Friday, March 4, 2016

PROGRAMACIÓN LÓGICA Y FUNCIONAL



La Programación Lógica y Funcional, es una asignatura que requiere tener conocimientos esenciales acerca de los lenguajes lógicos y funcionales de la inteligencia artificial, incluyendo la metodología y los aspectos relativos a la codificación, con el fin de ampliar el conocimiento de tecnologías alternativas para el desarrollo de sistemas automatizados y la implementación de agentes inteligentes. 


PROGRAMACIÓN LÓGICA
           
La programación lógica consiste en la aplicación del corpus de conocimiento sobre lógica para el diseño de lenguajes de programación; no debe confundirse con la disciplina de la lógica computacional, es un tipo de paradigmas de programación dentro del paradigma de programación declarativa. El resto de los subparadigmas de programación dentro de la programación declarativa son: programación funcional, programación basada en restricciones, programas DSL (de dominio específico) e híbridos. La programación lógica gira en torno al concepto de predicado, o relación entre elementos.


PROGRAMACIÓN FUNCIONAL        

Es un paradigma de programación declarativa basado en la utilización de funciones aritméticas que no maneja datos mutables o de estado. Enfatiza la aplicación de funciones, en contraste con el estilo de programación imperativa, que enfatiza los cambios de estado. La programación funcional tiene sus raíces en el cálculo lambda, un sistema formal desarrollado en los 1930s para investigar la definición de función, la aplicación de las funciones y la recursión. Muchos lenguajes de programación funcionales pueden ser vistos como elaboraciones del cálculo lambda, La programación dirigida por eventos es la base de lo que llamamos interfaz de usuario, aunque puede emplearse para desarrollar interfaces entre componentes de Software como módulos del núcleo .


1.1      ESTILOS DE PROGRAMACIÓN


El estilo de programación se refiere a la forma en que se da formato al código fuente. Los lenguajes de programación tienen la particularidad de cumplir un doble rol. Por un lado sirven para comunicar humanos con computadoras. Son la forma de transformar una serie de abstracciones como algoritmos, módulos, tipos de datos y sistemas en algo que una computadora pueda ejecutar.

Estilo de programación (también llamado estándares de código o convención de código) es un término que describe convenciones para escribir código fuente en ciertos lenguajes de programación.

El estilo de programación es frecuentemente dependiente del lenguaje de programación que se haya elegido para escribir. Por ejemplo el estilo del lenguaje de programación C variará con respecto al del lenguaje BASIC.


  • Estilo K&R es el mas utilizado en el lenguaje C y PHP, el estilo fue llamado de esta forma porque fue usado por Kernighan y Ritchies en su libro The C Programming Lenguage.
  • Estilo Allman fue definido por Eric Allman, se trata de crear una nueva lineas para las llaves, e identar el códogo debajo de ellas.
  • Estilo BSD KNF tambien conocido como estilo Kernel Normal From, es la manera más usada para el codigo de la distribucción del software del sistema operativo de Berkeley.
  • Estilo Whitesmiths también llamado estilo wishart, se coloca las llaves asociadas con la instrucciones de control indentada.
  • Estilo GNU este coloca una llave sobre la linea las llaves son identadas por 2 espacios y el código que contiene identada por 2 espacios adicionales.




PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA



La programación estructurada es una forma de escribir programas para computadoras de forma clara, para ello utiliza únicamente tres estructuras: secuencial, selectiva e iterativa; siendo innecesario y no permitiéndose el uso de la instrucción o instrucciones de transferencia incondicional (GOTO).








PROGRAMACIÓN IMPERATIVA



La programación imperativa, en contraposición a la programación declarativa, es un paradigma de programación que describe la programación en términos del estado del programa y sentencias que cambian dicho estado. Los programas imperativos son un conjunto de instrucciones que le indican al computador cómo realizar una tarea.

La implementación de hardware de la mayoría de computadores es imperativa; prácticamente todo el hardware de los computadores está diseñado para ejecutar código de máquina, que es nativo al computador, escrito en una forma imperativa.



PROGRAMACIÓN FUNCIONAL



La programación funcional es un paradigma de programación declarativa basado en la utilización de funciones matemáticas. Sus orígenes provienen del Cálculo Lambda, una teoría matemática elaborada por Alonzo Church como apoyo a sus estudios sobre computabilidad. Un lenguaje funcional es a grandes rasgos, un azúcar sintáctico del Cálculo Lambda. Los programas escritos en un lenguaje funcional están constituidos únicamente por definiciones de funciones, entendiendo éstas no como subprogramas clásicos de un lenguaje imperativo, sino como funciones puramente matemáticas.





PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS

La Programación Orientada a Objetos (POO u OOP según siglas en inglés) es un paradigma de programación que define los programas en términos de "clases de objetos", objetos que son entidades que combinan estado (es decir, datos), comportamiento (esto es, procedimientos o métodos) e identidad (propiedad del objeto que lo diferencia del resto). La programación orientada a objetos expresa un programa como un conjunto de estos objetos, que colaboran entre ellos para realizar tareas. Esto permite hacer los programas y módulos más fáciles de escribir, mantener y reutilizar.


Mapa 1.1
 Estilos de programación




1.2 EVALUACIÓN DE EXPRESIONES


Una expresión es una combinación de operadores y operandos de cuya evaluación se obtiene un valor. Los operandos pueden ser nombres que denoten objetos variables o constantes, funciones, literales de cualquier tipo adecuado de acuerdo con los operadores u otras expresiones más simples. La evaluación de una expresión da lugar a un valor de algún tipo, una expresión se dice que es del tipo de su resultado.Para evaluar una expresión es necesario conocer la prioridad de los operadores, con lo cual se puede determinar cuál operación se va a realizar antes que las demas.





Las expresiones se evalúan de acuerdo con la precedencia de los operadores. Ante una secuencia de operadores de igual precedencia, la evaluación se realiza según el orden de escritura, de izquierda a derecha. El orden de evaluación puede modificarse usando paréntesis.



Tipos de expresiones:



Dentro de las expresiones distinguimos dos clases según el tipo de datos que devuelven al evaluarlas.



Aritméticas: las que devuelven un valor numérico


Lógicas: las que devuelven true o false



Las expresiones se utilizan fundamentalmente en las asignaciones y en las partes condicionales de las sentencias if, while y repeat. 



Mapa 1.2
 Evaluación de expresiones



1.3 DEFINICIÓN DE FUNCIONES



En programación, una función es una sección de un programa que calcula un valor de manera independiente al resto del programa.

Una función tiene tres componentes importantes:


  • Los  parámetros, que son los valores que recibe la función como entrada;
  • El  código de la función, que son las operaciones que hace la función; y  el  resultado (o valor de retorno), que es el valor final que entrega la función.
En esencia, una función es un mini-programa. Sus tres componentes son análogos a la entrada, el proceso y la salida de un programa.
Las declaraciones de funciones generalmente son especificadas por:

Un nombre único en el ámbito: Nombre de la función con el que se identifica y se distingue de otras. No podrá haber otra función ni procedimiento con ese nombre (salvo sobrecarga o polimorfismo en programación orientada a objetos).


Un tipo de dato de retorno: tipo de dato del valor que la función devolverá al terminar su ejecución.


Una lista de parámetros: Especificación del conjunto de argumentos (pueden ser cero, uno o más) que la función debe recibir para realizar su tarea.


El código u órdenes de procesamiento: conjunto de órdenes y sentencias que debe ejecutar la función.

Las declaraciones de funciones generalmente son especificadas por:
  • Un nombre único en el ámbito: Nombre de la función con el que se identifica y se distingue de otras. No podrá haber otra función ni procedimiento con ese nombre (salvo sobrecarga o polimorfismo en programación orientada a objetos).
  • Un tipo de dato de retorno: tipo de dato del valor que la función devolverá al terminar su ejecución.
  • Una lista de parámetros: especificación del conjunto de argumentos que la función debe recibir para realizar su tarea.
  • El código u órdenes de procesamiento: conjunto de órdenes y sentencias que debe ejecutar la función. 


Mapa 1.3
 Definición de funciones


1.4 DISCIPLINA DE TIPOS

“Los tipos se infieren, es decir se comprueban, de forma estática, en tiempo de compilación.”
En los lenguajes de programación con disciplina de tipos, cada tipo representa una colección de valores o datos similares. El conocer los tipos de las funciones ayuda a documentar los programas y evitar errores en tiempo de ejecución.
Un lenguaje tiene disciplina de tipos si los errores de tipos se detectan siempre, es necesario determinar los tipos de todos los operandos, ya sea en tiempo de compilación o de ejecución.

Pascal

Cercano a tener disciplina de tipos pero no realiza comprobación de tipos en los registros variantes (incluso puede omitirse la etiqueta discriminatoria en dichos registros).

Ada

• Resuelve el problema de los registros variantes realizando comprobación dinámica de tipos (sólo en este caso)
• Tiene una función de biblioteca que permite extraer un valor de una variable de cualquier tipo (como una cadena de bits) y usarlo como un tipo diferente (no es una conversión de tipos) se trata de una suspensión temporal de la comprobación de tipos.


C



No tiene disciplina de tipos por:


  • No se realiza comprobación de tipos sobre las uniones
  • Permite funciones con parámetros sobre los que no se realiza comprobación de tipos.
Java

• Tiene disciplina de tipos (no hay uniones)


ML y Haskell

• Poseen disciplina de tipos
• Los tipos de los parámetros de las funciones (y de estas mismas) se conocen en tiempo de compilación (ya sea por declaración del usuario o por inferencia de tipos).

Haskell y otros lenguajes funcionales utilizan el sistema de tipos de Milner, que tiene dos características fundamentales:


Disciplina estática de tipos: Los programas bien tipados se pueden conocer en tiempo de compilación. Un programa bien tipado se puede utilizar sin efectuar comprobaciones de tipo en tiempo de ejecución, estando garantizado que no se producirán errores de tipo durante el cómputo.

Polimorfismo: Permite que una misma función se pueda aplicar a parámetros de diferentes tipos, dependiendo del contexto en el que la función se utilice.

Mapa 1.4
 Disciplina de tipos



1.5 TIPOS DE DATOS

En lenguajes de programación un tipo de dato es un atributo de una parte de los datos que indica al ordenador (y/o al programador) algo sobre la clase de datos sobre los que se va a procesar.




Un tipo de datos define un conjunto de valores y las operaciones sobre estos valores. Casi todos los lenguajes de programación explícitamente incluyen la notación del tipo de datos, aunque lenguajes diferentes pueden usar terminología diferente. La mayor parte de los lenguajes de programación permiten al programador definir tipos de datos adicionales, normalmente combinando múltiples elementos de otros tipos y definiendo las operaciones del nuevo tipo de dato. Por ejemplo, un programador puede crear un nuevo tipo de dato llamado "Persona" que especifica que el dato interpretado como Persona incluirá un nombre y una fecha de nacimiento.

Un tipo de dato entero en computación es un tipo de dato que puede representar un subconjunto finito de los números enteros. El número mayor que puede representar depende del tamaño del espacio usado por el dato y la posibilidad (o no) de representar números negativos. Los tipos de dato entero disponibles y su tamaño dependen del lenguaje de programación usado así como la arquitectura en cuestión.

Tipos de datos en coma flotante Se usan para representar números con partes fraccionarias. Hay dos tipos de coma flotante: float y double. El primero reserva almacenamiento para un número de precisión simple de 4 bytes y el segundo lo hace para un número de precisión doble de 8 bytes.

Tipo de dato carácter (Char) Es cualquier signo tipográfico, puede ser una letra, un número, un signo de puntuación o un espacio. Este término se usa mucho en computación. Un valor de tipo carácter es cualquier carácter que se encuentre dentro del conjunto ASCII ampliado, el cual está formado por los 128 caracteres del ASCII más los 128 caracteres especiales que presenta, en este caso, IBM.

Los valores ordinales del código ASCII ampliado se encuentran en el rango de 0 a 255. Dichos valores pueden representarse escribiendo el carácter correspondiente encerrado entre comillas simples (apóstrofos).Así, podemos escribir: ‘A' < 'a ‘Que significa: "El valor ordinal de A es menor que el de a" o "A está antes que a “Un valor de tipo carácter (char en inglés) se guarda en un byte de memoria. La única operación (además de las relacionales) que podemos hacer con caracteres es la concatenación concatenando dos caracteres, por ejemplo 'a' y 'X' obtendríamos la cadena "aX".

Tipo de dato lógico El tipo de dato lógico o booleano es en computación aquel que puede representar valores de lógica binaria, esto es, valores que representen falso o verdadero. Se utiliza normalmente en  programación, estadística, electrónica, matemáticas.

Palabra reservada una palabra reservada es una palabra que tiene un significado Gramatical especial para ese lenguaje y no puede ser utilizada como un identificador en ese lenguaje.

Por ejemplo, en SQL, un usuario no puede ser llamado "group", porque la palabra group es usada para indicar que un identificador se refiere a un grupo, no a un usuario. Al tratarse de una palabra clave su uso queda restringido. Ocasionalmente la especificación de un lenguaje de programación puede tener palabras reservadas que están previstas para un posible uso en futuras versiones. En Java const y goto son palabras reservadas — no tienen significado en Java, pero tampoco pueden ser usadas como identificadores. Al reservar los términos pueden ser implementados en futuras versiones de Java, si se desea, sin que el código fuente más antiguo escrito en Java deje de funcionar.

Mapa 1.5
 Tipos de datos