Fundamentos de Programação, Arquitetura e Linguagem C

Programação Orientada a Objetos (POO)

A POO é um conjunto de estruturas de dados e programas organizados. Um objeto não é um dado simples, mas contém uma série de componentes estruturados.

Classe

As classes são declarações ou abstrações de objetos. É uma construção estática que descreve comportamentos comuns e atributos, formalizada através de uma estrutura de dados que inclui dados e funções (métodos). Cada classe possui dois métodos principais:

• Construtor: Chamado no momento da instanciação, é responsável pela inicialização de valores e, frequentemente, pela chamada de construtores de outras classes.
• Destrutor: Chamado ao final do ciclo de vida da instância para liberar recursos.

Conceitos Fundamentais

• Objetos: Instâncias de uma classe. A ação de criar um objeto é chamada de instanciação.
• Identidade: Capacidade de diferenciar uma instância de outra.
• Comportamento: Permite executar tarefas específicas.
• Status: Determinado por informações armazenadas, que podem ser fixas ou variáveis.
• Abstração de Dados: Capacidade de um objeto executar funções independentemente do contexto, ocultando detalhes não essenciais.
• Encapsulamento: Característica que permite ao objeto atender solicitações via métodos, sem expor os meios utilizados para obter os resultados.

Atributos e métodos estáticos são comuns a todas as instâncias e podem ser acessados sem instanciar a classe.

Herança

Permite que uma classe herde variáveis e métodos de outras (superclasse ou classe pai), criando uma hierarquia.

Polimorfismo

Possibilidade de definir várias operações com o mesmo nome, diferenciadas pelos parâmetros de entrada. Também define a capacidade de criar objetos usando um tipo base comum.

Classes Abstratas

Possuem métodos declarados, mas não implementados. Não podem ser instanciadas e servem para definir conceitos incompletos que devem ser finalizados em subclasses.

Arquitetura de um Computador

Hardware: Componentes físicos do computador. Composto por quatro unidades básicas:

1. Unidade de Entrada: Recebe dados e instruções.
2. CPU: Dispositivo de processamento eletrônico. Composto por:
   • Unidade de Controle: Gerencia a transferência de dados.
   • Unidade Lógica Aritmética (ALU): Executa operações aritméticas, lógicas e relacionais.
   • Registradores: Armazenam temporariamente instruções e dados.
3. Unidade de Memória: Armazena programas e dados.
4. Unidades de Saída: Exibem os resultados processados.

Representação de Dados e Software

• Bits e Bytes: Dados representados por 0 e 1 (bits). Um conjunto de 8 bits forma um byte.
• Software: Programas que dirigem o hardware.
• Sistema Operacional: Administra recursos e fornece interface. Utiliza Diretórios (organização hierárquica) e Arquivos (armazenamento de informações).
• Aplicações: Programas para tarefas específicas (banco de dados, processamento de texto, etc.).

Sistemas de Desenvolvimento

Classificados por:

1. Nível de Abstração: Baixo nível (próximo ao hardware) ou alto nível (entidades abstratas).
2. Metodologias: Imperativas, declarativas, orientadas a objetos ou mistas.
3. Execução: Interpretadores (tradução durante a execução), compiladores (tradução prévia) ou ambientes de desenvolvimento (IDE).

Linguagem C

Desvantagens

• Falta de instruções nativas de E/S e manipulação de strings.
• Liberdade excessiva na escrita, facilitando erros sintáticos.
• Precedência de operadores complexa.

Características

• Programação estruturada.
• Economia de expressão.
• Codificação em alto e baixo nível.
• Substitui o Assembly com eficiência.
• Uso natural de funções primitivas do sistema.
• Produção de código objeto altamente otimizado.