos los restos,

es igual a es igual a es igual a es igual a es igual a es igual a es igual a es igual a del último

1 1 0 0 0 0 0 1 al primero: 10000011

En sistema binario, 131 se escribe 10000011 Ejemplo Transformar el número decimal 100 en binario.

Otra forma de conversión consiste en un método parecido a la factorización en números primos. Es relativamente fácil dividir cualquier número entre 2. Este método consiste también en divisiones sucesivas. Dependiendo de si el número es par o impar, colocaremos un cero o un uno en la columna de la derecha. Si es impar, le restaremos uno y seguiremos dividiendo entre dos, hasta llegar a 1. Después sólo nos queda tomar el último resultado de la columna izquierda (que siempre será 1) y todos los de la columna de la derecha y ordenar los dígitos de abajo a arriba. Ejemplo 100|0 50|0 25|1 12|0

--> 1, 25-1=24 y seguimos dividiendo entre 2

Sistema binario 6|0 3|1 1|1

8

-->

Existe un último método denominado de distribución. Consiste en distribuir los unos necesarios entre las potencias sucesivas de 2 de modo que su suma resulte ser el número decimal a convertir. Sea por ejemplo el número 151, para el que se necesitarán las 8 primeras potencias de 2, ya que la siguiente, 28=256, es superior al número a convertir. Se comienza poniendo un 1 en 128, por lo que aún faltarán 23, 151-128 = 23, para llegar al 151. Este valor se conseguirá distribuyendo unos entre las potencias cuya suma dé el resultado buscado y poniendo ceros en el resto. En el ejemplo resultan ser las potencias 4, 2, 1 y 0, esto es, 16, 4, 2 y 1, respectivamente. Ejemplo 20= 1|0 1 2 = 2|0 2 2 = 4|0 23= 8|0 4 2 = 16|0 25= 32|0 26= 64|0 27= 128|1

Decimal (con decimales) a binario Para transformar un número del sistema decimal al sistema binario: 1. Se transforma la parte entera a binario. (Si la parte entera es 0 en binario será 0, si la parte entera es 1 en binario será 1, si la parte entera es 5 en binario será 101 y así sucesivamente). 2. Se sigue con la parte fraccionaria, multiplicando cada número por 2. Si el resultado obtenido es mayor o igual a 1 se anota como un uno (1) binario. Si es menor que 1 se anota como un 0 binario. (Por ejemplo, al multiplicar 0.6 por 2 obtenemos como resultado 1.2 lo cual indica que nuestro resultado es un uno (1) en binario, solo se toma la parte entera del resultado). 3. Después de realizar cada multiplicación, se colocan los números obtenidos en el orden de su obtención. 4. Algunos números se transforman en dígitos periódicos, por ejemplo: el 0.1. Ejemplo 0,3125 (decimal) Proceso: 0,3125 · 2 = 0,625 0,625 · 2 = 1,25 0,25 · 2 = 0,5 0,5 · 2 = 1 En orden: 0101

=> 0,0101 (binario). => => => => ->

0 1 0 1 0,0101 (binario)

Ejemplo 0,1 (decimal) Proceso: 0,1 · 2 = 0,2 0,2 · 2 = 0,4 0,4 · 2 = 0,8 0,8 · 2 = 1,6

=> 0,0 0011 0011 ... (binario). ==> ==> ==> ==>

0 0 0 1

Sistema binario 0,6 · 2 = 0,2 · 2 = 0,4 · 2 = 0,8 · 2 = 0,6 · 2 = En orden:

9 1,2 ==> 1 0,4 ==> 0 <--se repiten las cuatro cifras, periódicamente 0,8 ==> 0 <1,6 ==> 1 <1,2 ==> 1 <- ... 0 0011 0011 ... => 0,0 0011 0011 ... (binario periódico)

Ejemplo 5.5 = 5,5 5,5 (decimal) => 101,1 (binario). Proceso: 5 => 101 0,5 · 2 = 1 => 1 En orden: 1 (un sólo dígito fraccionario) -> 101,1 (binario) Ejemplo 6,83 (decimal) => 110,110101000111 (binario). Proceso: 6 => 110 0,83 · 2 = 1,66 => 1 0,66 · 2 = 1,32 => 1 0,32 · 2 = 0,64 => 0 0,64 · 2 = 1,28 => 1 0,28 · 2 = 0,56 => 0 0,56 · 2 = 1,12 => 1 0,12 · 2 = 0,24 => 0 0,24 · 2 = 0,48 => 0 0,48 · 2 = 0,96 => 0 0,96 · 2 = 1,92 => 1 0,92 · 2 = 1,84 => 1 0,84 · 2 = 1,68 => 1 En orden: 110101000111 (binario) Parte entera: 110 (binario) Encadenando parte entera y fraccionaria: 110,110101000111 (binario)

Binario a decimal Para realizar la conversión de binario a decimal, realice lo siguiente: 1. Inicie por el lado derecho del número en binario, cada cifra multiplíquela por 2 elevado a la potencia consecutiva (comenzando por la potencia 0, 20). 2. Después de realizar cada una de las multiplicaciones, sume todas y el número resultante será el equivalente al sistema decimal. Ejemplos: • (Los números de arriba indican la potencia a la que hay que elevar 2)

Sistema binario

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También se puede optar por utilizar los valores que presenta cada posición del número binario a ser transformado, comenzando de derecha a izquierda, y sumando los valores de las posiciones que tienen un 1. Ejemplo El número binario 1010010 corresponde en decimal al 82. Se puede representar de la siguiente manera:

entonces se suman los números 64, 16 y 2:

Para cambiar de binario con decimales a decimal se hace exactamente igual, salvo que la posición cero (en la que el dos es elevado a la cero) es la que está a la izquierda de la coma y se cuenta hacia la derecha a partir de -1:

Binario a decimal (con parte fraccionaria binaria) 1. Inicie por el lado izquierdo (la primera cifra a la derecha de la coma), cada número multiplíquelo por 2 elevado a la potencia consecutiva a la inversa (comenzando por la potencia -1, 2-1). 2.Después de realizar cada una de las multiplicaciones, sume todas y el número resultante será el equivalente al sistema decimal. Ejemplos • 0,101001 (binario) = 0,640625(decimal). Proceso: 1 · 2 elevado a -1 = 0 · 2 elevado a -2 = 1 · 2 elevado a -3 = 0 · 2 elevado a -4 = 0 · 2 elevado a -5 = 1 · 2 elevado a -6 = La suma es: 0,640625

0,5 0 0,125 0 0 0,015625

• 0,110111 (binario) = 0,859375(decimal). Proceso: 1 · 2 elevado a -1 = 1 · 2 elevado a -2 = 0 · 2 elevado a -3 = 1 · 2 elevado a -4 = 1 · 2 elevado a -5 = 1 · 2 elevado a -6 = La suma es: 0,859375

0,5 0,25 0 0,0625 0,03125 0,015625

Sistema binario

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Operaciones con números binarios Suma de números binarios La tabla de sumar para números binarios es la siguiente: + 0 1 0 0

1

1 1

10

Las posibles combinaciones al sumar dos bits son: • • • •

0+0=0 0+1=1 1+0=1 1 + 1 = 10

Note que al sumar 1 + 1 es 102, es decir, llevamos 1 a la siguiente posición de la izquierda (acarreo). Esto es equivalente, en el sistema decimal a sumar 9 + 1, que da 10: cero en la posición que estamos sumando y un 1 de acarreo a la siguiente posición. Ejemplo 1 10011000 + 00010101 ——————————— 10101101 Se puede convertir la operación binaria en una operación decimal, resolver la decimal, y después transformar el resultado en un (número) binario. Operamos como en el sistema decimal: comenzamos a sumar desde la derecha, en nuestro ejemplo, 1 + 1 = 10, entonces escribimos 0 en la fila del resultado y llevamos 1 (este "1" se llama acarreo o arrastre). A continuación se suma el acarreo a la siguiente columna: 1 + 0 + 0 = 1, y seguimos hasta terminar todas la columnas (exactamente como en decimal).

Resta de números binarios El algoritmo de la resta en sistema binario es el mismo que en el sistema decimal. Pero conviene repasar la operación de restar en decimal para comprender la operación binaria, que es más sencilla. Los términos que intervienen en la resta se llaman minuendo, sustraendo y diferencia. Las restas básicas 0 - 0, 1 - 0 y 1 - 1 son evidentes: • • • •

0-0=0 1-0=1 1-1=0 0 - 1 = 1 (se transforma en 10 - 1 = 1) (en sistema decimal equivale a 2 - 1 = 1)

La resta 0 - 1 se resuelve igual que en el sistema decimal, tomando una unidad prestada de la posición siguiente: 0 1 = 1 y me llevo 1, lo que equivale a decir en el sistema decimal, 2 - 1 = 1. Ejemplos 10001 -01010 ——————

11011001 -10101011 —————————

Sistema binario

12 00111

00101110

En sistema decimal sería: 17 - 10 = 7 y 217 - 171 = 46. Para simplificar las restas y reducir la posibilidad de cometer errores hay varios métodos: • Dividir los números largos en grupos. En el siguiente ejemplo, vemos cómo se divide una resta larga en tres restas cortas: 100110011101 -010101110010 ————————————— 010000101011

1001 1001 1101 -0101 -0111 -0010 = ————— ————— 0100 0010 1011

—————

• Utilizando el complemento a dos (C2). La resta de dos números binarios puede obtenerse sumando al minuendo el «complemento a dos» del sustraendo. Ejemplo La siguiente resta, 91 - 46 = 45, en binario es: 1011011 -0101110 ———————— 0101101

el C2 de 0101110 es 1010010 ————————

1011011 +1010010 10101101

En el resultado nos sobra un bit, que se desborda por la izquierda. Pero, como el número resultante no puede ser más largo que el minuendo, el bit sobrante se desprecia. Un último ejemplo: vamos a restar 219 - 23 = 196, directamente y utilizando el complemento a dos: 11011011 -00010111 el C2 de 00010111 es 11101001 ————————— ————————— 11000100

11011011 +11101001 111000100

Y, despreciando el bit que se desborda por la izquierda, llegamos al resultado correcto: 11000100 en binario, 196 en decimal. • Utilizando el complemento a uno. La resta de dos números binarios puede obtenerse sumando al minuendo el complemento a uno del sustraendo y a su vez sumarle el bit que se desborda.

Producto de números binarios La tabla de multiplicar para números binarios es la siguiente:

Sistema binario

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· 0 1 0 0

0

1 0

1

El algoritmo del producto en binario es igual que en números decimales; aunque se lleva a cabo con más sencillez, ya que el 0 multiplicado por cualquier número da 0, y el 1 es el elemento neutro del producto. Por ejemplo, multipliquemos 10110 por 1001: 10110 1001 ————————— 10110 00000 00000 10110 ————————— 11000110 En sistemas electrónicos, donde suelen usarse números mayores, se utiliza el método llamado algoritmo de Booth. 11101111 111011 __________ 11101111 11101111 00000000 11101111 11101111 11101111 ______________ 11011100010101

División de números binarios La división en binario es similar a la decimal; la única diferencia es que a la hora de hacer las restas, dentro de la división, éstas deben ser realizadas en binario. Ejemplo Dividir 100010010 (274) entre 1101 (13): 100010010 /1101 = 010101 -0000 ——————— 10001 -1101 ——————— 01000 - 0000 ——————— 10000

Sistema binario

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- 1101 ——————— 00111 - 0000 ——————— 01110 - 1101 ——————— 00001

Conversión entre sistema binario y octal Sistema Binario a octal Debido a que el sistema octal tiene como base 8, que es la tercera potencia de 2, y que dos es la base del sistema binario, es posible establecer un método directo para convertir de la base dos a la base ocho, sin tener que convertir de binario a decimal y luego de decimal a octal. Este método se describe a continuación: Para realizar la conversión de binario a octal, realice lo siguiente: 1) Agrupe la cantidad binaria en grupos de 3 en 3 iniciando por el lado derecho. Si al terminar de agrupar no completa 3 dígitos, entonces agregue ceros a la izquierda. 2) Posteriormente vea el valor que corresponde de acuerdo a la tabla: Número en binario 000 001 010 011 100 101 110 111 Número en octal

0

1

2

3

4

5

6

7

3) La cantidad correspondiente en octal se agrupa de izquierda a derecha. Ejemplos • 110111 (binario) = 67 (octal). Proceso: 111 = 7 110 = 6 Agrupe de izquierda a derecha: 67 • 11001111 (binario) = 317 (octal). Proceso: 111 = 7 001 = 1 11 entonces agregue un cero, con lo que se obtiene 011 = 3 Agrupe de izquierda a derecha: 317 • 1000011 (binario) = 103 (octal). Proceso: 011 = 3 000 = 0 1 entonces agregue 001 = 1 Agrupe de izquierda a derecha: 103 Si el número binario tiene parte decimal, se agrupa de tres en tres desde el punto decimal hacia la derecha siguiendo los mismos criterios establecidos anteriormente para números enteros. Por ejemplo:

Sistema binario

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0.01101 (binario) = 0.32 (octal) Proceso: 011 = 3 01 entonces agrege 010 = 2 Agrupe de izquierda a derecha: 32 Agrege la parte entera: 0.32

Octal a binario Cada dígito octal se convierte en su binario equivalente de 3 bits y se juntan en el mismo orden. Ejemplo • 247 (octal) = 010100111 (binario). El 2 en binario es 10, pero en binario de 3 bits es Oc(2) = B(010); el Oc(4) = B(100) y el Oc(7) = (111), luego el número en binario será 010100111.

Conversión entre binario y hexadecimal Binario a hexadecimal Para realizar la conversión de binario a hexadecimal, realice lo siguiente: 1) Agrupe la cantidad binaria en grupos de 4 en 4 iniciando por el lado derecho. Si al terminar de agrupar no completa 4 dígitos, entonces agregue ceros a la izquierda. 2) Posteriormente vea el valor que corresponde de acuerdo a la tabla: Número en binario

0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

Número en hexadecimal 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A

B

C

D

E

F

3) La cantidad correspondiente en hexadecimal se agrupa de derecha a izquierda. Ejemplos • 110111010 (binario) = 1BA (hexadecimal). Proceso: 1010 = A 1011 = B 1 entonces agregue 0001 = 1 Agrupe de derecha a izquierda: 1BA • 11011110101 (binario) = 6F5 (hexadecimal). Proceso: 0101 = 5 1111 = F 110 entonces agregue 0110 = 6 Agrupe de derecha a izquierda: 6F5

Hexadecimal a binario Note que para pasar de Hexadecimal a binario, se remplaza el número Hexadecimal por el equivalente de 4 bits, de forma similar a como se hace de octal a binario.

Tabla de conversión entre decimal, binario, hexadecimal, octal, BCD, Exceso 3 y Gray o Reflejado

Sistema binario

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Decimal Binario Hexadecimal Octal

BCD

Exceso 3 Gray o Reflejado

0

0000

0

0

0000

0011

0000

1

0001

1

1

0001

0100

0001

2

0010

2

2

0010

0101

0011

3

0011

3

3

0011

0110

0010

4

0100

4

4

0100

0111

0110

5

0101

5

5

0101

1000

0111

6

0110

6

6

0110

1001

0101

7

0111

7

7

0111

1010

0100

8

1000

8

10

1000

1011

1100

9

1001

9

11

1001

1100

1101

10

1010

A

12

0001 0000

1111

11

1011

B

13

0001 0001

1110

12

1100

C

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0001 0010

1010

13

1101

D

15

0001 0011

1011

14

1110

E

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0001 0100

1001

15

1111

F

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0001 0101

1000

Factorialización • Tabla de conversión entre binario, factor binario, hexadecimal, octal y decimal Binario

0000 0010 21

2

2

2

0000 0100 22

4

4

4

0000 1000 23

8

10

8

0001 0000 24

10

20

16

0010 0000 25

20

40

32

0100 0000 26

40

100

64

1000 0000 27

80

200

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Enlaces externos • Convertidor Binario/Hex/Decimal [1]

Referencias [1] http:/ / calc. 50x. eu/

Factor binario Hexadecimal Octal Decimal


Lenguaje de programación Un lenguaje de programación es un idioma artificial diseñado para expresar procesos que pueden ser llevadas a cabo por máquinas como las computadoras. Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de una máquina, para expresar algoritmos con precisión, o como modo de comunicación humana.[1] Está formado por un conjunto de símbolos y reglas Captura de la microcomputadora Commodore PET-32 mostrando un sintácticas y semánticas que definen su estructura y el programa en el lenguaje de programación BASIC, bajo el emulador significado de sus elementos y expresiones. Al proceso VICE en una distribución GNU/Linux. por el cual se escribe, se prueba, se depura, se compila y se mantiene el código fuente de un programa informático se le llama programación. También la palabra programación se define como el proceso de creación de un programa de computadora, mediante la aplicación de procedimientos lógicos, a través de los siguientes pasos: • El desarrollo lógico del programa para resolver un problema en particular. • Escritura de la lógica del programa empleando un lenguaje de programación específico (codificación del programa). • Ensamblaje o compilación del programa hasta convertirlo en lenguaje de máquina. • Prueba y depuración del programa. • Desarrollo de la documentación. Existe un error común que trata por sinónimos los términos 'lenguaje de programación' y 'lenguaje informático'. Los lenguajes informáticos engloban a los lenguajes de programación y a otros más, como por ejemplo HTML (lenguaje para el marcado de páginas web que no es propiamente un lenguaje de programación, sino un conjunto de instrucciones que permiten diseñar el contenido de los documentos). Permite especificar de manera precisa sobre qué datos debe operar una computadora, cómo deben ser almacenados o transmitidos y qué acciones debe tomar bajo una variada gama de circunstancias. Todo esto, a través de un lenguaje que intenta estar relativamente próximo al lenguaje humano o natural. Una característica relevante de los lenguajes de programación es precisamente que más de un programador pueda usar un conjunto común de instrucciones que sean comprendidas entre ellos para realizar la construcción de un programa de forma colaborativa.

Historia Para que la computadora entienda nuestras instrucciones debe usarse un lenguaje específico conocido como código máquina, el cual la máquina comprende fácilmente, pero que lo hace excesivamente complicado para las personas. De hecho sólo consiste en cadenas extensas de números 0 y 1. Para facilitar el trabajo, los primeros operadores de computadoras Código Fortran en una tarjeta perforada, decidieron hacer un traductor para reemplazar los 0 y 1 por palabras o mostrando el uso especializado de las columnas abstracción de palabras y letras provenientes del inglés; éste se conoce 1-5, 6 y 73-80. como lenguaje ensamblador. Por ejemplo, para sumar se usa la letra A de la palabra inglesa add (sumar). El lenguaje ensamblador sigue la misma estructura del lenguaje máquina, pero las letras y palabras son más fáciles de recordar y entender que los números.

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Lenguaje de programación La necesidad de recordar secuencias de programación para las acciones usuales llevó a denominarlas con nombres fáciles de memorizar y asociar: ADD (sumar), SUB (restar), MUL (multiplicar), CALL (ejecutar subrutina), etc. A esta secuencia de posiciones se le denominó "instrucciones", y a este conjunto de instrucciones se le llamó lenguaje ensamblador. Posteriormente aparecieron diferentes lenguajes de programación, los cuales reciben su denominación porque tienen una estructura sintáctica similar a los lenguajes escritos por los humanos, denominados también lenguajes de alto nivel. La primera programadora de computadora conocida fue Ada Lovelace, hija de Anabella Milbanke Byron y Lord Byron. Anabella introdujo en las matemáticas a Ada quien, después de conocer a Charles Babbage, tradujo y amplió una descripción de su máquina analítica. Incluso aunque Babbage nunca completó la construcción de cualquiera de sus máquinas, el trabajo que Ada realizó con éstas le hizo ganarse el título de primera programadora de computadoras del mundo. El nombre del lenguaje de programación Ada fue escogido como homenaje a esta programadora. A finales de 1953, John Backus sometió una propuesta a sus superiores en IBM para desarrollar una alternativa más práctica al lenguaje ensamblador para programar la computadora central IBM 704. El histórico equipo Fortran de Backus consistió en los programadores Richard Goldberg, Sheldon F. Best, Harlan Herrick, Peter Sheridan, Roy Nutt, Robert Nelson, Irving Ziller, Lois Haibt y David Sayre.[2] El primer manual para el lenguaje Fortran apareció en octubre de 1956, con el primer compilador Fortran entregado en abril de 1957. Esto era un compilador optimizado, porque los clientes eran reacios a usar un lenguaje de alto nivel a menos que su compilador pudiera generar código cuyo desempeño fuera comparable al de un código hecho a mano en lenguaje ensamblador. En 1960, se creó COBOL, uno de los lenguajes usados aún en la actualidad, en informática de gestión. A medida que la complejidad de las tareas que realizaban las computadoras aumentaba, se hizo necesario disponer de un método más eficiente para programarlas. Entonces, se crearon los lenguajes de alto nivel, como lo fue BASIC en las versiones introducidas en los microordenadores de la década de 1980. Mientras que una tarea tan sencilla como sumar dos números puede necesitar varias instrucciones en lenguaje ensamblador, en un lenguaje de alto nivel bastará una sola sentencia.

Elementos Variables y Vectores Las variables podrían calificarse como contenedores de datos y por ello se diferencian según el tipo de dato que son capaces de almacenar. En la mayoría de lenguajes de programación se requiere especificar un tipo de variable concreto para guardar un dato concreto. Por ejemplo, en Java, si deseamos guardar una cadena de texto deberemos especificar que la variable es del tipo "String". Por contra en otros lenguajes como PHP, este tipo de especificación de variables no es necesario. Además también existen variables compuestas por varias variables llamadas vectores. Un vector no es más que un conjunto de variables consecutivas en memoria y del mismo tipo guardadas dentro de una variable contenedor. A continuación añadimos un listado con los tipos de variables y vectores más comunes: -Variables tipo Char: Estas variables contienen un único carácter, es decir, una letra, un signo o un número. -Variables tipo Int: Contienen un número entero. -Variables tipo float: Contienen un número decimal. -Variables tipo String: Contienen cadenas de texto, o lo que es lo mismo, es un vector con varias variables del tipo Char. -Variables del tipo Boolean: Solo pueden contener un 0 o un 1. El cero es considerado para muchos lenguajes como el literal "False" mientras que el 1 se considera "True".

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Condicionantes Los condicionantes son estructuras de código que indican que, para que cierta parte del programa se ejecute, deben cumplirse ciertas premisas; por ejemplo: que dos valores sean iguales, que un valor exista, que un valor sea mayor que otro... Estos condicionantes por lo general solo se ejecutan una vez a lo largo del programa. Los condicionantes más conocidos y empleados en programación son: • If: Indica una condición para que se ejecute una parte del programa. • Else if: Siempre va precedido de un "If" e indica una condición para que se ejecute una parte del programa siempre que no cumpla la condición del if previo y si se cumpla con la que el "else if" especifique. • Else: Siempre precedido de "If" y en ocasiones de "Else If". Indica que debe ejecutarse cuando no se cumplan las condiciones prévias.

Bucles Los bucles son parientes cercanos de los condicionantes, pero ejecutan constantemente un código mientras se cumpla una determinada condición. Los más frecuentes son: • For: Ejecuta un código mientras una variable se encuentre entre 2 determinados parámetros. • While: Ejecuta un código mientras se cumpla la condición que solicita. Hay que decir que a pesar de que existan distintos tipos de bucles, ambos son capaces de realizar exactamente las mismas funciones. El empleo de uno u otro depende, por lo general, del gusto del programador.

Funciones Las funciones se crearon para evitar tener que repetir constantemente fragmentos de código. Una función podría considerarse como una variable que encierra código dentro de si. Por lo tanto cuando accedemos a dicha variable (la función) en realidad lo que estamos es diciendo al programa que ejecute un determinado código predefinido anteriormente. Todos los lenguajes de programación tienen algunos elementos de formación primitivos para la descripción de los datos y de los procesos o transformaciones aplicadas a estos datos (tal como la suma de dos números o la selección de un elemento que forma parte de una colección). Estos elementos primitivos son definidos por reglas sintácticas y semánticas que describen su estructura y significado respectivamente.

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Sintaxis A la forma visible de un lenguaje de programación se le conoce como sintaxis. La mayoría de los lenguajes de programación son puramente textuales, es decir, utilizan secuencias de texto que incluyen palabras, números y puntuación, de manera similar a los lenguajes naturales escritos. Por otra parte, hay algunos lenguajes de programación que son más gráficos en su naturaleza, utilizando relaciones visuales entre símbolos para especificar un programa. La sintaxis de un lenguaje de programación describe las combinaciones posibles de los símbolos que forman un programa Con frecuencia se resaltan los elementos de la sintaxis con colores diferentes sintácticamente correcto. El significado que se para facilitar su lectura. Este ejemplo está escrito en Python. le da a una combinación de símbolos es manejado por su semántica (ya sea formal o como parte del código duro de la referencia de implementación). Dado que la mayoría de los lenguajes son textuales, este artículo trata de la sintaxis textual. La sintaxis de los lenguajes de programación es definida generalmente utilizando una combinación de expresiones regulares (para la estructura léxica) y la Notación de Backus-Naur (para la estructura gramática). Este es un ejemplo de una gramática simple, tomada de Lisp: expresión átomo número símbolo lista

::= ::= ::= ::= ::=

átomo | lista número | símbolo [+-]? ['0'-'9']+ ['A'-'Z'] ['a'-'z'].* '(' expresión* ')'

Con esta gramática se especifica lo siguiente: • una expresión puede ser un átomo o una lista; • un átomo puede ser un número o un símbolo; • un número es una secuencia continua de uno o más dígitos decimales, precedido opcionalmente por un signo más o un signo menos; • un símbolo es una letra seguida de cero o más caracteres (excluyendo espacios); y • una lista es un par de paréntesis que abren y cierran, con cero o más expresiones en medio. Algunos ejemplos de secuencias bien formadas de acuerdo a esta gramática: '12345', '()', '(a b c232 (1))' No todos los programas sintácticamente correctos son semánticamente correctos. Muchos programas sintácticamente correctos tienen inconsistencias con las reglas del lenguaje; y pueden (dependiendo de la especificación del lenguaje y la solidez de la implementación) resultar en un error de traducción o ejecución. En algunos casos, tales programas pueden exhibir un comportamiento indefinido. Además, incluso cuando un programa está bien definido dentro de un lenguaje, todavía puede tener un significado que no es el que la persona que lo escribió estaba tratando de construir. Usando el lenguaje natural, por ejemplo, puede no ser posible asignarle significado a una oración gramaticalmente válida o la oración puede ser falsa:

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Lenguaje de programación • "Las ideas verdes y descoloridas duermen furiosamente" es una oración bien formada gramaticalmente pero no tiene significado comúnmente aceptado. • "Juan es un soltero casado" también está bien formada gramaticalmente pero expresa un significado que no puede ser verdadero. El siguiente fragmento en el lenguaje C es sintácticamente correcto, pero ejecuta una operación que no está definida semánticamente (dado que p es un apuntador nulo, las operaciones p->real y p->im no tienen ningún significado): complex *p = NULL; complex abs_p = sqrt (p->real * p->real + p->im * p->im); Si la declaración de tipo de la primera línea fuera omitida, el programa dispararía un error de compilación, pues la variable "p" no estaría definida. Pero el programa sería sintácticamente correcto todavía, dado que las declaraciones de tipo proveen información semántica solamente. La gramática necesaria para especificar un lenguaje de programación puede ser clasificada por su posición en la Jerarquía de Chomsky. La sintaxis de la mayoría de los lenguajes de programación puede ser especificada utilizando una gramática Tipo-2, es decir, son gramáticas libres de contexto. Algunos lenguajes, incluyendo a Perl y a Lisp, contienen construcciones que permiten la ejecución durante la fase de análisis. Los lenguajes que permiten construcciones que permiten al programador alterar el comportamiento de un analizador hacen del análisis de la sintaxis un problema sin decisión única, y generalmente oscurecen la separación entre análisis y ejecución. En contraste con el sistema de macros de Lisp y los bloques BEGIN de Perl, que pueden tener cálculos generales, las macros de C son meros reemplazos de cadenas, y no requieren ejecución de código.

Semántica estática La semántica estática define las restricciones sobre la estructura de los textos válidos que resulta imposible o muy difícil expresar mediante formalismos sintácticos estándar. Para los lenguajes compilados, la semántica estática básicamente incluye las reglas semánticas que se pueden verificar en el momento de compilar. Por ejemplo el chequeo de que cada identificador sea declarado antes de ser usado (en lenguajes que requieren tales declaraciones) o que las etiquetas en cada brazo de una estructura case sean distintas. Muchas restricciones importantes de este tipo, como la validación de que los identificadores sean usados en los contextos apropiados (por ejemplo no sumar un entero al nombre de una función), o que las llamadas a subrutinas tengan el número y tipo de parámetros adecuado, puede ser implementadas definiéndolas como reglas en una lógica conocida como sistema de tipos. Otras formas de análisis estáticos, como los análisis de flujo de datos, también pueden ser parte de la semántica estática. Nuevos lenguajes de programación como Java y C# tienen un análisis definido de asignaciones, una forma de análisis de flujo de datos, como parte de su semántica estática.

Sistema de tipos Un sistema de tipos define la manera en la cual un lenguaje de programación clasifica los valores y expresiones en tipos, cómo pueden ser manipulados dichos tipos y cómo interactúan. El objetivo de un sistema de tipos es verificar y normalmente poner en vigor un cierto nivel de exactitud en programas escritos en el lenguaje en cuestión, detectando ciertas operaciones inválidas. Cualquier sistema de tipos decidible tiene sus ventajas y desventajas: mientras por un lado rechaza muchos programas incorrectos, también prohíbe algunos programas correctos aunque poco comunes. Para poder minimizar esta desventaja, algunos lenguajes incluyen lagunas de tipos, conversiones explícitas no checadas que pueden ser usadas por el programador para permitir explícitamente una operación normalmente no permitida entre diferentes tipos. En la mayoría de los lenguajes con tipos, el sistema de tipos es usado solamente para checar los tipos de los programas, pero varios lenguajes, generalmente funcionales, llevan a cabo lo que se conoce como inferencia de tipos, que le quita al programador la tarea de especificar los tipos. Al

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Lenguaje de programación diseño y estudio formal de los sistemas de tipos se le conoce como teoría de tipos. Lenguajes tipados versus lenguajes no tipados Se dice que un lenguaje tiene tipos si la especificación de cada operación define tipos de datos para los cuales la operación es aplicable, con la implicación de que no es aplicable a otros tipos. Por ejemplo, "este texto entre comillas" es una cadena. En la mayoría de los lenguajes de programación, dividir un número por una cadena no tiene ningún significado. Por tanto, la mayoría de los lenguajes de programación modernos rechazaran cualquier intento de ejecutar dicha operación por parte de algún programa. En algunos lenguajes, estas operaciones sin significado son detectadas cuando el programa es compilado (validación de tipos "estática") y son rechazadas por el compilador, mientras en otros son detectadas cuando el programa es ejecutado (validación de tipos "dinámica") y se genera una excepción en tiempo de ejecución. Un caso especial de lenguajes de tipo son los lenguajes de tipo sencillo. Estos son con frecuencia lenguajes de marcado o de scripts, como REXX o SGML, y solamente cuentan con un tipo de datos; comúnmente cadenas de caracteres que luego son usadas tanto para datos numéricos como simbólicos. En contraste, un lenguaje sin tipos, como la mayoría de los lenguajes ensambladores, permiten que cualquier operación se aplique a cualquier dato, que por lo general se consideran secuencias de bits de varias longitudes. Lenguajes de alto nivel sin datos incluyen BCPL y algunas variedades de Forth. En la práctica, aunque pocos lenguajes son considerados con tipo desde el punto de vista de la teoría de tipos (es decir, que verifican o rechazan todas las operaciones), la mayoría de los lenguajes modernos ofrecen algún grado de manejo de tipos. Si bien muchos lenguajes de producción proveen medios para brincarse o subvertir el sistema de tipos. Tipos estáticos versus tipos dinámicos En lenguajes con tipos estáticos se determina el tipo de todas las expresiones antes de la ejecución del programa (típicamente al compilar). Por ejemplo, 1 y (2+2) son expresiones enteras; no pueden ser pasadas a una función que espera una cadena, ni pueden guardarse en una variable que está definida como fecha. Los lenguajes con tipos estáticos pueden manejar tipos explícitos o tipos inferidos. En el primer caso, el programador debe escribir los tipos en determinadas posiciones textuales. En el segundo caso, el compilador infiere los tipos de las expresiones y las declaraciones de acuerdo al contexto. La mayoría de los lenguajes populares con tipos estáticos, tales como C++, C# y Java, manejan tipos explícitos. Inferencia total de los tipos suele asociarse con lenguajes menos populares, tales como Haskell y ML. Sin embargo, muchos lenguajes de tipos explícitos permiten inferencias parciales de tipo; tanto Java y C#, por ejemplo, infieren tipos en un número limitado de casos. Los lenguajes con tipos dinámicos determinan la validez de los tipos involucrados en las operaciones durante la ejecución del programa. En otras palabras, los tipos están asociados con valores en ejecución en lugar de expresiones textuales. Como en el caso de lenguajes con tipos inferidos, los lenguajes con tipos dinámicos no requieren que el programador escriba los tipos de las expresiones. Entre otras cosas, esto permite que una misma variable se pueda asociar con valores de tipos distintos en diferentes momentos de la ejecución de un programa. Sin embargo, los errores de tipo no pueden ser detectados automáticamente hasta que se ejecuta el código, dificultando la depuración de los programas. Ruby, Lisp, JavaScript y Python son lenguajes con tipos dinámicos.

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Tipos débiles y tipos fuertes Los lenguajes débilmente tipados permiten que un valor de un tipo pueda ser tratado como de otro tipo, por ejemplo una cadena puede ser operada como un número. Esto puede ser útil a veces, pero también puede permitir ciertos tipos de fallas que no pueden ser detectadas durante la compilación o a veces ni siquiera durante la ejecución. Los lenguajes fuertemente tipados evitan que pase lo anterior. Cualquier intento de llevar a cabo una operación sobre el tipo equivocado dispara un error. A los lenguajes con tipos fuertes se les suele llamar de tipos seguros. Lenguajes con tipos débiles como Perl y JavaScript permiten un gran número de conversiones de tipo implícitas. Por ejemplo en JavaScript la expresión 2 * x convierte implícitamente x a un número, y esta conversión es exitosa inclusive cuando x es null, undefined, un Array o una cadena de letras. Estas conversiones implícitas son útiles con frecuencia, pero también pueden ocultar errores de programación. Las características de estáticos y fuertes son ahora generalmente consideradas conceptos ortogonales, pero su trato en diferentes textos varia. Algunos utilizan el término de tipos fuertes para referirse a tipos fuertemente estáticos o, para aumentar la confusión, simplemente como equivalencia de tipos estáticos. De tal manera que C ha sido llamado tanto lenguaje de tipos fuertes como lenguaje de tipos estáticos débiles.

Implementación La implementación de un lenguaje es la que provee una manera de que se ejecute un programa para una determinada combinación de software y hardware. Existen básicamente dos maneras de implementar un lenguaje: compilación e interpretación. • Compilación: es el proceso que traduce un programa escrito en un lenguaje de programación a otro lenguaje de programación, generando un programa equivalente que la máquina será capaz interpretar. 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.

Código fuente de un programa escrito en el lenguaje de

• Interpretación: es una asignación de significados a las programación Java. fórmulas bien formadas de un lenguaje formal. Como los lenguajes formales pueden definirse en términos puramente sintácticos, sus fórmulas bien formadas pueden no ser más que cadenas de símbolos sin ningún significado. Una interpretación otorga significado a esas fórmulas. Se puede también utilizar una alternativa para traducir lenguajes de alto nivel. En lugar de traducir el programa fuente y grabar en forma permanente el código objeto que se produce durante la compilación para utilizarlo en una ejecución 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 procesamiento de los datos. El código objeto no se graba para utilizarlo posteriormente. La siguiente vez que se utilice una instrucción, se la deberá interpretar otra vez y traducir a lenguaje máquina. Por ejemplo, durante el procesamiento repetitivo de los pasos de un ciclo o bucle, cada instrucción del bucle tendrá que volver a ser interpretada en cada ejecución repetida del 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

Lenguaje de programación una 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 ejecución del código. La mayoría de lenguajes de alto nivel permiten la programación multipropósito, aunque muchos de ellos fueron diseñados para permitir programación dedicada, como lo fue el Pascal con las matemáticas en su comienzo. También se han implementado lenguajes educativos infantiles como Logo mediante una serie de simples instrucciones. En la actualidad son muy populares algunos lenguajes especialmente indicados para aplicaciones web, como Perl, PHP, Ruby, Python o JavaScript.

Técnica Para escribir programas que proporcionen los mejores resultados, cabe tener en cuenta una serie de detalles. • Corrección. Un programa es correcto si hace lo que debe hacer tal y como se estableció en las fases previas a su desarrollo. Para determinar si un programa hace lo que debe, es muy importante especificar claramente qué debe hacer el programa antes de desarrollarlo y, una vez acabado, compararlo con lo que realmente hace. • Claridad. Es muy importante que el programa sea lo más claro Libros sobre diversos lenguajes de programación. y legible posible, para facilitar así su desarrollo y posterior mantenimiento. Al elaborar un programa se debe intentar que su estructura sea sencilla y coherente, así como cuidar el estilo en la edición; de esta forma se ve facilitado el trabajo del programador, tanto en la fase de creación como en las fases posteriores de corrección de errores, ampliaciones, modificaciones, etc. Fases que pueden ser realizadas incluso por otro programador, con lo cual la claridad es aún más necesaria para que otros programadores puedan continuar el trabajo fácilmente. Algunos programadores llegan incluso a utilizar Arte ASCII para delimitar secciones de código. Otros, por diversión o para impedir un análisis cómodo a otros programadores, recurren al uso de código ofuscado. • Eficiencia. Se trata de que el programa, además de realizar aquello para lo que fue creado (es decir, que sea correcto), lo haga gestionando de la mejor forma posible los recursos que utiliza. Normalmente, al hablar de eficiencia de un programa, se suele hacer referencia al tiempo que tarda en realizar la tarea para la que ha sido creado y a la cantidad de memoria que necesita, pero hay otros recursos que también pueden ser de consideración al obtener la eficiencia de un programa, dependiendo de su naturaleza (espacio en disco que utiliza, tráfico de red que genera, etc.). • Portabilidad. Un programa es portable cuando tiene la capacidad de poder ejecutarse en una plataforma, ya sea hardware o software, diferente a aquella en la que se elaboró. La portabilidad es una característica muy deseable para un programa, ya que permite, por ejemplo, a un programa que se ha desarrollado para sistemas GNU/Linux ejecutarse también en la familia de sistemas operativos Windows. Esto permite que el programa pueda llegar a más usuarios más fácilmente.

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Paradigmas Los programas se pueden clasificar por el paradigma del lenguaje que se use para producirlos. Los principales paradigmas son: imperativos, declarativos y orientación a objetos. Los programas que usan un lenguaje imperativo especifican un algoritmo, usan declaraciones, expresiones y sentencias.[3] Una declaración asocia un nombre de variable con un tipo de dato, por ejemplo: var x: integer;. Una expresión contiene un valor, por ejemplo: 2 + 2 contiene el valor 4. Finalmente, una sentencia debe asignar una expresión a una variable o usar el valor de una variable para alterar el flujo de un programa, por ejemplo: x := 2 + 2; if x == 4 then haz_algo();. Una crítica común en los lenguajes imperativos es el efecto de las sentencias de asignación sobre una clase de variables llamadas "no locales".[4] Los programas que usan un lenguaje declarativo especifican las propiedades que la salida debe conocer y no especifica cualquier detalle de implementación. Dos amplias categorías de lenguajes declarativos son los lenguajes funcionales y los lenguajes lógicos. Los lenguajes funcionales no permiten asignaciones de variables no locales, así, se hacen más fácil, por ejemplo, programas como funciones matemáticas.[4] El principio detrás de los lenguajes lógicos es definir el problema que se quiere resolver (el objetivo) y dejar los detalles de la solución al sistema.[5] El objetivo es definido dando una lista de sub-objetivos. Cada sub-objetivo también se define dando una lista de sus sub-objetivos, etc. Si al tratar de buscar una solución, una ruta de sub-objetivos falla, entonces tal sub-objetivo se descarta y sistemáticamente se prueba otra ruta. La forma en la cual se programa puede ser por medio de texto o de forma visual. En la programación visual los elementos son manipulados gráficamente en vez de especificarse por medio de texto.

Referencias [2] [3] [4] [5]

http:/ / www. softwarepreservation. org/ projects/ FORTRAN/ index. html#By_FORTRAN_project_members (en inglés). (en inglés). (en inglés).

Enlaces externos • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Lenguaje de programación. Commons • Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Lenguaje de programación.Wikiversidad Wikilibros • Wikilibros alberga un libro o manual sobre Fundamentos de programación. • Árbol genealógico de los lenguajes de programación (http://www.levenez.com/lang/) (en inglés) • Lista de lenguajes de programación (http://people.ku.edu/~nkinners/LangList/Extras/langlist.htm) (en inglés) • Lenguajes clasificados por paradigmas de programación: definiciones, ventajas y desventajas. (http://www. alegsaonline.com/art/13.php)

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Código fuente

Código fuente El código fuente de un programa informático (o software) es un conjunto de líneas de texto que son las instrucciones que debe seguir la computadora para ejecutar dicho programa. Por tanto, en el código fuente de un programa está descrito por completo su funcionamiento. El código fuente de un programa está escrito por un programador en algún lenguaje de programación, pero en este primer estado no es directamente ejecutable por la computadora, sino que debe ser traducido a otro lenguaje (el lenguaje máquina o código objeto) que sí pueda ser ejecutado por el hardware de la computadora. Para esta traducción se usan los llamados compiladores, ensambladores, intérpretes y otros sistemas de traducción. El término código fuente también se usa para hacer referencia al código fuente de otros elementos del software, como por ejemplo el código fuente de una página web que está escrito en el lenguaje de marcado HTML o en Javascript u otros lenguajes de programación web y que es posteriormente ejecutado por el navegador web para visualizar dicha página cuando es visitada. El área de la informática que se dedica a la creación de programas y, por tanto a la creación de su código fuente, es la programación.

Licenciamiento Un aspecto interesante a tener en cuenta cuando se habla del código fuente de un programa informático es si su licencia permite que dicho código fuente esté disponible para que cualquiera pueda estudiarlo, modificarlo o reutilizarlo. Cuando se cumple este aspecto se dice que el programa es de Código abierto y son, en general, software libre, en contraposición al software privativo sobre el cual no se tiene ninguno de estos permisos. Este código es escrito mediante el uso de un lenguaje de programación.

Enlaces externos •

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Compilador

Compilador Un compilador es un programa informático que traduce un programa escrito en un lenguaje de programación a otro lenguaje de programación, generando un programa equivalente que la máquina será capaz de interpretar. Usualmente el segundo lenguaje es lenguaje de máquina, pero también puede ser un código intermedio (bytecode), o simplemente texto. Este proceso de traducción se conoce como compilación.[1] Un compilador es un programa que permite traducir el código fuente de un programa en lenguaje de alto nivel, a otro lenguaje de nivel inferior (típicamente lenguaje de máquina). De esta manera un programador puede diseñar un programa en un lenguaje mucho más cercano a como piensa un ser humano, para luego compilarlo a un programa más manejable por una computadora.

Partes de un compilador La construcción de un compilador involucra la Diagrama a bloques de la operación de un buen compilador. división del proceso en una serie de fases que variará con su complejidad. Generalmente estas fases se agrupan en dos tareas: el análisis del programa fuente y la síntesis del programa objeto. • Análisis: Se trata de la comprobación de la corrección del programa fuente, e incluye las fases correspondientes al Análisis léxico (que consiste en la descomposición del programa fuente en componentes léxicos), Análisis sintáctico (agrupación de los componentes léxicos en frases gramaticales ) y Análisis semántico (comprobación de la validez semántica de las sentencias aceptadas en la fase de Análisis Sintáctico). • Síntesis: Su objetivo es la generación de la salida expresada en el lenguaje objeto y suele estar formado por una o varias combinaciones de fases de Generación de Código (normalmente se trata de código intermedio o de código objeto) y de Optimización de Código (en las que se busca obtener un código lo más eficiente posible). Alternativamente, las fases descritas para las tareas de análisis y síntesis se pueden agrupar en Front-end y Back-end: • Front-end: es la parte que analiza el código fuente, comprueba su validez, genera el árbol de derivación y rellena los valores de la tabla de símbolos. Esta parte suele ser independiente de la plataforma o sistema para el cual se vaya a compilar, y está compuesta por las fases comprendidas entre el Análisis Léxico y la Generación de Código Intermedio. • Back-end: es la parte que genera el código máquina, específico de una plataforma, a partir de los resultados de la fase de análisis, realizada por el Front End. Esta división permite que el mismo Back End se utilice para generar el código máquina de varios lenguajes de programación distintos y que el mismo Front End que sirve para analizar el código fuente de un lenguaje de programación concreto sirva para generar código máquina en varias plataformas distintas. Suele incluir la generación

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Compilador y optimización del código dependiente de la máquina. El código que genera el Back End normalmente no se puede ejecutar directamente, sino que necesita ser enlazado por un programa enlazador (linker)

Historia En 1946 se desarrolló la primera computadora digital. En un principio, estas máquinas ejecutaban instrucciones consistentes en códigos numéricos que señalaban a los circuitos de la máquina los estados correspondientes a cada operación, lo que se denominó lenguaje máquina. Pronto los primeros usuarios de estos ordenadores descubrieron la ventaja de escribir sus programas mediante claves más fáciles de recordar que esos códigos; al final, todas esas claves juntas se traducían manualmente a lenguaje máquina. Estas claves constituyen los llamados lenguajes ensambladores. Pese a todo, el lenguaje ensamblador seguía siendo el de una máquina, pero más fácil de manejar. Los trabajos de investigación se orientaron hacia la creación de un lenguaje que expresara las distintas acciones a realizar de una manera lo más sencilla posible para una persona. El primer compilador fue escrito por Grace Hopper, en 1952 para el lenguaje de programación A-0. En 1950 John Backus dirigió una investigación en IBM sobre un lenguaje algebraico. En 1954 se empezó a desarrollar un lenguaje que permitía escribir fórmulas matemáticas de manera traducible por un ordenador; le llamaron FORTRAN (FORmulae TRANslator). Fue el primer lenguaje de alto nivel y se introdujo en 1957 para el uso de la computadora IBM modelo 704. Surgió así por primera vez el concepto de un traductor como un programa que traducía un lenguaje a otro lenguaje. En el caso particular de que el lenguaje a traducir es un lenguaje de alto nivel y el lenguaje traducido de bajo nivel, se emplea el término compilador. La tarea de realizar un compilador no fue fácil. El primer compilador de FORTRAN tardó 18 años-persona en realizarse y era muy sencillo. Este desarrollo de FORTRAN estaba muy influenciado por la máquina objeto en la que iba a ser implementado. Como un ejemplo de ello tenemos el hecho de que los espacios en blanco fuesen ignorados, debido a que el periférico que se utilizaba como entrada de programas (una lectora de tarjetas perforadas) no contaba correctamente los espacios en blanco. El primer compilador autocontenido, es decir, capaz de compilar su propio código fuente fue el creado para Lisp por Hart y Levin en el MIT en 1962. Desde 1970 se ha convertido en una práctica común escribir el compilador en el mismo lenguaje que este compila, aunque Pascal y C han sido alternativas muy usadas. Crear un compilador autocontenido genera un problema llamado bootstrapping, es decir el primer compilador creado para un lenguaje tiene que o bien ser compilado por un compilador escrito en otro lenguaje o bien compilado al ejecutar el compilador en un intérprete.

Tipos de compiladores Esta taxonomía de los tipos de compiladores no es excluyente, por lo que puede haber compiladores que se adscriban a varias categorías: • Compiladores cruzados: generan código para un sistema distinto del que están funcionando. • Compiladores optimizadores: realizan cambios en el código para mejorar su eficiencia, pero manteniendo la funcionalidad del programa original. • Compiladores de una sola pasada: generan el código máquina a partir de una única lectura del código fuente. • Compiladores de varias pasadas: necesitan leer el código fuente varias veces antes de poder producir el código máquina. • Compiladores JIT (Just In Time): forman parte de un intérprete y compilan partes del código según se necesitan.

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Compilador Pauta de creación de un compilador: En las primeras épocas de la informática, el software de los compiladores era considerado como uno de los más complejos existentes. Los primeros compiladores se realizaron programándolos directamente en lenguaje máquina o en ensamblador. Una vez que se dispone de un compilador, se pueden escribir nuevas versiones del compilador (u otros compiladores distintos) en el lenguaje que compila ese compilador. Actualmente existen herramientas que facilitan la tarea de escribir compiladores ó intérpretes informáticos. Estas herramientas permiten generar el esqueleto del analizador sintáctico a partir de una definición formal del lenguaje de partida, especificada normalmente mediante una gramática formal y barata, dejando únicamente al programador del compilador la tarea de programar las acciones semánticas asociadas.

Proceso de compilación Es el proceso por el cual se traducen las instrucciones escritas en un determinado lenguaje de programación a lenguaje máquina. Además de un traductor, se pueden necesitar otros programas para crear un programa objeto ejecutable. Un programa fuente se puede dividir en módulos almacenados en archivos distintos. La tarea de reunir el programa fuente a menudo se confía a un programa distinto, llamado preprocesador. El preprocesador también puede expandir abreviaturas, llamadas a macros, a proposiciones del lenguaje fuente. Normalmente la creación de un programa ejecutable (un típico.exe para Microsoft Windows o DOS) conlleva dos pasos. El primer paso se llama compilación (propiamente dicho) y traduce el código fuente escrito en un lenguaje de programación almacenado en un archivo a código en bajo nivel (normalmente en código objeto, no directamente a lenguaje máquina). El segundo paso se llama enlazado en el cual se enlaza el código de bajo nivel generado de todos los ficheros y subprogramas que se han mandado compilar y se añade el código de las funciones que hay en las bibliotecas del compilador para que el ejecutable pueda comunicarse directamente con el sistema operativo, traduciendo así finalmente el código objeto a código máquina, y generando un módulo ejecutable. Estos dos pasos se pueden hacer por separado, almacenando el resultado de la fase de compilación en archivos objetos (un típico.obj para Microsoft Windows, DOS o para Unix); para enlazarlos en fases posteriores, o crear directamente el ejecutable; con lo que la fase de compilación se almacena sólo temporalmente. Un programa podría tener partes escritas en varios lenguajes (por ejemplo C, C++ y Asm), que se podrían compilar de forma independiente y luego enlazar juntas para formar un único módulo ejecutable.

Etapas del proceso El proceso de traducción se compone internamente de varias etapas o fases, que realizan distintas operaciones lógicas. Es útil pensar en estas fases como en piezas separadas dentro del traductor, y pueden en realidad escribirse como operaciones codificadas separadamente aunque en la práctica a menudo se integren juntas.

Fase de análisis Análisis léxico El análisis léxico constituye la primera fase, aquí se lee el programa fuente de izquierda a derecha y se agrupa en componentes léxicos (tokens), que son secuencias de caracteres que tienen un significado. Además, todos los espacios en blanco, líneas en blanco, comentarios y demás información innecesaria se elimina del programa fuente. También se comprueba que los símbolos del lenguaje (palabras clave, operadores, etc.) se han escrito correctamente. Como la tarea que realiza el analizador léxico es un caso especial de coincidencia de patrones, se necesitan los métodos de especificación y reconocimiento de patrones, se usan principalmente los autómatas finitos que acepten expresiones regulares. Sin embargo, un analizador léxico también es la parte del traductor que maneja la entrada del código fuente, y puesto que esta entrada a menudo involucra un importante gasto de tiempo, el analizador léxico

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Compilador debe funcionar de manera tan eficiente como sea posible. Análisis sintáctico En esta fase los caracteres o componentes léxicos se agrupan jerárquicamente en frases gramaticales que el compilador utiliza para sintetizar la salida. Se comprueba si lo obtenido de la fase anterior es sintácticamente correcto (obedece a la gramática del lenguaje). Por lo general, las frases gramaticales del programa fuente se representan mediante un árbol de análisis sintáctico. La estructura jerárquica de un programa normalmente se expresa utilizando reglas recursivas. Por ejemplo, se pueden dar las siguientes reglas como parte de la definición de expresiones: 1. Cualquier identificador es una expresión. 2. Cualquier número es una expresión. 3. Si expresión1 y expresión2 son expresiones, entonces también lo son: • expresión1 + expresión2 • expresión1 * expresión2 • ( expresión1 ) Las reglas 1 y 2 son reglas básicas (no recursivas), en tanto que la regla 3 define expresiones en función de operadores aplicados a otras expresiones. La división entre análisis léxico y análisis sintáctico es algo arbitraria. Un factor para determinar la división es si una construcción del lenguaje fuente es inherentemente recursiva o no. Las construcciones léxicas no requieren recursión, mientras que las construcciones sintácticas suelen requerirla. No se requiere recursión para reconocer los identificadores, que suelen ser cadenas de letras y dígitos que comienzan con una letra. Normalmente, se reconocen los identificadores por el simple examen del flujo de entrada, esperando hasta encontrar un carácter que no sea ni letra ni dígito, y agrupando después todas las letras y dígitos encontrados hasta ese punto en un componente léxico llamado identificador. Por otra parte, esta clase de análisis no es suficientemente poderoso para analizar expresiones o proposiciones. Por ejemplo, no podemos emparejar de manera apropiada los paréntesis de las expresiones, o las palabras begin y end en proposiciones sin imponer alguna clase de estructura jerárquica o de anidamiento a la entrada. Análisis semántico La fase de análisis semántico revisa el programa fuente para tratar de encontrar errores semánticos y reúne la información sobre los tipos para la fase posterior de generación de código. En ella se utiliza la estructura jerárquica determinada por la fase de análisis sintáctico para identificar los operadores y operandos de expresiones y proposiciones. Un componente importante del análisis semántico es la verificación de tipos. Aquí, el compilador verifica si cada operador tiene operandos permitidos por la especificación del lenguaje fuente. Por ejemplo, las definiciones de muchos lenguajes de programación requieren que el compilador indique un error cada vez que se use un número real como índice de una matriz. Sin embargo, la especificación del lenguaje puede imponer restricciones a los operandos, por ejemplo, cuando un operador aritmético binario se aplica a un número entero y a un número real.[] Revisa que los arreglos tengan definido el tamaño correcto.

Fase de síntesis Consiste en generar el código objeto equivalente al programa fuente. Sólo se genera código objeto cuando el programa fuente está libre de errores de análisis, lo cual no quiere decir que el programa se ejecute correctamente, ya que un programa puede tener errores de concepto o expresiones mal calculadas. Por lo general el código objeto es código de máquina relocalizable o código ensamblador. Las posiciones de memoria se seleccionan para cada una de las variables usadas por el programa. Después, cada una de las instrucciones intermedias se traduce a una secuencia

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Compilador de instrucciones de máquina que ejecuta la misma tarea. Un aspecto decisivo es la asignación de variables a registros. Generación de código intermedio Después de los análisis sintáctico y semántico, algunos compiladores generan una representación intermedia explícita del programa fuente. Se puede considerar esta representación intermedia como un programa para una máquina abstracta. Esta representación intermedia debe tener dos propiedades importantes; debe ser fácil de producir y fácil de traducir al programa objeto. La representación intermedia puede tener diversas formas. Existe una forma intermedia llamada «código de tres direcciones» que es como el lenguaje ensamblador de una máquina en la que cada posición de memoria puede actuar como un registro. El código de tres direcciones consiste en una secuencia de instrucciones, cada una de las cuales tiene como máximo tres operandos. Esta representación intermedia tiene varias propiedades: • Primera.- Cada instrucción de tres direcciones tiene a lo sumo un operador, además de la asignación, por tanto, cuando se generan estas instrucciones, el traductor tiene que decidir el orden en que deben efectuarse las operaciones. • Segunda.- El traductor debe generar un nombre temporal para guardar los valores calculados por cada instrucción. • Tercera.- Algunas instrucciones de «tres direcciones» tienen menos de tres operandos, por ejemplo, la asignación.

Optimización de código La fase de optimización de código consiste en mejorar el código intermedio, de modo que resulte un código máquina más rápido de ejecutar. Esta fase de la etapa de síntesis es posible sobre todo si el traductor es un compilador (difícilmente un interprete puede optimizar el código objeto). Hay mucha variación en la cantidad de optimización de código que ejecutan los distintos compiladores. En los que hacen mucha optimización, llamados «compiladores optimizadores», una parte significativa del tiempo del compilador se ocupa en esta fase. Sin embargo, hay optimizaciones sencillas que mejoran sensiblemente el tiempo de ejecución del programa objeto sin retardar demasiado la compilación.[]

Estructura de datos principales La interacción entre los algoritmos utilizados por las fases del compilador y las estructuras de datos que soportan estas fases es, naturalmente, muy fuerte. El escritor del compilador se esfuerza por implementar estos algoritmos de una manera tan eficaz como sea posible, sin aumentar demasiado la complejidad. De manera ideal, un compilador debería poder compilar un programa en un tiempo proporcional al tamaño del mismo.

Componentes léxicos o tokens Cuando un analizador léxico reúne los caracteres en un token, generalmente representa el token de manera simbólica, es decir, como un valor de un tipo de datos enumerado que representa el conjunto de tokens del lenguaje fuente. En ocasiones también es necesario mantener la cadena de caracteres misma u otra información derivada de ella, tal como el nombre asociado con un token identificador o el valor de un token de número. En la mayoría de los lenguajes el analizador léxico sólo necesita generar un token a la vez. En este caso se puede utilizar una variable global simple para mantener la información del token. En otros casos (cuyo ejemplo más notable es FORTRAN), puede ser necesario un arreglo (o vector) de tokens.

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Compilador

Árbol sintáctico Si el analizador sintáctico genera un árbol sintáctico, por lo regular se construye como una estructura estándar basada en un puntero que se asigna de manera dinámica a medida que se efectúa el análisis sintáctico. El árbol entero puede entonces conservarse como una variable simple que apunta al nodo raíz. Cada nodo en la estructura es un registro cuyos campos representan la información recolectada tanto por el analizador sintáctico como, posteriormente, por el analizador semántico. Por ejemplo, el tipo de datos de una expresión puede conservarse como un campo en el nodo del árbol sintáctico para la expresión. En ocasiones, para ahorrar espacio, estos campos se asignan de manera dinámica, o se almacenan en otras estructuras de datos, tales como la tabla de símbolos, que permiten una asignación y desasignación selectivas. En realidad, cada nodo del árbol sintáctico por sí mismo puede requerir de atributos diferentes para ser almacenado, de acuerdo con la clase de estructura del lenguaje que represente. En este caso, cada nodo en el árbol sintáctico puede estar representado por un registro variable, con cada clase de nodo conteniendo solamente la información necesaria para ese caso.

Tabla de símbolos Esta estructura de datos mantiene la información asociada con los identificadores: funciones, variables, constantes y tipos de datos. La tabla de símbolos interactúa con casi todas las fases del compilador: el analizador léxico, el analizador sintáctico o el analizador semántico pueden introducir identificadores dentro de la tabla; el analizador semántico agregará tipos de datos y otra información; y las fases de optimización y generación de código utilizarán la información proporcionada por la tabla de símbolos para efectuar selecciones apropiadas de código objeto. Puesto que la tabla de símbolos tendrá solicitudes de acceso con tanta frecuencia, las operaciones de inserción, eliminación y acceso necesitan ser eficientes, preferiblemente operaciones de tiempo constante. Una estructura de datos estándar para este propósito es la tabla de dispersión o de cálculo de dirección, aunque también se pueden utilizar diversas estructuras de árbol. En ocasiones se utilizan varias tablas y se mantienen en una lista o pila.

Tabla de literales La búsqueda y la inserción rápida son esenciales también para la tabla de literales, la cual almacena constantes y cadenas utilizadas en el programa. Sin embargo, una tabla de literales necesita impedir las eliminaciones porque sus datos se aplican globalmente al programa y una constante o cadena aparecerá sólo una vez en esta tabla. La tabla de literales es importante en la reducción del tamaño de un programa en la memoria al permitir la reutilización de constantes y cadenas. También es necesaria para que el generador de código construya direcciones simbólicas para las literales y para introducir definiciones de datos en el archivo de código objeto.

Código intermedio De acuerdo con la clase de código intermedio (por ejemplo, código de tres direcciones o código P) y de las clases de optimizaciones realizadas, este código puede conservarse como un arreglo de cadenas de texto, un archivo de texto temporal o bien una lista de estructuras ligadas. En los compiladores que realizan optimizaciones complejas debe ponerse particular atención a la selección de representaciones que permitan una fácil reorganización. Generación de código intermedio Después de los análisis sintáctico y semántico, algunos compiladores generan una representación intermedia explícita del programa fuente. Se puede considerar esta representación intermedia como un programa para una máquina abstracta. Esta representación intermedia debe tener dos propiedades importantes; debe ser fácil de producir y fácil de traducir al programa objeto. La representación intermedia puede tener diversas formas. Existe una forma intermedia llamada «código de tres direcciones», que es como el lenguaje ensamblador para una máquina en la que cada posición de memoria puede

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Compilador actuar como un registro. El código de tres direcciones consiste en una secuencia de instrucciones, cada una de las cuales tiene como máximo tres operandos. El programa fuente de (1) puede aparecer en código de tres direcciones como temp1 := entarea1(60) temp2 := id3 * temp1 (2) temp3 := id2 + temp2 id1 := temp3 Esta representación intermedia tiene varias propiedades. Primera, cada instrucción de tres direcciones tiene a lo sumo un operador, además de la asignación. Por tanto, cuando se generan esas instrucciones el compilador tiene que decidir el orden en que deben efectuarse, las operaciones; la multiplicación precede a la adición al programa fuente de. Segunda, el compilador debe generar un nombre temporal para guardar los valores calculados por cada instrucción. Tercera, algunas instrucciones de «tres direcciones» tienen menos de tres operadores, por ejemplo la primera y la última instrucciones de. Optimización de Código La fase de optimización de código trata de mejorar el código intermedio de modo que resulte un código de máquina más rápido de ejecutar. Algunas optimizaciones son triviales. Por ejemplo, un algoritmo natural genera el código intermedio (2) utilizando una instrucción para cada operador de la representación del árbol después del análisis semántico, aunque hay una forma mejor de realizar los mismos cálculos usando las dos instrucciones temp1 := id3 * 60.0 (3) id1 := id2 + temp1 Este sencillo algoritmo no tiene nada de malo, puesto que el problema se puede solucionar en la fase de optimización de código. Esto es, el compilador puede deducir que la conversión de 60 de entero a real se puede hacer de una vez por todas en el momento de la compilación, de modo que la operación entreal se puede eliminar. Además, temp3 se usa sólo una vez, para transmitir su valor a id1. Entonces resulta seguro sustituir a id1 por temp3, a partir de lo cual la última proposición de (2) no se necesita y se obtiene el código de (3). Hay muchas variaciones en la cantidad de optimización de código que ejecutan los distintos compiladores. En lo que hacen mucha optimización llamados «compiladores optimizadores», una parte significativa del tiempo del compilador se ocupa en esta fase. Sin embargo, hay optimizaciones sencillas que mejoran sensiblemente el tiempo de ejecución del programa objeto sin retardar demasiado la compilación.

Archivos temporales Al principio las computadoras no tenían la suficiente memoria para guardar un programa completo durante la compilación. Este problema se resolvió mediante el uso de archivos temporales para mantener los productos de los pasos intermedios durante la traducción o bien al compilar «al vuelo», es decir, manteniendo sólo la información suficiente de las partes anteriores del programa fuente que permita proceder a la traducción. Las limitaciones de memoria son ahora un problema mucho menor, y es posible requerir que una unidad de compilación entera se mantenga en memoria, en especial si se dispone de la compilación por separado en el lenguaje. Con todo, los compiladores ocasionalmente encuentran útil generar archivos intermedios durante alguna de las etapas del procesamiento. Algo típico de éstos es la necesidad de direcciones de corrección hacia atrás durante la generación de código.

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Compilador

Referencias Enlaces externos • Wikcionario tiene definiciones para compilador.Wikcionario • Let's Build a Compiler (http://compilers.iecc.com/crenshaw/). Tutorial de Jack W. Crenshaw sobre cómo hacer un compilador • Java a tope: Traductores y Compiladores con Lex/Yacc, JFlex/Cup y JavaCC. (http://www.lcc.uma.es/ ~galvez/Compiladores.html) Libro básico sobre compiladores

Intérprete (informática) En ciencias de la computación, intérprete o interpretador es un programa informático capaz de analizar y ejecutar otros programas, escritos en un lenguaje de alto nivel. Los intérpretes se diferencian de los compiladores en que mientras estos traducen un programa desde su descripción en un lenguaje de programación al código de máquina del sistema, los intérpretes sólo realizan la traducción a medida que sea necesaria, típicamente, instrucción por instrucción, y normalmente no guardan el resultado de dicha traducción. Usando un intérprete, un solo archivo fuente puede producir resultados iguales incluso en sistemas sumamente diferentes (ej. una PC y un PlayStation 3). Usando un compilador, un solo archivo fuente puede producir resultados iguales solo si es compilado a distintos ejecutables específicos a cada sistema. Los programas interpretados suelen ser más lentos que los compilados debido a la necesidad de traducir el programa mientras se ejecuta, pero a cambio son más flexibles como entornos de programación y depuración (lo que se traduce, por ejemplo, en una mayor facilidad para reemplazar partes enteras del programa o añadir módulos completamente nuevos), y permiten ofrecer al programa interpretado un entorno no dependiente de la máquina donde se ejecuta el intérprete, sino del propio intérprete (lo que se conoce comúnmente como máquina virtual). Para mejorar el desempeño, algunas implementaciones de programación de lenguajes de programación pueden interpretar o compilar el código fuente original en una más compacta forma intermedia y después traducir eso al código de máquina (ej. Perl, Python, MATLAB, y Ruby). Algunos aceptan los archivos fuente guardados en esta representación intermedia (ej. Python, UCSD Pascal y Java). Comparando su actuación con la de un ser humano, un compilador equivale a un traductor profesional que, a partir de un texto, prepara otro independiente traducido a otra lengua, mientras que un intérprete corresponde al intérprete humano, que traduce de viva voz las palabras que oye, sin dejar constancia por escrito. En la actualidad, uno de los entornos más comunes de uso de los intérpretes informáticos es Internet, debido a la posibilidad que estos tienen de ejecutarse independientemente de la plataforma.

Interpretadores de bytecode Hay un espectro de posibilidades entre la interpretación y la compilación, dependiendo de la cantidad de análisis realizados antes de que el programa sea ejecutado. Por ejemplo, el Emacs Lisp es compilado a bytecode, que es una representación altamente comprimida y optimizada del código fuente del Lisp, pero no es código de máquina (y por lo tanto no está atado a cualquier hardware particular). Este código "compilado" es entonces interpretado por un interpretador de bytecode (que está escrito en C). En este caso, el código compilado es el código de máquina para una máquina virtual, que no está implementada en el hardware, sino en el interpretador de bytecode. El mismo acercamiento es utilizado con el código Forth usado en sistemas Open Firmware: el lenguaje fuente es compilado en "código F" (un bytecode), que entonces es interpretado por una máquina virtual.

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Intérprete (informática)

Eficiencia La desventaja principal de los interpretadores es que cuando se interpreta un programa, típicamente corre más lentamente que si hubiera sido compilado. La diferencia en velocidades puede ser minúscula o grande; a menudo un orden de magnitud y a veces más. Generalmente toma más tiempo correr un programa bajo un interpretador que correr el código compilado, pero puede tomar menos tiempo para interpretarlo que el tiempo total requerido para compilarlo y ejecutarlo. Esto es especialmente importante si se está haciendo y probando un código prototipo cuando un ciclo de editar, interpretar y depurar del interpretador, a menudo puede ser mucho más corto que el ciclo de editar, compilar, ejecutar y depurar del compilador. La interpretación de código es más lenta que la ejecución de código compilado porque el interpretador debe analizar cada sentencia en el programa cada vez que es ejecutada y entonces realizar la acción deseada, mientras que el código compilado solo realiza la acción dentro de un determinado contexto fijo por la compilación. Este análisis en tiempo de ejecución se conoce como "sobrecarga interpretativa". En un interpretador, el acceso a las variables es también más lento porque el mapeo de identificadores hacia las localizaciones de almacenamiento debe hacerse repetidamente en tiempo de ejecución en vez de en el tiempo de compilación. Hay varios compromisos entre la velocidad de desarrollo al usar un interpretador y la velocidad de ejecución al usar un compilador. Algunos sistemas (ej., algunos LISPs) permiten al código interpretado y al compilado llamarse el uno al otro y compartir variables. Esto significa que una vez que una rutina ha sido probada y depurada bajo el interpretador puede ser compilada y por lo tanto beneficiarse de una ejecución más rápida mientras que otras rutinas están siendo desarrolladas. Muchos interpretadores no ejecutan el código fuente tal y como está sino que lo convierten en una forma interna más compacta. Por ejemplo, algunos interpretadores BASIC reemplazan palabras clave (keywords) con tokens de un simple byte que pueden ser usados para encontrar la instrucción en una tabla de saltos. Un interpretador puede bien usar el mismo analizador lexicográfico y el analizador sintáctico (parser) que el compilador y entonces interpretar el árbol de sintaxis abstracta resultante.

Interpretadores de árbol de sintáxis abstracta En el espectro entre la interpretación y la compilación, otro acercamiento está transformando el código fuente en un árbol de sintaxis abstracta optimizado (AST), y después procediendo a ejecutar el programa siguiendo esta estructura arborescente.[1] En este acercamiento cada sentencia necesita ser analizada (parsed) solo una vez. Como una ventaja sobre el bytecode, el AST mantiene la estructura y las relaciones globales del programa entre las sentencias (que se pierden en una representación de bytecode), y proporciona una representación más compacta.[2] Así, el AST se ha propuesto como un mejor formato intermedio para los compiladores justo a tiempo que el bytecode. También, permite realizar un mejor análisis durante tiempo de ejecución. Un interpretador Java basado en AST ha demostrado ser más rápido que un interpretador similar basado en bytecode,[3] gracias a las más poderosas optimizaciones permitidas al tener la estructura completa del programa, así como tipos de datos de alto nivel, disponibles durante la ejecución.

Compilación justo a tiempo Para desdibujar más la distinción entre los interpretadores, los interpretadores de bytecode y la compilación, está la compilación justo a tiempo (o JIT), una técnica en la cual la representación intermedia es compilada a código de máquina nativo en tiempo de ejecución. Esto confiere la eficiencia de ejecutar el código nativo, al costo de tiempo de inicio y de un uso creciente de la memoria cuando el bytecode o el AST es compilado por primera vez. La optimización adaptativa es una técnica complementaria en la cual el interpretador hace un análisis de desempeño del programa que está corriendo (profiling) y compila sus partes más frecuentemente ejecutadas a código nativo. Ambas técnicas tienen algunas décadas, apareciendo en lenguajes tales como Smalltalk en los años 1980.

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Intérprete (informática) En años recientes, la compilación justo a tiempo ha ganado la atención de la mayoría de los implementadores de lenguajes de programación, con Java, Python, y el Microsoft .NET Framework todos ahora incluyendo JITs.

Ejemplos Algunos ejemplos de lenguajes que son normalmente interpretados en vez de compilados son: • • • • • • • • • •

Perl PHP Javascript Logo ASP (hasta la versión 3) Python Tcl Ruby J# ASP

Notas y referencias [1] AST intermediate representations (http:/ / lambda-the-ultimate. org/ node/ 716), Lambda the Ultimate forum [2] A Tree-Based Alternative to Java Byte-Codes (http:/ / citeseer. ist. psu. edu/ article/ kistler97treebased. html), Thomas Kistler, Michael Franz [3] Trees Versus Bytes (http:/ / central. kaserver5. org/ Kasoft/ Typeset/ JavaTree/ index. html), BComp Honours thesis by Kade Hansson

Enlaces externos • DrPubaGump (http://drpubagump.ouaibou.info) A tiny Interpreter written in Scheme, which provides to interpret PUBA-GUMP (a subset of BASIC) in Scheme • IBM Card Interpreters (http://www.columbia.edu/acis/history/interpreter.html) page at Columbia University

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Lenguaje de máquina

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Lenguaje de máquina El lenguaje de máquina o código máquina es el sistema de códigos directamente interpretable por un circuito microprogramable, como el microprocesador de una computadora o el microcontrolador de un autómata. Este lenguaje está compuesto por un Lenguaje de máquina del Intel 8088. El código de máquina en hexadecimal se resalta en rojo, el equivalente en lenguaje ensamblador en magenta, y las direcciones de memoria conjunto de instrucciones que donde se encuentra el código, en azul. Abajo se ve un texto en hexadecimal y ASCII. determinan acciones al ser tomadas por la máquina. Un programa consiste en una cadena de estas instrucciones más un conjunto de datos sobre el cual se trabaja. Estas instrucciones son normalmente ejecutadas en secuencia, con eventuales cambios de flujo causados por el propio programa o eventos externos. El lenguaje de máquina es específico de la arquitectura de la máquina, aunque el conjunto de instrucciones disponibles pueda ser similar entre arquitecturas distintas. Los circuitos microprogramables son sistemas digitales, lo que significa que trabajan con dos únicos niveles de tensión. Dichos niveles, por abstracción, se simbolizan con los números 0 y 1, por eso el lenguaje de máquina sólo utiliza dichos signos. Esto permite el empleo de las teorías del álgebra booleana y del sistema binario en el diseño de este tipo de circuitos y en su programación. Claude Elwood Shannon, en su libro Analysis of Relay and Switching Circuits, y con sus experiencias en redes de conmutación, sentó las bases para la aplicación del álgebra de Boole a las redes de conmutación. Una red de conmutación es un circuito de interruptores eléctricos que al cumplir ciertas combinaciones booleanas con las variables de entrada, define el estado de la salida. Este concepto es el núcleo de las puertas lógicas, las cuales son, por su parte, los ladrillos con que se construyen sistemas lógicos cada vez más complejos. Shannon utilizaba el relé como dispositivo físico de conmutación en sus redes, dado que el relé, a igual que una lámpara eléctrica, posee dos estados: activado (encendido) o desactivado (apagado). El desarrollo tecnológico ha permitido evolucionar desde las redes de relés electromagnéticos a circuitos con tubos de vacío, luego a redes transistorizadas, hasta llegar a los modernos circuitos integrados, en cuya cúspide se encuentran los circuitos microprogramados. Una visión típica de la arquitectura de computadoras como una serie de capas de abstracción: hardware, firmware, ensamblador, kernel, sistema operativo y aplicaciones.

Depuración de programas

Depuración de programas Depuración de programas es el proceso de identificar y corregir errores de programación. En inglés se le conoce como debugging, es que se asemeja a la eliminación de bichos (bugs), manera en que se conoce informalmente a los errores de programación. Se dice que el término bug proviene de la época de los ordenadores de válvula termoiónica, en los cuales los problemas se generaban por los insectos que eran atraídos por las luces y estropeaban el equipo. Si bien existen técnicas para la revisión sistemática del código fuente y se cuenta con medios computacionales para la detección de errores (depuradores) y facilidades integradas en los sistemas lower CASE y en los Una fotografía del supuestamente primer "bug" (bicho) real, el cual ambientes de desarrollo integrado, sigue siendo en fue depurado ("debugged") en 1947. buena medida una actividad manual, que desafía la paciencia, la imaginación y la intuición del programador. Muchas veces se requiere incluir en el código fuente instrucciones auxiliares que permitan el seguimiento de la ejecución del programa, presentando los valores de variables y direcciones de memoria y ralentizando la salida de datos (modo de depuración). Dentro de un proceso formal de aseguramiento de la calidad, puede ser asimilado al concepto de prueba unitaria.

Origen Existe una controversia acerca del origen del término depuración o "debugging" en inglés. Los términos "bug" y "debugging" son atribuidos popularmente a la almirante Grace Murray Hopper cerca de 1940s. Mientras trabajaba con un Mark II en la Universidad de Harvard, ella encontró una polilla atrapada en un relé impidiendo las operaciones de dicha computadora, por lo cual ella remarcó que cuando se removió aquella polilla le habían hecho "debugging" al sistema. Sin embargo el término "bug" cómo significado de error técnico data cerca de 1878, y el termino "debugging" o depuración ha sido usado como un término en aeronáutica antes de entrar al mundo de las computadoras.

Aplicación Como el software y los sistemas electrónicos se vuelven generalmente más complejos, varias técnicas comunes de depuración han sido desarrolladas para detectar anomalías, corregir funcionalidades y optimizar código fuente. Existen algunos aficionados que consideran a la depuración como una forma de arte.

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Java (lenguaje de programación) Java Desarrollador(es) James Gosling & Sun Microsystems [1] Para desarrolladores de Java Información general Extensiones comunes

.java, .class, .jar

Paradigma

Orientado a objetos, imperativo

Apareció en

1995

Diseñado por

Sun Microsystems (Oracle Corporation)

Última versión estable Java Standard Edition 7 (1.7.7) (30 de agosto de 2012) Tipo de dato

Fuerte, Estático

Implementaciones

OpenJDK, HotSpot, muchas otras

Dialectos

Generic Java, Pizza

Influido por

Objective-C, C++, Smalltalk, Eiffel

Ha influido a

C#, J#, JavaScript,PHP, Python

Sistema operativo

Multiplataforma

Licencia

GNU GPL / Java Community Process

Java es un lenguaje de programación originalmente desarrollado por James Gosling de Sun Microsystems (la cual fue adquirida por la compañía Oracle) y publicado en el 1995 como un componente fundamental de la plataforma Java de Sun Microsystems. El lenguaje deriva mucho de su sintaxis de C y C++, pero tiene menos facilidades de bajo nivel que cualquiera de ellos. Las aplicaciones de Java son generalmente compiladas a bytecode (clase Java) que puede correr en cualquier máquina virtual Java (JVM) sin importar la arquitectura de la computadora. Java es un lenguaje de programación de propósito general, concurrente, basado en clases, y orientado a objetos, que fue diseñado específicamente para tener tan pocas dependencias de implementación como fuera posible. Su intención es permitir que los desarrolladores de aplicaciones escriban el programa una vez y lo ejecuten en cualquier dispositivo (conocido en inglés como WORA, o "write once, run anywhere"), lo que quiere decir que el código que es ejecutado en una plataforma no tiene que ser recompilado para correr en otra. Java es, a partir del 2012, uno de los lenguajes de programación más populares en uso, particularmente para aplicaciones de cliente-servidor de web, con unos 10 millones de usuarios reportados.[2][3] La compañía Sun desarrolló la implementación de referencia original para los compiladores de Java, máquinas virtuales, y librerías de clases en 1991 y las publicó por primera vez en el 1995. A partir de mayo del 2007, en cumplimiento con las especificaciones del Proceso de la Comunidad Java, Sun volvió a licenciar la mayoría de sus tecnologías de Java bajo la Licencia Pública General de GNU. Otros también han desarrollado implementaciones alternas a estas tecnologías de Sun, tales como el Compilador de Java de GNU y el GNU Classpath.


Historia Java se creó como una herramienta de programación para ser usada en un proyecto de set-top-box en una pequeña operación denominada the Green Project en Sun Microsystems en el año 1991. El equipo (Green Team), compuesto por trece personas y dirigido por James Gosling, trabajó durante 18 meses en Sand Hill Road en Menlo Park en su desarrollo. El lenguaje se denominó inicialmente Oak (por un roble que había fuera de la oficina de Gosling), luego pasó a denominarse Green tras descubrir que Oak era ya una marca comercial registrada para adaptadores de tarjetas gráficas y finalmente se renombró a Java. Es frecuentada por algunos de los miembros del equipo. Pero no está claro si es un acrónimo o no, aunque algunas fuentes señalan que podría tratarse de las iniciales de sus creadores: James Gosling, Arthur Van Hoff, y Andy Bechtolsheim. Otros abogan por el siguiente acrónimo, Just Another Vague Acronym ("sólo otro acrónimo ambiguo más"). La hipótesis que más fuerza tiene es la que Java debe su nombre a un tipo de café disponible en la cafetería cercana, de ahí que el icono de java sea una taza de café caliente. Un pequeño signo que da fuerza a esta teoría es que los 4 primeros bytes (el número mágico) de los archivos.class que genera el compilador, son en hexadecimal, 0xCAFEBABE. A pesar de todas estas teorías, el nombre fue sacado al parecer de una lista aleatoria de palabras.[4] Los objetivos de Gosling eran implementar una máquina virtual y un lenguaje con una estructura y sintaxis similar a C++. Entre junio y julio de 1994, tras una sesión maratoniana de tres días entre John Gaga, James Gosling, Patrick Naughton, Wayne Rosing y Eric Schmidt, el equipo reorientó la plataforma hacia la Web. Sintieron que la llegada del navegador web Mosaic, propiciaría que Internet se convirtiese en un medio interactivo, como el que pensaban era la televisión por cable. Naughton creó entonces un prototipo de navegador, WebRunner, que más tarde sería conocido como HotJava. En 1994, se les hizo una demostración de HotJava y la plataforma Java a los ejecutivos de Sun. Java 1.0a pudo descargarse por primera vez en 1994, pero hubo que esperar al 23 de mayo de 1995, durante las conferencias de SunWorld, a que vieran la luz pública Java y HotJava, el navegador Web. El acontecimiento fue anunciado por John Gage, el Director Científico de Sun Microsystems. El acto estuvo acompañado por una pequeña sorpresa adicional, el anuncio por parte de Marc Andreessen, Vicepresidente Ejecutivo de Netscape, de que Java sería soportado en sus navegadores. El 9 de enero del año siguiente, 1996, Sun fundó el grupo empresarial JavaSoft para que se encargase del desarrollo tecnológico. [5] Dos semanas más tarde la primera versión de Java fue publicada. La promesa inicial de Gosling era Write Once, Run Anywhere (Escríbelo una vez, ejecútalo en cualquier lugar), proporcionando un lenguaje independiente de la plataforma y un entorno de ejecución (la JVM) ligero y gratuito para las plataformas más populares de forma que los binarios (bytecode) de las aplicaciones Java pudiesen ejecutarse en cualquier plataforma. El entorno de ejecución era relativamente seguro y los principales navegadores web pronto incorporaron la posibilidad de ejecutar applets Java incrustadas en las páginas web. Java ha experimentado numerosos cambios desde la versión primigenia, JDK 1.0, así como un enorme incremento en el número de clases y paquetes que componen la biblioteca estándar.[6] Desde J2SE 1.4, la evolución del lenguaje ha sido regulada por el JCP (Java Community Process), que usa Java Specification Requests (JSRs) para proponer y especificar cambios en la plataforma Java. El lenguaje en sí mismo está especificado en la Java Language Specification (JLS), o Especificación del Lenguaje Java. Los cambios en los JLS son gestionados en JSR 901 [7]. • JDK 1.0 (23 de enero de 1996) — Primer lanzamiento: comunicado de prensa [8] • JDK 1.1 (19 de febrero de 1997) — Principales adiciones incluidas: comunicado de prensa [9] • una reestructuración intensiva del modelo de eventos AWT (Abstract Windowing Toolkit) • clases internas (inner classes) • JavaBeans

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Java (lenguaje de programación) • JDBC (Java Database Connectivity), para la integración de bases de datos • RMI (Remote Method Invocation) • J2SE 1.2 (8 de diciembre de 1998) — Nombre clave Playground. Esta y las siguientes versiones fueron recogidas bajo la denominación Java 2 y el nombre "J2SE" (Java 2 Platform, Standard Edition), reemplazó a JDK para distinguir la plataforma base de J2EE (Java 2 Platform, Enterprise Edition) y J2ME (Java 2 Platform, Micro Edition). Otras mejoras añadidas incluían: comunicado de prensa [10] • • • • • •

la palabra reservada (keyword) strictfp reflexión en la programación la API gráfica ( Swing) fue integrada en las clases básicas la máquina virtual (JVM) de Sun fue equipada con un compilador JIT (Just in Time) por primera vez Java Plug-in Java IDL, una implementación de IDL (Lenguaje de Descripción de Interfaz) para la interoperabilidad con CORBA • Colecciones (Collections) • J2SE 1.3 (8 de mayo de 2000) — Nombre clave Kestrel. Los cambios más notables fueron:comunicado de prensa [11] lista completa de cambios [12] • la inclusión de la máquina virtual de HotSpot JVM (la JVM de HotSpot fue lanzada inicialmente en abril de 1999, para la JVM de J2SE 1.2) • RMI fue cambiado para que se basara en CORBA • JavaSound • se incluyó el Java Naming and Directory Interface (JNDI) en el paquete de bibliotecas principales (anteriormente disponible como una extensión) • Java Platform Debugger Architecture (JPDA) • J2SE 1.4 (6 de febrero de 2002) — Nombre Clave Merlin. Este fue el primer lanzamiento de la plataforma Java desarrollado bajo el Proceso de la Comunidad Java como JSR 59 [13]. Los cambios más notables fueron: comunicado de prensa [14]lista completa de cambios [15] • • • • • • • • •

Palabra reservada assert (Especificado en JSR 41 [16].) Expresiones regulares modeladas al estilo de las expresiones regulares Perl Encadenación de excepciones Permite a una excepción encapsular la excepción de bajo nivel original. non-blocking NIO (New Input/Output) (Especificado en JSR 51 [17].) Logging API (Specified in JSR 47 [18].) API I/O para la lectura y escritura de imágenes en formatos como JPEG o PNG Parser XML integrado y procesador XSLT (JAXP) (Especificado en JSR 5 [19] y JSR 63 [7].) Seguridad integrada y extensiones criptográficas (JCE, JSSE, JAAS) Java Web Start incluido (El primer lanzamiento ocurrió en marzo de 2001 para J2SE 1.3) (Especificado en JSR 56 [20].)

• J2SE 5.0 (30 de septiembre de 2004) — Nombre clave: Tiger. (Originalmente numerado 1.5, esta notación aún es usada internamente.[21]) Desarrollado bajo JSR 176 [22], Tiger añadió un número significativo de nuevas características comunicado de prensa [23] • Plantillas (genéricos) — provee conversión de tipos (type safety) en tiempo de compilación para colecciones y elimina la necesidad de la mayoría de conversión de tipos (type casting). (Especificado por JSR 14 [24].) • Metadatos — también llamados anotaciones, permite a estructuras del lenguaje como las clases o los métodos, ser etiquetados con datos adicionales, que puedan ser procesados posteriormente por utilidades de proceso de metadatos. (Especificado por JSR 175 [25].) • Autoboxing/unboxing — Conversiones automáticas entre tipos primitivos (Como los int) y clases de envoltura primitivas (Como Integer [26]). (Especificado por JSR 201 [27].)

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Java (lenguaje de programación) • Enumeraciones — la palabra reservada enum crea una typesafe, lista ordenada de valores (como Dia.LUNES, Dia.MARTES, etc.). Anteriormente, esto solo podía ser llevado a cabo por constantes enteras o clases construidas manualmente (enum pattern). (Especificado por JSR 201 [27].) • Varargs (número de argumentos variable) — El último parámetro de un método puede ser declarado con el nombre del tipo seguido por tres puntos (e.g. void drawtext(String... lines)). En la llamada al método, puede usarse cualquier número de parámetros de ese tipo, que serán almacenados en un array para pasarlos al método. • Bucle for mejorado — La sintaxis para el bucle for se ha extendido con una sintaxis especial para iterar sobre cada miembro de un array o sobre cualquier clase que implemente Iterable [28], como la clase estándar Collection [29], de la siguiente forma: void displayWidgets (Iterable widgets) { for (Widget w : widgets) { w.display(); } } Este ejemplo itera sobre el objeto Iterable widgets, asignando, en orden, cada uno de los elementos a la variable w, y llamando al método display() de cada uno de ellos. (Especificado por JSR 201.) |} • Java SE 6 (11 de diciembre de 2006) — Nombre clave Mustang [30]. Estuvo en desarrollo bajo la JSR 270 [31]. En esta versión, Sun cambió el nombre "J2SE" por Java SE y eliminó el ".0" del número de versión.[32]. Está disponible en http://java.sun.com/javase/6/ [33]. Los cambios más importantes introducidos en esta versión son: • Incluye un nuevo marco de trabajo y APIs que hacen posible la combinación de Java con lenguajes dinámicos como PHP, Python, Ruby y JavaScript. • Incluye el motor Rhino, de Mozilla, una implementación de Javascript en Java. • Incluye un cliente completo de Servicios Web y soporta las últimas especificaciones para Servicios Web, como JAX-WS 2.0, JAXB 2.0, STAX y JAXP. • Mejoras en la interfaz gráfica y en el rendimiento. • Java SE 7 — Nombre clave Dolphin. En el año 2006 aún se encontraba en las primeras etapas de planificación. Su lanzamiento fue en julio de 2011. • Soporte para XML dentro del propio lenguaje. • Un nuevo concepto de superpaquete. • Soporte para closures. • Introducción de anotaciones estándar para detectar fallos en el software. • No oficiales: • • • • •

NIO2. Java Module System. Java Kernel. Nueva API para el manejo de Días y Fechas, la cual reemplazara las antiguas clases Date y Calendar. Posibilidad de operar con clases BigDecimal usando operandos.

[34] En el 2005 se calcula en 4,5 millones el número de desarrolladores y 2.500 millones de dispositivos habilitados con tecnología Java.

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Filosofía El lenguaje Java se creó con cinco objetivos principales: 1. 2. 3. 4. 5.

Debería usar el paradigma de la programación orientada a objetos. Debería permitir la ejecución de un mismo programa en múltiples sistemas operativos. Debería incluir por defecto soporte para trabajo en red. Debería diseñarse para ejecutar código en sistemas remotos de forma segura. Debería ser fácil de usar y tomar lo mejor de otros lenguajes orientados a objetos, como C++.

Para conseguir la ejecución de código remoto y el soporte de red, los programadores de Java a veces recurren a extensiones como CORBA (Common Object Request Broker Architecture), Internet Communications Engine o OSGi respectivamente.

Orientado a objetos La primera característica, orientado a objetos (“OO”), se refiere a un método de programación y al diseño del lenguaje. Aunque hay muchas interpretaciones para OO, una primera idea es diseñar el software de forma que los distintos tipos de datos que usen estén unidos a sus operaciones. Así, los datos y el código (funciones o métodos) se combinan en entidades llamadas objetos. Un objeto puede verse como un paquete que contiene el “comportamiento” (el código) y el “estado” (datos). El principio es separar aquello que cambia de las cosas que permanecen inalterables. Frecuentemente, cambiar una estructura de datos implica un cambio en el código que opera sobre los mismos, o viceversa. Esta separación en objetos coherentes e independientes ofrece una base más estable para el diseño de un sistema software. El objetivo es hacer que grandes proyectos sean fáciles de gestionar y manejar, mejorando como consecuencia su calidad y reduciendo el número de proyectos fallidos. Otra de las grandes promesas de la programación orientada a objetos es la creación de entidades más genéricas (objetos) que permitan la reutilización del software entre proyectos, una de las premisas fundamentales de la Ingeniería del Software. Un objeto genérico “cliente”, por ejemplo, debería en teoría tener el mismo conjunto de comportamiento en diferentes proyectos, sobre todo cuando estos coinciden en cierta medida, algo que suele suceder en las grandes organizaciones. En este sentido, los objetos podrían verse como piezas reutilizables que pueden emplearse en múltiples proyectos distintos, posibilitando así a la industria del software a construir proyectos de envergadura empleando componentes ya existentes y de comprobada calidad; conduciendo esto finalmente a una reducción drástica del tiempo de desarrollo. Podemos usar como ejemplo de objeto el aluminio. Una vez definidos datos (peso, maleabilidad, etc.), y su “comportamiento” (soldar dos piezas, etc.), el objeto “aluminio” puede ser reutilizado en el campo de la construcción, del automóvil, de la aviación, etc. La reutilización del software ha experimentado resultados dispares, encontrando dos dificultades principales: el diseño de objetos realmente genéricos es pobremente comprendido, y falta una metodología para la amplia comunicación de oportunidades de reutilización. Algunas comunidades de “código abierto” (open source) quieren ayudar en este problema dando medios a los desarrolladores para diseminar la información sobre el uso y versatilidad de objetos reutilizables y bibliotecas de objetos.

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Independencia de la plataforma La segunda característica, la independencia de la plataforma, significa que programas escritos en el lenguaje Java pueden ejecutarse igualmente en cualquier tipo de hardware. Este es el significado de ser capaz de escribir un programa una vez y que pueda ejecutarse en cualquier dispositivo, tal como reza el axioma de Java, ‘’’write once, run anywhere’’’. Para ello, se compila el código fuente escrito en lenguaje Java, para generar un código conocido como “bytecode” (específicamente Java bytecode)—instrucciones máquina simplificadas específicas de la plataforma Java. Esta pieza está “a medio camino” entre el código fuente y el código máquina que entiende el dispositivo destino. El bytecode es ejecutado entonces en la máquina virtual (JVM), un programa escrito en código nativo de la plataforma destino (que es el que entiende su hardware), que interpreta y ejecuta el código. Además, se suministran bibliotecas adicionales para acceder a las características de cada dispositivo (como los gráficos, ejecución mediante hebras o threads, la interfaz de red) de forma unificada. Se debe tener presente que, aunque hay una etapa explícita de compilación, el bytecode generado es interpretado o convertido a instrucciones máquina del código nativo por el compilador JIT (Just In Time). Hay implementaciones del compilador de Java que convierten el código fuente directamente en código objeto nativo, como GCJ. Esto elimina la etapa intermedia donde se genera el bytecode, pero la salida de este tipo de compiladores sólo puede ejecutarse en un tipo de arquitectura. La licencia sobre Java de Sun insiste que todas las implementaciones sean “compatibles”. Esto dio lugar a una disputa legal entre Microsoft y Sun, cuando éste último alegó que la implementación de Microsoft no daba soporte a las interfaces RMI y JNI además de haber añadido características ‘’dependientes’’ de su plataforma. Sun demandó a Microsoft y ganó por daños y perjuicios (unos 20 millones de dólares) así como una orden judicial forzando la acatación de la licencia de Sun. Como respuesta, Microsoft no ofrece Java con su versión de sistema operativo, y en recientes versiones de Windows, su navegador Internet Explorer no admite la ejecución de applets sin un conector (o plugin) aparte. Sin embargo, Sun y otras fuentes ofrecen versiones gratuitas para distintas versiones de Windows. Las primeras implementaciones del lenguaje usaban una máquina virtual interpretada para conseguir la portabilidad. Sin embargo, el resultado eran programas que se ejecutaban comparativamente más lentos que aquellos escritos en C o C++. Esto hizo que Java se ganase una reputación de lento en rendimiento. Las implementaciones recientes de la JVM dan lugar a programas que se ejecutan considerablemente más rápido que las versiones antiguas, empleando diversas técnicas, aunque sigue siendo mucho más lento que otros lenguajes. La primera de estas técnicas es simplemente compilar directamente en código nativo como hacen los compiladores tradicionales, eliminando la etapa del bytecode. Esto da lugar a un gran rendimiento en la ejecución, pero tapa el camino a la portabilidad. Otra técnica, conocida como compilación JIT (Just In Time, o ‘’’compilación al vuelo’’’), convierte el bytecode a código nativo cuando se ejecuta la aplicación. Otras máquinas virtuales más sofisticadas usan una ‘’’recompilación dinámica’’’ en la que la VM es capaz de analizar el comportamiento del programa en ejecución y recompila y optimiza las partes críticas. La recompilación dinámica puede lograr mayor grado de optimización que la compilación tradicional (o estática), ya que puede basar su trabajo en el conocimiento que de primera mano tiene sobre el entorno de ejecución y el conjunto de clases cargadas en memoria. La compilación JIT y la recompilación dinámica permiten a los programas Java aprovechar la velocidad de ejecución del código nativo sin por ello perder la ventaja de la portabilidad en ambos. La portabilidad es técnicamente difícil de lograr, y el éxito de Java en ese campo ha sido dispar. Aunque es de hecho posible escribir programas para la plataforma Java que actúen de forma correcta en múltiples plataformas de distinta arquitectura, el gran número de estas con pequeños errores o inconsistencias llevan a que a veces se parodie el eslogan de Sun, "Write once, run anywhere" como "Write once, debug everywhere" (o “Escríbelo una vez, ejecútalo en cualquier parte” por “Escríbelo una vez, depúralo en todas partes”) El concepto de independencia de la plataforma de Java cuenta, sin embargo, con un gran éxito en las aplicaciones en el entorno del servidor, como los Servicios Web, los Servlets, los Java Beans, así como en sistemas empotrados

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Java (lenguaje de programación) basados en OSGi, usando entornos Java empotrados.

El recolector de basura En Java el problema fugas de memoria se evita en gran medida gracias a la recolección de basura (o automatic garbage collector). El programador determina cuándo se crean los objetos y el entorno en tiempo de ejecución de Java (Java runtime) es el responsable de gestionar el ciclo de vida de los objetos. El programa, u otros objetos pueden tener localizado un objeto mediante una referencia a éste. Cuando no quedan referencias a un objeto, el recolector de basura de Java borra el objeto, liberando así la memoria que ocupaba previniendo posibles fugas (ejemplo: un objeto creado y únicamente usado dentro de un método sólo tiene entidad dentro de éste; al salir del método el objeto es eliminado). Aun así, es posible que se produzcan fugas de memoria si el código almacena referencias a objetos que ya no son necesarios—es decir, pueden aún ocurrir, pero en un nivel conceptual superior. En definitiva, el recolector de basura de Java permite una fácil creación y eliminación de objetos y mayor seguridad.

Sintaxis La sintaxis de Java se deriva en gran medida de C++. Pero a diferencia de éste, que combina la sintaxis para programación genérica, estructurada y orientada a objetos, Java fue construido desde el principio para ser completamente orientado a objetos. Todo en Java es un objeto (salvo algunas excepciones), y todo en Java reside en alguna clase (recordemos que una clase es un molde a partir del cual pueden crearse varios objetos).

Hola mundo Aplicaciones autónomas // Hola.java import javax.swing.JOptionPane; public class Hola //Declara una clase llamada Hola, que es descendiente de la clase Object { //Entre llaves se declaran los atributos y métodos de la clase public static void main(String[] args) //public: indica que el método main()es público //void: indica que la función main() no devuelve ningún valor //El método main()debe aceptar siempre como parámetro un vector de strings { JOptionPane.showMessageDialog(null, "Hola Mundo"); //Esta línea indica que se va a ejecutar el método showMessageDialog(), encargado de mostrar //en un cuadro de diálogo un valor (en nuestro caso, un String) //El primer parámetro no es necesario y podemos usar el valor nulo //(el parámetro indica el JFrame asociado, el contenedor o entorno del diálogo a crear) } } Este ejemplo necesita una pequeña explicación.

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Java (lenguaje de programación) • Todo en Java está dentro de una clase, incluyendo programas autónomos. • El código fuente se guarda en archivos con el mismo nombre que la clase que contienen y con extensión “.java”. Una clase (class) declarada pública (public) debe seguir este convenio. En el ejemplo anterior, la clase es Hola, por lo que el código fuente debe guardarse en el fichero “Hola.java” • El compilador genera un archivo de clase (con extensión “.class”) por cada una de las clases definidas en el archivo fuente. Una clase anónima se trata como si su nombre fuera la concatenación del nombre de la clase que la encierra, el símbolo “$”, y un número entero. • Los programas que se ejecutan de forma independiente y autónoma, deben contener el método ”main()”. • La palabra reservada ”void” indica que el método main no devuelve nada. • El método main debe aceptar un array de objetos tipo String. Por acuerdo se referencia como ”args”, aunque puede emplearse cualquier otro identificador. • La palabra reservada ”static” indica que el método es un método de clase, asociado a la clase en vez de una instancias de la misma. El método main debe ser estático o ’’de clase’’. • La palabra reservada public significa que un método puede ser llamado desde otras clases, o que la clase puede ser usada por clases fuera de la jerarquía de la propia clase. Otros tipos de acceso son ”private” o ”protected”. • La utilidad de impresión (en pantalla por ejemplo) forma parte de la biblioteca estándar de Java: la clase ‘’’System’’’ define un campo público estático llamado ‘’’out’’’. El objeto out es una instancia de ‘’’PrintStream’’’, que ofrece el método ‘’’println (String)’’’ para volcar datos en la pantalla (la salida estándar). • Las aplicaciones autónomas se ejecutan dando al entorno de ejecución de Java el nombre de la clase cuyo método main debe invocarse. Por ejemplo, una línea de comando (en Unix o Windows) de la forma java –cp . Hola ejecutará el programa del ejemplo (previamente compilado y generado “Hola.class”). El nombre de la clase cuyo método main se llama puede especificarse también en el fichero “MANIFEST” del archivo de empaquetamiento de Java (.jar). Applets Las applet Java son programas incrustados en otras aplicaciones, normalmente una página Web que se muestra en un navegador. // Hello.java import javax.swing.JApplet; import java.awt.Graphics; public class Hello extends JApplet { public void paint(Graphics g) { g.drawString("Hola, mundo!", 65, 95); } } Applet Hola Mundo

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Java (lenguaje de programación) Actualmente HTML 5 ha eliminado el uso de la etiqueta . Pero todavía existe la forma de usarlo en HTML5. (Texto en inglés) Java Applets in HTML5. [35] La sentencia import indica al compilador de Java que incluya las clases java.applet. Applet y java.awt. Graphics, para poder referenciarlas por sus nombres, sin tener que anteponer la ruta completa cada vez que se quieran usar en el código fuente. La clase Hola extiende (extends) a la clase Applet, es decir, es una subclase de ésta. La clase Applet permite a la aplicación mostrar y controlar el estado del applet. La clase Applet es un componente del AWT (Abstract Window Toolkit), que permite al applet mostrar una interfaz gráfica de usuario o GUI (Graphical User Interface), y responder a eventos generados por el usuario. La clase Hola sobrecarga el método paint (Graphics) heredado de la superclase contenedora (Applet en este caso), para acceder al código encargado de dibujar. El método paint() recibe un objeto Graphics que contiene el contexto gráfico para dibujar el applet. El método paint() llama al método drawString (String, int, int) del objeto [36] Servlets Los servlets son componentes de la parte del servidor de Java EE, encargados de generar respuestas a las peticiones recibidas de los clientes. // Hola.java import java.io.IOException; import javax.servlet.*; public class Hola extends GenericServlet { public void service(ServletRequest request, ServletResponse response) throws ServletException, IOException { response.setContentType("text/html"); PrintWriter pw = response.getWriter(); pw.println("Hola, mundo!"); pw.close(); } } Las sentencias import indican al compilador de Java la inclusión de todas las clases públicas e interfaces de los paquetes java.io y javax.servlet en la compilación. La clase Hola extiende (extends), es heredera de la clase GenericServlet. Esta clase proporciona la interfaz para que el servidor le pase las peticiones al servlet y el mecanismo para controlar el ciclo de vida del servlet. La clase Hola sobrecarga el método service (ServletRequest, ServletResponse), definido por la interfaz servlet para acceder al manejador de la petición de servicio. El método service() recibe un objeto de tipo ServletRequest que contiene la petición del cliente y un objeto de tipo ServletResponse, usado para generar la respuesta que se devuelve al cliente. El método service() puede lanzar (throws) excepciones de tipo ServletException e IOException si ocurre algún tipo de anomalía.

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Java (lenguaje de programación) El método setContentType (String) en el objeto respuesta establece el tipo de contenido MIME a "text/html", para indicar al cliente que la respuesta a su petición es una página con formato HTML. El método getWriter() del objeto respuesta devuelve un objeto de tipo PrintWriter, usado como una tubería por la que viajarán los datos al cliente. El método println (String) escribe la cadena "Hola, mundo!" en la respuesta y finalmente se llama al método close() para cerrar la conexión, que hace que los datos escritos en la tubería o stream sean devueltos al cliente. Aplicaciones con ventanas Swing es la biblioteca para la interfaz gráfica de usuario avanzada de la plataforma Java SE. // Hola.java import javax.swing.*; public class Hola extends JFrame { Hola() { setDefaultCloseOperation(WindowConstants.DISPOSE_ON_CLOSE); add(new JLabel("Hola, mundo!")); pack(); } public static void main(String[] args) { new Hola().setVisible(true); } } Las instrucciones import indican al compilador de Java que las clases e interfaces del paquete javax.swing se incluyan en la compilación. La clase Hola extiende (extends) la clase javax.swing.JFrame, que implementa una ventana con una barra de título y un control para cerrarla. El constructor Hola() inicializa el marco o frame llamando al método setDefaultCloseOperation (int) heredado de JFrame para establecer las operaciones por defecto cuando el control de cierre en la barra de título es seleccionado al valor WindowConstants.DISPOSE_ON_CLOSE. Esto hace que se liberen los recursos tomados por la ventana cuando es cerrada, y no simplemente ocultada, lo que permite a la máquina virtual y al programa acabar su ejecución. A continuación se crea un objeto de tipo JLabel con el texto "Hola, mundo!", y se añade al marco mediante el método add (Component), heredado de la clase Container. El método pack(), heredado de la clase Window, es invocado para dimensionar la ventana y distribuir su contenido. El método main() es llamado por la JVM al comienzo del programa. Crea una instancia de la clase Hola y hace la ventana sea mostrada invocando al método setVisible (boolean) de la superclase (clase de la que hereda) con el parámetro a true. Véase que, una vez el marco es dibujado, el programa no termina cuando se sale del método main(), ya que el código del que depende se encuentra en un hilo de ejecución independiente ya lanzado, y que permanecerá activo hasta que todas las ventanas hayan sido destruidas.

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Entornos de funcionamiento El diseño de Java, su robustez, el respaldo de la industria y su fácil portabilidad han hecho de Java uno de los lenguajes con un mayor crecimiento y amplitud de uso en distintos ámbitos de la industria de la informática.

En dispositivos móviles y sistemas empotrados Desde la creación de la especificación J2ME (Java 2 Platform, Micro Edition), una versión del entorno de ejecución Java reducido y altamente optimizado, especialmente desarrollado para el mercado de dispositivos electrónicos de consumo se ha producido toda una revolución en lo que a la extensión de Java se refiere. Es posible encontrar microprocesadores diseñados para ejecutar bytecode Java y software Java para tarjetas inteligentes (JavaCard), teléfonos móviles, buscapersonas, set-top-boxes, sintonizadores de TV y otros pequeños electrodomésticos. El modelo de desarrollo de estas aplicaciones es muy semejante a las applets de los navegadores salvo que en este caso se denominan MIDlets. Véase Sun Mobile Device Tecnology [37]

En el navegador web Desde la primera versión de java existe la posibilidad de desarrollar pequeñas aplicaciones (Applets) en Java que luego pueden ser incrustadas en una página HTML para que sean descargadas y ejecutadas por el navegador web. Estas mini-aplicaciones se ejecutan en una JVM que el navegador tiene configurada como extensión (plug-in) en un contexto de seguridad restringido configurable para impedir la ejecución local de código potencialmente malicioso. El éxito de este tipo de aplicaciones (la visión del equipo de Gosling) no fue realmente el esperado debido a diversos factores, siendo quizás el más importante la lentitud y el reducido ancho de banda de las comunicaciones en aquel entonces que limitaba el tamaño de las applets que se incrustaban en el navegador. La aparición posterior de otras alternativas (aplicaciones web dinámicas de servidor) dejó un reducido ámbito de uso para esta tecnología, quedando hoy relegada fundamentalmente a componentes específicos para la intermediación desde una aplicación web dinámica de servidor con dispositivos ubicados en la máquina cliente donde se ejecuta el navegador. Las applets Java no son las únicas tecnologías (aunque sí las primeras) de componentes complejos incrustados en el navegador. Otras tecnologías similares pueden ser: ActiveX de Microsoft, Flash, Java Web Start, etc.

En sistemas de servidor En la parte del servidor, Java es más popular que nunca, desde la aparición de la especificación de Servlets y JSP (Java Server Pages). Hasta entonces, las aplicaciones web dinámicas de servidor que existían se basaban fundamentalmente en componentes CGI y lenguajes interpretados. Ambos tenían diversos inconvenientes (fundamentalmente lentitud, elevada carga computacional o de memoria y propensión a errores por su interpretación dinámica). Los servlets y las JSPs supusieron un importante avance ya que: • El API de programación es muy sencilla, flexible y extensible. • Los servlets no son procesos independientes (como los CGIs) y por tanto se ejecutan dentro del mismo proceso que la JVM mejorando notablemente el rendimiento y reduciendo la carga computacional y de memoria requeridas. • Las JSPs son páginas que se compilan dinámicamente (o se pre-compilan previamente a su distribución) de modo que el código que se consigue una ventaja en rendimiento substancial frente a muchos lenguajes interpretados. La especificación de Servlets y JSPs define un API de programación y los requisitos para un contenedor (servidor) dentro del cual se puedan desplegar estos componentes para formar aplicaciones web dinámicas completas. Hoy día

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Java (lenguaje de programación) existen multitud de contenedores (libres y comerciales) compatibles con estas especificaciones. A partir de su expansión entre la comunidad de desarrolladores, estas tecnologías han dado paso a modelos de desarrollo mucho más elaborados con frameworks (pe Struts, Webwork) que se sobreponen sobre los servlets y las JSPs para conseguir un entorno de trabajo mucho más poderoso y segmentado en el que la especialización de roles sea posible (desarrolladores, diseñadores gráficos,...) y se facilite la reutilización y robustez de código. A pesar de todo ello, las tecnologías que subyacen (Servlets y JSPs) son substancialmente las mismas. Este modelo de trabajo se ha convertido en uno de los estándar de-facto para el desarrollo de aplicaciones web dinámicas de servidor.

En aplicaciones de escritorio Hoy en día existen multitud de aplicaciones gráficas de usuario basadas en Java. El entorno de ejecución Java (JRE) se ha convertido en un componente habitual en los PC de usuario de los sistemas operativos más usados en el mundo. Además, muchas aplicaciones Java lo incluyen dentro del propio paquete de la aplicación de modo que se ejecuten en cualquier PC. En las primeras versiones de la plataforma Java existían importantes limitaciones en las APIs de desarrollo gráfico (AWT). Desde la aparición de la biblioteca Swing la situación mejoró substancialmente y posteriormente con la aparición de bibliotecas como SWT hacen que el desarrollo de aplicaciones de escritorio complejas y con gran dinamismo, usabilidad, etc. sea relativamente sencillo.

Plataformas soportadas Una versión del entorno de ejecución Java JRE (Java Runtime Environment) está disponible en la mayoría de equipos de escritorio. Sin embargo, Microsoft no lo ha incluido por defecto en sus sistemas operativos. En el caso de Apple, éste incluye una versión propia del JRE en su sistema operativo, el Mac OS. También es un producto que por defecto aparece en la mayoría de las distribuciones de GNU/Linux. Debido a incompatibilidades entre distintas versiones del JRE, muchas aplicaciones prefieren instalar su propia copia del JRE antes que confiar su suerte a la aplicación instalada por defecto. Los desarrolladores de applets de Java o bien deben insistir a los usuarios en la actualización del JRE, o bien desarrollar bajo una versión antigua de Java y verificar el correcto funcionamiento en las versiones posteriores.

Programación Expresiones Las expresiones son un conjunto de elementos o tokens junto con literales que son evaluados para devolver un resultado. Los tokens son elemento más pequeño de un programa que es significativo, e interpretado o entendido por el compilador, en java los tokens se dividen en cinco categorías que son: Identificadores: Son las representaciones que se les da a los nombres que se asignan a las variables, clases, paquetes, métodos y constantes en el código de java para que el compilador los identifique y el programador pueda entenderlos. En java los identificadores pueden diferenciar entre mayúsculas o minúsculas por ser case sensitive, por lo que la variable cuyo nombre sea “Mivariable”, no es igual a “mivarialble”, ya que java identifica estas como variables diferentes por el case sensitive, también se puede utilizar números, o el signo “_” para asignar un identificador. Palabras claves: Son los identificadores reservados por java para cumplir con un objetivo específico en el código y el compilador, se usan de forma limitada y en casos específicos. Las palabras claves que usa java son las siguientes:

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abstract

boolean

break

byte

case

catch

char

class

continue

default

do

double

else

extends

false

final

finally

float

for

if

implements import

instanceof int

interface

long

native

new

null

package

private

protected public

return

short

static

super

switch

syncroniced this

throw

throws

transient

true

try

void

volatile

while

var

rest

byvalue

cast

const

future

generic

goto

inner

operator

outer

Las palabras que se encuentran en negrilla, son palabras claves para java aunque actualmente no se utilicen en la versión de java, pero se pretenden integrar en las siguientes versiones de java. Las palabras como true, false o null también son palabras claves pero son palabras reservadas en java por lo cual no pueden ser utilizadas como un identificador. Literales y constantes:Los literales son sintaxis para asignar valores a una variable, es decir el valor que puede tomar una variable, también es un valor constante que puede ser de tipo numérico. Las constantes son variables que tienen un valor fijo y no puede ser modificado en el trascurso de la ejecución del código, estas se declaran por medio de los modificadores final y static. final static double pi= 3.1416; Operadores: Son los que nos indican una evaluación que se aplica a un objeto o un dato, sobre un identificador o constante. Un ejemplo de operadores puede ser la suma, resta o multiplicación. Separadores: Se utilizan para indicarle al compilador de java donde se ubican los elementos del código, los separadores que admite java son: { },:; También el compilador de java identifica y elimina los comentarios, retornos de carros espacios vacíos y de tabulación a la hora de compilar por lo que no son considerados parte de un tokens. Las expresiones pueden ser una combinación en secuencia de variables, operadores y métodos. Las expresiones son utilizadas para realizar cálculos, para asignar valores a variables, o para controlar la ejecución del flujo del programa.

Operadores Los operadores son aquellos que tras realizar una operación devuelven un resultado, estos se puede caracterizar por el número de operadores, el tipo de operandos, y el resultado que generan. Número de operandos. Pueden ser de dos tipos unarios, y binarios. Los unarios son aquellos que solo necesitan de un operando para devolver un valor, mientras que los binarios necesitan de dos o más operandos. Operadores unarios.


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Operador

Descripción

-

Cambio de signo

!

Operador NOT

~

Complemento a 1

Operadores binarios. Operadores +-*/%

Descripción Operadores aritméticos

== != < > <= >= Operadores relacionales &&

^

^ << >> >>>

Operadores a nivel de bit

+

Concatenación de cadenas

Operadores booleanos

Operadores a nivel de bit Los operadores a nivel de bit nos permiten realizar operaciones sobre números binarios. ~ Complemento a 1, este operador invierte los dígitos, cambiando los 0 por 1 y los 1 por 0, un ejemplo puede ser: 11001011 ~ 11001011 resultado 00110100 Como se puede ver se cambian los valores de 0 a 1 y de 1 a 0. & AND a nivel de bit, este operador realiza una operación AND o suma entre dos números de bit, en donde si dos bit son igual a 1 el resultado será 1, de lo contrario será 0, un ejemplo puede ser: situacion 01001101 & 10011011 ______________ 00001001 | Or a nivel de bit, este operador realiza una operación OR en donde si alguno de los dos números es 1 el resultado será 1, un ejemplo puede ser: 11001101 | 01011101 ______________ 11011101 ^ XOR a nivel de bit, este operador realiza la operación XOR en donde si los dos números son iguales el resultado será 0 de lo contrario será 1, un ejemplo puede ser: 001010012 ^ 011011012 ______________ 01000100 << Desplazamiento a la izquierda, este operador desplaza n cantidad de espacios a la izquierda un bit, un ejemplo puede ser;


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01101110 01101110 << 2 = 11011100 Como se puede ver al realizar el desplazamiento se realiza una inserción de un dígito 0 a la derecha

Precedencia de operadores Los operadores son una parte principal en las expresiones, el tipo y forma de uso es fundamental a la hora de programas, pero para su uso se tiene que tener en cuenta una serie de normas, como lo son la precedencia de los operadores. Los operadores son ejecutados según su precedencia, si cuentan con una precedencia mayor serán evaluados primero que los de precedencia menor, si por casualidad se llegase a presentar operadores con el mismo nivel de precedencia, estos se evaluaran de derecha a izquierda, si son operadores binarios (menos los operadores de asignación) se evaluaran de izquierda a derecha. A Java se le puede indicar que operadores debe evaluar primero sin importar su precedencia por medio de paréntesis ( ), de esta forma el compilador de java interpreta que primero ejecutara las operaciones que se encuentran dentro de los paréntesis, y luego continuara con los demás operadores. La siguiente tabla indicara en nivel de precedencia de los operadores utilizados en java, teniendo en cuenta que el nivel de precedencia esta indicado de arriba a abajo, siendo arriba el nivel más alto. Precedencia de los operadores en java. Tipo de operadores

Operadores

Operadores posfijos

[ ] . ( parámetros) expr++ expr--

Operadores unarios

++expr –expr +expr -expr ~ !

Creación o conversión New (tipo) expr Multiplicación

*/%

Suma

+-

Desplazamiento

<< >> >>>

Comparación

< > <= >= instanceof

Igualdad

== !=

AND a nivel bit

&

OR a nivel bit

|

XOR a nivel bit

^

AND lógico

&&

OR lógico

||

Condicional

?:

Asignación

= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= >>>=

Un ejemplo de la precedencia de los operadores en java podría ser el siguiente, en donde tenemos un código que se encargara de realizar una serie de operaciones aritméticas. int numero1 = 3; int numero2= 4; int resultado; resultado= numero1 + numero2 * 3; System.out.println ( resultado); //esto imprime el valor de 15

Java (lenguaje de programación) según la precedencia de los operadores la multiplicación * tiene mayor prioridad que la suma +, por lo que primero se ejecuta la multiplicación y luego se realiza la suma. int numero1 = 3; int numero2= 4; int resultado; resultado= (numero1 + numero2) * 3; System.out.println ( resultado); //esto imprime el valor de 21 En este caso el resultado cambia ya que primero se evalúan los parámetros que están dentro del paréntesis y luego se evalúa el resto de parámetros. Una de las recomendaciones que da java para el desarrollo es el uso de los paréntesis en las operaciones con más de 3 operandos, así de esta forma el código se hace más legible y se evitan errores al momento de compilar.

Sentencias Las sentencias son una representación de una secuencia de acciones que se realizan en java, la clave fundamental de las sentencias es su punto final que indica que ha finalizado la sentencia y puede continuar con la siguiente, el indicador utilizado es el signo de punto y coma (; ). Contamos en java con sentencias que pueden ir desde sentencias de asignación, de bucles, condicionales, y de salto. Las sentencias se conforman comúnmente por una instancia, y un operador, un ejemplo es la sentencia de asignación que se conforma por una instancia de una variable, el signo de asignación y una expresión, un ejemplo es: int variable= 12+2; Las sentencias de asignación son aquellas en las que se asigna un valor a una variable o constante. Las sentencias condicionales son las que expresan una condición para definir el flujo de ejecución del programa, entre ellas tenemos if-else y switch. Las sentencias de bucles se encargar de realizar una acción cierta cantidad de tiempo dado, o hasta que se cumpla con una condición, entre ellas tenemos el while, do-while, y for. Las sentencias de salto llevan al compilador a un punto específico del programa o hacia la siguiente sentencia de ejecución, entre ellas tenemos break, continue, y return. Conversión de tipos En algunos casos suele ser necesario convertir un tipo de dato a otro, esto se le conoce como conversión de tipos, modelado, o tipado, así de esta forma poder realizar las operaciones necesarias sobre el valor que se desea convertir. Se debe tener en cuenta el tipo de dato que se va a convertir, ya que si se convierte un dato que tenga una cantidad menor de bit al anterior este tendrá perdida de información, un ejemplo de tipado puede ser un número long que se desea convertir a int, el compilador eliminara los primeros 32bit del long para ajustarlo al int ya que el int es de 32bit y el long de 64. Si la conversión se realiza a un tipo de datos de menos bit a un tipo de datos con mayor bit, la conversión se realiza automáticamente llamada conversión implícita, pero si se realiza de un tipo de datos con mayor bit a menor bit se tiene que realizar una conversión explicita, la cual se realiza con un casting, al usar este método se obliga a realizar la conversión por lo cual puede haber perdida de datos en la conversión. Para realizar una conversión explicita se tiene que poner el tipo de dato que se desea realizar la conversión entre paréntesis, luego el valor o la variable que se desea convertir. Un ejemplo de conversión de tipo explicito puede ser: Int numero1 = 32; byte numero2; numero2 = (byte) numero1; Un ejemplo de una conversión de tipo implícita puede ser: int numero1 = 32; long numero2; numero2 = numero1;

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Las siguiente tabla muestra la los tipos de datos que se pueden realizar una conversión implícita desde el dato origen, hasta el dato destino que es el dato en el que se va a convertir. Tipo origen

Tipo destino

byte

double, float, long, int, char, short

short

double, float, long, int

char

double, float, long, int

int

double, float, long

long

double, float

float

double

Los tipos de datos booleanos no pueden ser convertidos a otro tipo de datos, por ningún método mencionado anteriormente. Otro tipo de conversión que no se encuentre en esta tabla desde el origen al destino, tiene que realizarse por medio de una conversión explícita por casting. Cuando se desea realizar una conversión de un tipo string como origen a otro tipo, es necesario utilizar una función que se encarga de convertir el tipo de dato, la función necesaria se compone de la variable que va almacenar el resultado, y dependiendo de la variable se usa el parámetro que inicia con el tipo de dato a convertir, Integer, Byte, Short, o Long, seguida de punto “. “, el cual indica que se cargarán los atributos del parámetro, en donde cargaremos el parseInt si queremos convertir a interger o parseByte si queremos convertir a byte, o dependiendo del tipo de dato, seguido de paréntesis en donde se agregara el valor de string a convertir. Algunos ejemplos puede ser: int numero1; long numero2; byte numero3; String texto= “20111”; numero1 = Interger.parseInt ( texto ); numero2 = Long.parseLong ( texto); numero3 = Byte.parseByte ( texto ); esto suele ser usado para realizar una conversión de texto cuando se ingresan valores numéricos por una entrada a java, la cual los detecta como string, así de esta forma puede convertir el texto que se ingresa a un número para realizar operaciones, como una calculadora.

Industria relacionada Sun Microsystem, como creador del lenguaje de programación Java y de la plataforma JDK, mantiene fuertes políticas para mantener una especificación del lenguaje[38] así como de la máquina virtual[39] a través del JCP. Es debido a este esfuerzo que se mantiene un estándar de facto. Son innumerables las compañías que desarrollan aplicaciones para Java y/o están volcadas con esta tecnología: • La industria de la telefonía móvil está fuertemente influenciada por la tecnología Java. • Los entornos de desarrollo Netbeans y Eclipse ha tomado un lugar importante entre la comunidad de desarrolladores Java. • La fundación Apache tiene también una presencia importante en el desarrollo de bibliotecas y componentes de servidor basados en Java. • IBM, BEA, IONA, Oracle,... son empresas con grandes intereses y productos creados en y para Java.


Críticas En 1995 alguien dijo que Java fue creado para abrir una nueva vía en la gestión de software complejo, y es por regla general aceptado que se ha comportado bien en ese aspecto. Sin embargo no puede decirse que Java no tenga grietas, ni que se adapta completamente a todos los estilos de programación, todos los entornos, o todas las necesidades.

General • Java no ha aportado capacidades estándares para aritmética en punto flotante. El estándar IEEE 754 para “Estándar para Aritmética Binaria en Punto Flotante” apareció en 1985, y desde entonces es el estándar para la industria. Y aunque la aritmética flotante de Java (cosa que cambió desde el 13 de noviembre de 2006, cuando se abrió el código fuente y se adoptó la licencia GPL, aparte de la ya existente)[cita requerida] se basa en gran medida en la norma del IEEE, no soporta aún algunas características. Más información al respecto puede encontrarse en la sección final de enlaces externos.

El lenguaje • En un sentido estricto, Java no es un lenguaje absolutamente orientado a objetos, a diferencia de, por ejemplo, Ruby o Smalltalk. Por motivos de eficiencia, Java ha relajado en cierta medida el paradigma de orientación a objetos, y así por ejemplo, no todos los valores son objetos. • El código Java puede ser a veces redundante en comparación con otros lenguajes. Esto es en parte debido a las frecuentes declaraciones de tipos y conversiones de tipo manual (casting). También se debe a que no se dispone de operadores sobrecargados, y a una sintaxis relativamente simple. Sin embargo, J2SE 5.0 introduce elementos para tratar de reducir la redundancia, como una nueva construcción para los bucles ‘’’foreach’’’. • A diferencia de C++, Java no dispone de operadores de sobrecarga definidos por el usuario. Los diseñadores de Java tomaron esta decisión puesto que consideraban que, bajo ciertas circunstancias, esta característica podía complicar la lectura y mantenimiento de los programas.

Apariencia La apariencia externa (el ‘‘‘look and feel’’’) de las aplicaciones GUI (Graphical User Interface) escritas en Java usando la plataforma Swing difiere a menudo de la que muestran aplicaciones nativas. Aunque el programador puede usar el juego de herramientas AWT (Abstract Windowing Toolkit) que genera objetos gráficos de la plataforma nativa, el AWT no es capaz de funciones gráficas avanzadas sin sacrificar la portabilidad entre plataformas; ya que cada una tiene un conjunto de APIs distinto, especialmente para objetos gráficos de alto nivel. Las herramientas de Swing, escritas completamente en Java, evitan este problema construyendo los objetos gráficos a partir de los mecanismos de dibujo básicos que deben estar disponibles en todas las plataformas. El inconveniente es el trabajo extra requerido para conseguir la misma apariencia de la plataforma destino. Aunque esto es posible (usando GTK+ y el Look-and-Feel de Windows), la mayoría de los usuarios no saben cómo cambiar la apariencia que se proporciona por defecto por aquella que se adapta a la de la plataforma.

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Rendimiento El bytecode de Java puede ser interpretado en tiempo de ejecución por la máquina virtual, o bien compilado al cargarse el programa, o durante la propia ejecución, para generar código nativo que se ejecuta directamente sobre el hardware. Si es interpretado, será más lento que usando el código máquina intrínseco de la plataforma destino. Si es compilado, durante la carga inicial o la ejecución, la penalización está en el tiempo necesario para llevar a cabo la compilación. Algunas características del propio lenguaje conllevan una penalización en tiempo, aunque no son únicas de Java. Algunas de ellas son el chequeo de los límites de arrays, chequeo en tiempo de ejecución de tipos, y la indirección de funciones virtuales. El uso de un recolector de basura para eliminar de forma automática aquellos objetos no requeridos, añade una sobrecarga que puede afectar al rendimiento, o ser apenas apreciable, dependiendo de la tecnología del recolector y de la aplicación en concreto. Las JVM modernas usan recolectores de basura que gracias a rápidos algoritmos de manejo de memoria, consiguen que algunas aplicaciones puedan ejecutarse más eficientemente. El rendimiento entre un compilador JIT y los compiladores nativos puede ser parecido, aunque la distinción no está clara en este punto. La compilación mediante el JIT puede consumir un tiempo apreciable, un inconveniente principalmente para aplicaciones de corta duración o con gran cantidad de código. Sin embargo, una vez compilado, el rendimiento del programa puede ser comparable al que consiguen compiladores nativos de la plataforma destino, inclusive en tareas numéricas. Aunque Java no permite la expansión manual de llamadas a métodos, muchos compiladores JIT realizan esta optimización durante la carga de la aplicación y pueden aprovechar información del entorno en tiempo de ejecución para llevar a cabo transformaciones eficientes durante la propia ejecución de la aplicación. Esta recompilación dinámica, como la que proporciona la máquina virtual HotSpot de Sun, puede llegar a mejorar el resultado de compiladores estáticos tradicionales, gracias a los datos que sólo están disponibles durante el tiempo de ejecución. Java fue diseñado para ofrecer seguridad y portabilidad, y no ofrece acceso directo al hardware de la arquitectura ni al espacio de direcciones. Java no soporta expansión de código ensamblador, aunque las aplicaciones pueden acceder a características de bajo nivel usando bibliotecas nativas (JNI, Java Native Interfaces).

Recursos JRE El JRE (Java Runtime Environment, o Entorno en Tiempo de Ejecución de Java) es el software necesario para ejecutar cualquier aplicación desarrollada para la plataforma Java. El usuario final usa el JRE como parte de paquetes software o plugins (o conectores) en un navegador Web. Sun ofrece también el SDK de Java 2, o JDK (Java Development Kit) en cuyo seno reside el JRE, e incluye herramientas como el compilador de Java, Javadoc para generar documentación o el depurador. Puede también obtenerse como un paquete independiente, y puede considerarse como el entorno necesario para ejecutar una aplicación Java, mientras que un desarrollador debe además contar con otras facilidades que ofrece el JDK.

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Componentes • Bibliotecas de Java, que son el resultado de compilar el código fuente desarrollado por quien implementa la JRE, y que ofrecen apoyo para el desarrollo en Java. Algunos ejemplos de estas bibliotecas son: • Las bibliotecas centrales, que incluyen: • Una colección de bibliotecas para implementar estructuras de datos como listas, arrays, árboles y conjuntos. • Bibliotecas para análisis de XML. • Seguridad. • Bibliotecas de internacionalización y localización. • Bibliotecas de integración, que permiten la comunicación con sistemas externos. Estas bibliotecas incluyen: • La API para acceso a bases de datos JDBC (Java DataBase Conectivity). • La interfaz JNDI (Java Naming and Directory Interface) para servicios de directorio. • RMI (Remote Method Invocation) y CORBA para el desarrollo de aplicaciones distribuidas. • Bibliotecas para la interfaz de usuario, que incluyen: • El conjunto de herramientas nativas AWT (Abstract Windowing Toolkit), que ofrece componentes GUI (Graphical User Interface), mecanismos para usarlos y manejar sus eventos asociados.

• • • •

• Las Bibliotecas de Swing, construidas sobre AWT pero ofrecen implementaciones no nativas de los componentes de AWT. • APIs para la captura, procesamiento y reproducción de audio. Una implementación dependiente de la plataforma en que se ejecuta de la máquina virtual de Java (JVM), que es la encargada de la ejecución del código de las bibliotecas y las aplicaciones externas. Plugins o conectores que permiten ejecutar applets en los navegadores Web. Java Web Start, para la distribución de aplicaciones Java a través de Internet. Documentación y licencia.

APIs Sun define tres plataformas en un intento por cubrir distintos entornos de aplicación. Así, ha distribuido muchas de sus APIs (Application Program Interface) de forma que pertenezcan a cada una de las plataformas: • Java ME (Java Platform, Micro Edition) o J2ME — orientada a entornos de limitados recursos, como teléfonos móviles, PDAs (Personal Digital Assistant), etc. • Java SE (Java Platform, Standard Edition) o J2SE — para entornos de gama media y estaciones de trabajo. Aquí se sitúa al usuario medio en un PC de escritorio. • Java EE (Java Platform, Enterprise Edition) o J2EE — orientada a entornos distribuidos empresariales o de Internet. Las clases en las APIs de Java se organizan en grupos disjuntos llamados paquetes. Cada paquete contiene un conjunto de interfaces, clases y excepciones relacionadas. La información sobre los paquetes que ofrece cada plataforma puede encontrarse en la documentación de ésta. El conjunto de las APIs es controlado por Sun Microsystems junto con otras entidades o personas a través del programa JCP (Java Community Process). Las compañías o individuos participantes del JCP pueden influir de forma activa en el diseño y desarrollo de las APIs, algo que ha sido motivo de controversia.

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Extensiones y arquitecturas relacionadas Las extensiones[40] de Java están en paquetes que cuelgan de la raíz javax: javax.*. No se incluyen en la JDK o el JRE. Algunas de las extensiones y arquitecturas ligadas estrechamente al lenguaje Java son: • Java EE (Java Platform, Enterprise Edition; antes J2EE) —para aplicaciones distribuidas orientadas al entorno empresarial

Java en código abierto Java se ha convertido en un lenguaje con una implantación masiva en todos los entornos (personales y empresariales). El control que mantiene Sun sobre éste ha generado reticencias en la comunidad de empresas con fuertes intereses en Java (IBM, Oracle) y obviamente en la comunidad de desarrolladores de software libre. La evolución basada en un comité en el que participen todos los implicados no es suficiente y la comunidad demandaba desde hace tiempo la liberación de las APIs y bibliotecas básicas de la JDK. En diciembre de 2006, Sun Microsystems comenzó el relanzamiento de su plataforma Java[41] bajo la licencia GPL de GNU. En abril de 2009 Oracle adquirió Sun Microsystems, lo que generó temor en la comunidad ante la posible mercantilización del lenguaje de programación orientado a objetos más popular actualmente. Por ahora Oracle ha seguido manteniendo Java, estando las versiones posteriores a la 6 bajo su control. Se instala una versión homebrew de PSPKVM (0.5.5) para emular la plataforma de Java en PSP. Esto permite usar programas JAVA en esta videoconsola.

Alternativas libres Existen alternativas para el entorno de ejecución y de desarrollo de Java con una gran cobertura de funcionalidades con respecto a las implementaciones comerciales de Sun, IBM, Bea, etc.

Críticas referentes a Java y el software libre • Free But Shackled — The Java Trap [42], de Richard Stallman, 12 de abril de 2004. (respuesta de James Gosling [43] ) • Traducción al español de este artículo: Libre pero encadenado. La trampa del Java. [44] (Nótese que hay una nota en un recuadro amarillo que habla de la situación actual con respecto a lo que se dice en ese artículo) Notar que este artículo fue escrito antes de la liberación del código fuente de Java. En la actualidad la postura de la Free Software Foundation y de Richard Stallman han cambiado[cita requerida], mostrándose partidarios ambos de su uso en software libre.

Referencias • Jon Byous, Java technology: The early years [45]. Sun Developer Network, sin fecha[ca. 1998]. Recuperado 21 de abril de 2005. • James Gosling, A brief history of the Green project [46]. Java.net, sin fecha [ca. Q1/1998]. Recuperado 22 abril de 2005. • James Gosling, Bill Joy, Guy Steele, y Gilad Bracha, The Java language specification, tercera edición. Addison-Wesley, 2005. ISBN 0-321-24678-0. • Tim Lindholm y Frank Yellin. The Java Virtual Machine specification, segunda edición. Addison-Wesley, 1999. ISBN 0-201-43294-3.

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Notas [1] http:/ / www. oracle. com/ technetwork/ java/ index. html [5] http:/ / www. sun. com/ smi/ Press/ sunflash/ 1996-01/ sunflash. 960109. 14048. html [7] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=63 [8] http:/ / www. google. com [9] http:/ / www. sun. com/ smi/ Press/ sunflash/ 1997-02/ sunflash. 970219. 0001. html [10] http:/ / www. sun. com/ smi/ Press/ sunflash/ 1998-12/ sunflash. 981208. 9. html [11] http:/ / www. sun. com/ smi/ Press/ sunflash/ 2000-05/ sunflash. 20000508. 3. html [12] http:/ / java. sun. com/ j2se/ 1. 3/ docs/ relnotes/ features. html [13] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=59 [14] http:/ / www. sun. com/ smi/ Press/ sunflash/ 2002-02/ sunflash. 20020206. 5. html [15] http:/ / java. sun. com/ j2se/ 1. 4. 2/ docs/ relnotes/ features. html [16] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=41 [17] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=51 [18] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=47 [19] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=5 [20] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=56 [21] http:/ / java. sun. com/ j2se/ 1. 5. 0/ docs/ relnotes/ version-5. 0. html [22] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=176 [23] http:/ / www. sun. com/ smi/ Press/ sunflash/ 2004-09/ sunflash. 20040930. 1. html [24] http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=14 [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [41] [42] [43] [44] [45] [46]

http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=175 http:/ / java. sun. com/ j2se/ 1. 5. 0/ docs/ api/ java/ lang/ Integer. html http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=201 http:/ / java. sun. com/ j2se/ 1. 5. 0/ docs/ api/ java/ lang/ Iterable. html http:/ / java. sun. com/ j2se/ 1. 5. 0/ docs/ api/ java/ util/ Collection. html https:/ / mustang. dev. java. net/ http:/ / www. jcp. org/ en/ jsr/ detail?id=270 http:/ / www. java. com/ en/ about/ brand/ naming. jsp http:/ / java. sun. com/ javase/ 6/ http:/ / weblogs. java. net/ blog/ editors/ archives/ 2004/ 09/ evolving_a_lang. html https:/ / eyeasme. com/ Shayne/ HTML5_APPLETS/ . http:/ / java. sun. com/ docs/ books/ tutorial/ deployment/ applet/ mixedbrowser. html http:/ / developers. sun. com/ mobility/ index. jsp Especificación del lenguaje Java (http:/ / java. sun. com/ docs/ books/ jls/ ) Especificación de la máquina virtual Java (http:/ / java. sun. com/ docs/ books/ vmspec/ ) Sun begins releasing Java under the GPL - Free Software Foundation (http:/ / www. fsf. org/ news/ fsf-welcomes-gpl-java. html) http:/ / www. gnu. org/ philosophy/ java-trap. html http:/ / today. java. net/ jag/ page7. html#59 http:/ / www. gnu. org/ philosophy/ java-trap. es. html http:/ / java. sun. com/ features/ 1998/ 05/ birthday. html http:/ / today. java. net/ jag/ old/ green/

Enlaces externos Wikilibros • Wikilibros alberga un libro o manual sobre Programación en Java. • Programas hechos en java con código fuente (http://torturo.com/programas-hechos-en-java/)

Oracle - Sun • Sitio oficial de Java para desarrolladores, etc (http://java.sun.com/) • The Java Language Specification, Tercera edición (http://java.sun.com/docs/books/jls/) Especificación oficial del lenguaje Java • Tutorial de Sun sobre el Lenguaje de programación Java (http://java.sun.com/docs/books/tutorial/) • Libro blanco original de Java (http://java.sun.com/docs/white/langenv/), 1996

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Tutoriales • • • •

Thinking in Java (http://www.bruceeckel.com/), de Bruce Eckel (online) An introduction to Computer Science using Java (http://programmedlessons.org/java5) por Bradley Kjell. Java Course (http://www.vias.org/javacourse/), de A.B. Downey. Computer-Books.us (http://www.computer-books.us/java.php) Colección de libros sobre Java disponibles para descarga gratuita.

• En castellano: • Tutoriales y ejemplos de códigos y proyectos guía para comenzar a desarrollar en java. (http://kukulkan. 260mb.com/Programacion.html) • Colección «Java a tope» de libros electrónicos (http://www.lcc.uma.es/~galvez/) (Universidad de Málaga. España) • Curso de Java, de cero a hasta conexión a MYSQL, incluye PDF (http://www.cursodejava.com.mx/) (México) • Capacitación en Java sobre Grandes Proyectos (http://www.nullbrainexception.blogspot.com/) • Tutoriales J2EE y Liferay (http://www.coretec.es)

Críticas • Softpanorama Java Critique Page: Java vs Scripting Languages (http://www.softpanorama.org/Lang/java. shtml), de Nikolai Bezroukov • How Java’s Floating-Point Hurts Everyone Everywhere (http://www.cs.berkeley.edu/~wkahan/JAVAhurt. pdf), de W. Kahan und Joseph D. Darcy en el ACM 1998 Workshop on Java for High–Performance Network Computing

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Armando, Linux65, Lucascr, Lucien leGrey, Mafores, ManuelGR, Marvelshine, Matdrodes, Mejiad, Mendocino, Merryt, Mikel Gómez, Moriel, Moucaisius, Murven, NaBUru38, NeoTommy, Netito777, Nioger, Ortellado, Ovallesoft, Pablomdo, Pedrovicenterosero, Petruss, Pmisiones, Porao, Pólux, Quiron, Qwertyytrewqqwerty, Rbonvall, Renly, Retama, Richy, Rosarinagazo, Rrmsjp, Rsg, Rubpe19, Sanbec, Sauron, Sdfk, Sebrev, Sergio Andres Segovia, SergioN, Serolillo, Shooke, Sicarul, Slashcsc, Soniautn, Stuffy, SuperBraulio13, Tano4595, Technopat, Tigerfenix, TigreVMMM, Tirithel, Tomatejc, Tostadora, Travelour, Unf, Upc, Viko, Vitamine, Vitucho3005, Voetius, Waka Waka, X.Cyclop, Xsm34, Xx.the.samuel.xx, Youssefsan, Zanaqo, conversion script, host-200-76-49-134.block.alestra.net.mx, 482 ediciones anónimas Sistema binario Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=66497275 Contribuyentes: .Sergio, 123rlqc, 1969, 2rombos, Abgenis, AldanaN, Alexav8, Alhen, Almendro, Aloriel, Alvaro qc, Alzina, 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AstroNomo, Avm, Açipni-Lovrij, BLACK M0NST3R, Baiji, Balderai, Balix, Banfield, Barteik, Bedwyr, BelegDraug, Bob A, Bucephala, BuenaGente, Cam367, Camilo, Cansado, Carlita, Carlos Zeas, Carola-zzz, Cesarintel, Cesarsorm, CharlesKnight, Chfiguer, Chope777, Cobalttempest, Cookie, Cordwainer, Cratón, Cyrax, DJ Nietzsche, Danakil, Danielba894, Dat, David0811, Descansatore, Diego.souto, Diegusjaimes, Digigalos, Diosa, Dodo, Dreitmen, Dusan, Eamezaga, Edc.Edc, Edgarchan, Edmenb, Edslov, Eduardosalg, Edub, Eduiba, Elabra sanchez, Elisardojm, Elproferoman, Elwikipedista, Er Komandante, Erandly, Eroyuela, Esterdelakpaz, Execoot, Ezarate, Ezequiel3E, FCPB, Fabrizotus, Flashlack, FrancoGG, Frei sein, Fsd141, Ganímedes, Gcsantiago, Genba, GermanX, Gmarinp, Googolplanck, Gorpik, Greek, Gusama Romero, HHM, HUB, Harpagornis, Helmy oved, Hompis, House, Humbefa, Humberto, IIM 78, Icvav, Igna, Ignacio Icke, Ilario, Inakivk, Indu, Ingenieros instructivos, Isha, IsmaelLuceno, Ismaell, J.M.Domingo, JMPerez, Jarfil, Jarisleif, Javier Carro, Javierito92, Jefrcast, Jesuja, Jicapter, Jkbw, JoRgE-1987, Jorge c2010, JorgeGG, Jorgechp, Jorgelrm, Jose1080i, Jose1100000, Joseaperez, Joseromerogc, Jsanchezes, Juan Mayordomo, Juanitoalcachofados, Juanjo64, Juank8041, Jugones55, Julie, Julio Cardmat, JyQ, Kalcetin, Komputisto, Krli2s, Kved, LarA, Lcsrns, LeonardoRob0t, Leonpolanco, Linfocito B, LordT, Lucien leGrey, MADAFACK, MadriCR, Mafores, Magister Mathematicae, Mahadeva, Majin boo, Mansoncc, ManuelGR, Manuelt15, Manwë, MarcoAurelio, Martincarr, Mascorria, Matdrodes, Mel 23, Melocoton, MiguelRdz, Moriel, Mpeinadopa, Mr.Ajedrez, Murphy era un optimista, Mushii, Napier, Nernix1, Netito777, Niqueco, Nnss, Nowadays, Oscar ., Otermin, PabloBD, Palita1880, Pan con queso, Pejeyo, Petruss, Platonides, Poco a poco, Porao, Pólux, Queninosta, Qwertyytrewqqwerty, Rata blanca, Raulshc, Rbonvall, Rigenea, Roberpl, RoyFocker, Rsg, Rubpe19, Rumpelstiltskin, Rαge, Sanbec, Sappler, Sauron, Savh, Scott MacLean, Sebado, Sebasweee, Sebrev, Sergio Andres Segovia, Shinigamisajayin, Snakeyes, Spazer, Spc, SuperBraulio13, Superzerocool, Suruena, Swatnio, Taichi, Technopat, Teclis jma, Thormaster, Tigerfenix, Tintinando, Tirithel, TitoPeru, Tomatejc, Tostadora, Triku, Trylks, UA31, Unf, Valthern, Vandal Crusher, Vic Fede, Vitamine, Vubo, Waka Waka, Will vm, Xavigivax, Xemuj, YSCO, ZackBsAs, Zeioth, 989 ediciones anónimas Código fuente Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=64460673 Contribuyentes: Abgenis, Acratta, Aleator, Allforrous, Angel GN, Angus, Antonio Peinado, Antur, Autonomia, BillGatos, BlackBeast, Blender, Brindys, Danielcarvajal7, DanielithoMoya, Diacritica, Diegusjaimes, Drjackzon, Eduardo Lima, El Moska, Elabra sanchez, Emijrp, Enric Naval, FedericoMP, Gacq, Gaius iulius caesar, GermanX, Giragus, Gonchibolso12, Greek, HaroldBt, Helmy oved, Ikks, Jaromero, Jkbw, JorgeGG, Leonpolanco, Leugim1972, LyingB, Magister Mathematicae, Maldoror, Mansoncc, ManuelGR, Marioneta, Matdrodes, Mgrpmarcemgrp, Mig21bp, Moriel, Mpeinadopa, Murven, Olivares86, Ore07, Pertile, Pólux, Queninosta, Rsg, Sanbec, Sauron, Savh, Spirit-Black-Wikipedista, SuperBraulio13, Superzerocool, Surfaz, Technopat, Tezcatl2, Tirithel, Vitamine, X.Cyclop, Yakoo, 186 ediciones anónimas Compilador Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=66168176 Contribuyentes: Aleix87, Amadís, Antonorsi, Antur, Arcibel, BetoCG, Biasoli, Cheveri, Chomoi, Cookie, Daviba, Dgmrtabu, Diegusjaimes, Dodo, Draxtreme, Edgar, Eduardosalg, Elabra sanchez, Eldelgas, Elliniká, Escarlati, Facon, Farisori, FkieCarrero, Fortran, FrancoGG, GMoyano, Garciaejalfonso, Gengiskanhg, GermanX, Gorivero, Góngora, Huds, Interwiki, Isha, Ivan rome, Ivanics, Jarisleif, Jesuja, Jkbw, Jlm29, Jorgechp, Kroji, Leonpolanco, LordT, Lourdes Cardenal, MadriCR, Mansoncc, ManuelGR, Manuelt15, Marianov, Markoszarrate, Matdrodes, Mjmi, Moriel, Murphy era un optimista, Murven, Máximo de Montemar, Nachomanco, Neodop, Niqueco, Paz.ar, 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Nicop, Nikai, Pit, Rafa3040, Rbo159, Ricardogpn, RoyFocker, Sanbec, Sauron, Shooke, SuperBraulio13, Superzerocool, Tei, Tirithel, Triku, conversion script, 78 ediciones anónimas Depuración de programas Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=64532801 Contribuyentes: ARHEKI, Alejandrocaro35, Biasoli, Diegusjaimes, Djblack!, Ejrrjs, Erick Capslock, Facucario, GermanX, Gmarinp, Guirrohl, J.M.Domingo, Jkbw, Kristobal, Lexinerus, OMenda, Pedromanchon, Rocafort8, Rsg, Sms, Waeswaes, 18 ediciones anónimas Java (lenguaje de programación) Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=66445023 Contribuyentes: A. 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