PDF de programación - Introducción a Ada

ditdit

UPM

Introducción a Ada

Juan Antonio de la Puente

DIT/UPM

Índice

u Introducción

– cómo escribir programas sencillos

u Datos e instrucciones

– aspectos básicos del lenguaje

u Abstracción de datos

– tipos de datos abstractos

u Programación con objetos

– herencia, polimorfismo, clases e interfaces

u Otros temas

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Ada

u Es un lenguaje imperativo, descendiente de Pascal

– estructura en bloques
– fuertemente tipado
– orientado a objetos

u Es un lenguaje pensado para realizar sistemas

empotrados de gran dimensión
– concurrencia y tiempo real incluidos en el lenguaje
– módulos (paquetes) que se compilan por separado

u Tres versiones normalizadas

– Ada 83 (ISO 8652:1987)
– Ada 95 (ISO 8652:1995)
– Ada 2005 (ISO 8652:1995 /Amd 1:2007)

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Estructura de un programa en Ada

u Un programa en Ada se compone de una o más

unidades de programa
– subprogramas (procedimientos y funciones)
– paquetes (módulos)
– tareas y objetos protegidos (ejecución concurrente)

u Los dos primeros se pueden compilar por separado

– un programa se hace a base de componentes
– hay un procedimiento principal que se ejecuta inicialmente
» a partir de ahí se pueden ejecutar otras unidades de programa

– normalmente se encapsula todo lo demás en paquetes

» hay una biblioteca de paquetes predefinidos
» se pueden añadir otros para cada programa concreto

– el compilador comprueba todas las interfaces

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Procedimientos

u Una abstracción básica que representa una acción:

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procedure <nombre> [<parámetros>] is

<declaraciones>

begin

<instrucciones>

end <nombre>;

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u Las declaraciones se elaboran al comenzar la ejecución

– reservar memoria, asignar valor inicial, etc.
u Las instrucciones se ejecutan después

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Ejemplo

with Ada.Text_IO;
procedure Hello is
use Ada.Text_IO;
begin
Put(“Hello”); New_Line;
end Hello;

-- paquete de biblioteca

-- acceso al paquete

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Compilación con GNAT

u Compilación y montaje:

$ gcc -c hello.adb # compila el fichero fuente
$ gnatbind hello
$ gnatlink hello

# genera código de elaboración
# monta los módulos objeto

u Se puede hacer todo de una vez:

$ gnatmake hello

# compila todo lo que haga falta

u Ejecución:

$ ./hello

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Paquetes

u Un paquete es un módulo donde se declaran datos, tipos

de datos, operaciones, etc.

u Tiene dos partes (que se compilan por separado)

– especificación: define la interfaz visible del paquete

» declaraciones de tipos (y a veces objetos) de datos
» declaraciones de operaciones (subprogramas)

– cuerpo: contiene los detalles de la implementación

» tipos, objetos y subprogramas adicionales (para uso local)
» cuerpos de subprogramas declarados en la especificación

Todo lo que aparece en el cuerpo es invisible para el resto del
programa

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Especificación de un paquete

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package <nombre> is
<declaraciones>
end <nombre>;

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Ejemplo

package Simple_IO is

procedure Get (F : out Float);
procedure Put (F : in Float);
procedure Put (S : in String);
procedure New_Line;

end Simple_IO;

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Utilización de paquetes

with Simple_IO, Ada.Numerics.Elementary_Functions;
procedure Root is
use Simple_IO, Ada.Numerics.Elementary_Functions;
X : Float;
begin
Put(“Enter a number :”);
Get(X);
Put(“The square root of “); Put(X);Put(“ is “);
Put(Sqrt(X));
New_Line;
end Root;

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Cuerpo de un paquete

package body <nombre> is
<declaraciones>
[begin
<instrucciones>]
end <nombre>;

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Ejemplo (1)

with Ada.Text_IO, Ada.Float_Text_IO;
package body Simple_IO is

procedure Get (F : out Float) is
begin
Ada.Float_Text_IO.Get(F);
end Get;

procedure Put (F : in Float) is
begin
Ada.Float_Text_IO.Put(F,Exp=>0);
end Put;

-- (continúa)

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Ejemplo (2)

procedure Put (S : in String) is
begin
Ada.Text_IO.Put(S);
end Put;

procedure New_Line is
begin
Ada.Text_IO.New_Line;
end New_Line;

end Simple_IO;

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Compilación con GNAT

u Ahora tenemos varios ficheros fuente:

hello.adb, simple_io.ads, simple_io,adb

u Hay que compilarlos todos:

$ gcc -c simple_io.ads
$ gcc -c root.adb
$ gcc -c simple_io.adb

u Montaje y enlace :

$ gnatbind root.ali
$ gnatlink root.ali

u Se puede hacer todo de una vez:

$ gnatmake root

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Estructuras de control

Selección

if … then … else … end if;

Bucles

while … loop … end loop;

for i in 1..N loop … end loop;

loop … end loop;

Salida de bucle

exit when … ;

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Ejemplo

with Simple_IO, Ada.Numerics.Elementary_Functions;
procedure Roots is
use Simple_IO, Ada.Numerics.Elementary_Functions;
X : Float;
begin
loop
Put(“Enter a number :”);
Get(X);
exit when X = 0.0;
Put(“The square root of “); Put(X); Put(“ is “);
if X > 0.0 then
Put(Sqrt(X));
else
Put(“not real”);
end if;
New_Line;
end loop;
end Roots;

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Errores y excepciones

u Una excepción es una manifestación de un cierto tipo de

error

– las excepciones tienen nombre, pero no son objetos
– cuando se produce un error, se eleva la excepción

correspondiente

– se abandona la ejecución normal y se pasa a ejecutar un

manejador asociado a la excepción

– se busca un manejador en el mismo cuerpo o bloque

» si no lo hay, la excepción se propaga al nivel superior

– si no se encuentra ningún manejador, se termina el programa

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with Simple_IO, Ada.Numerics.Elementary_Functions;
procedure Roots is
use Simple_IO, Ada.Numerics.Elementary_Functions;
X : Float;
begin
loop
begin
Put(“Enter a number :”);
Get(X);
exit when X = 0.0;
Put(“The square root of “); Put(X); Put(“ is “);
Put(Sqrt(X));
exception

when Ada.Numerics.Argument_Error =>

Put ("not real");

end;

New_Line;
end loop;
end Roots;

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Biblioteca estándar

Paquetes predefinidos para:
u Operaciones con caracteres y tiras

– Ada.Characters, Ada.Strings, etc.

u Cálculo numérico

– Ada.Numerics, Ada.Numerics.Generic_Elementary_Functions, etc.

» también números complejos, vectores y matrices

u Entrada y salida

– Ada.Text_IO, Ada.Integer_Text_IO, Ada.Float_Text_IO, etc.

u Secuencias (streams)
u Contenedores (listas, conjuntos, etc.)
u Interfaz con el sistema operativo
u Interfaz con otros lenguajes (C, C++, Fortran, COBOL)
u Otros

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Tipos de datos

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Tipos de datos

u Un tipo de datos es un conjunto de valores con un

conjunto de operaciones primitivas asociadas

u Ada es estricto con los tipos de datos

– No se pueden usar valores de un tipo en operaciones de otro tipo

sin efectuar una conversión de tipo explícita

– Las operaciones dan siempre resultados del tipo correcto

u Una clase es la unión de varios tipos con características

comunes

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Clasificación de los tipos de datos

elementales

compuestos

tipos

acceso

escalares

formaciones

registrosetiquetadosprivadostareasprotegidos

tiras

discretos

numéricos

reales

enumerables

enteros

c. flotante c. fija

caracteres booleanos otros

modularescon signo

ordinariosdecimales

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Tipos discretos

u Enumerables

Boolean
Character
Wide_Character
type Mode is (Manual, Automatic);

-- predefinido
-- predefinido
-- predefinido
-- declarado

u Enteros

– Con signo

Integer
type Index is range 1 .. 10;

-- predefinido
-- declarado

– Modulares

type Octet is mod 256;

-- declarado

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Tipos reales

u Coma flotante

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