o que é uma linguagem de programação procedural

Uma linguagem de programação procedural constitui um paradigma que se centra na criação de aplicações por meio de segmentos de código reutilizáveis, denominados procedimentos ou funções. Este estilo adota uma abordagem de design “top-down”, decompondo problemas complexos em subtarefas menores e mais fáceis de gerir. Entre as linguagens procedurais mais conhecidas encontram-se C, Pascal e FORTRAN, que permitem aos programadores controlar o fluxo do programa através de variáveis, instruções condicionais, ciclos e chamadas de funções. Este método predominou nas fases iniciais da ciência informática, proporcionando uma estrutura clara e percursos de execução definidos para o desenvolvimento de software.

Antecedentes

As linguagens de programação procedurais surgiram no final dos anos 1950 e início dos anos 1960, quando os cientistas informáticos procuravam alternativas mais eficientes para substituir a linguagem assembly, difícil de manter e complexa.

1. FORTRAN (1957) foi uma das primeiras linguagens procedurais de alto nível, utilizada sobretudo para cálculos científicos e de engenharia.
2. ALGOL (1958) introduziu o conceito de estrutura de blocos, influenciando profundamente muitas linguagens posteriores.
3. COBOL (1959) foi criada para aplicações empresariais, com enfoque no processamento de dados e geração de relatórios.
4. PL/I (1964) procurou reunir características da programação científica e empresarial.
5. Pascal (1970), desenvolvida por Niklaus Wirth, destacou-se pela estrutura e segurança de tipos.
6. C (1972), criada por Dennis Ritchie nos Bell Labs, tornou-se o padrão da programação procedural moderna.

O aparecimento destas linguagens marcou o início da “revolução da programação estruturada”, que impulsionou a metodologia de programação de uma lógica orientada à máquina para uma abordagem centrada na resolução de problemas.

Mecanismo de Funcionamento

As linguagens de programação procedurais funcionam com base nos seguintes mecanismos e conceitos fundamentais:

1. Execução sequencial: O programa executa as instruções de forma ordenada e sequencial.
2. Variáveis e tipos de dados: Servem para armazenar e processar dados, sendo que cada variável possui um tipo de dado específico.
3. Instruções condicionais: Estruturas como if-else permitem executar caminhos de código distintos consoante as condições verificadas.
4. Estruturas de ciclo: Incluem for, while, entre outros, permitindo repetir blocos de código.
5. Abstração procedural: Modularização do código por funções/procedimentos, suportando passagem de parâmetros e valores de retorno.
6. Variáveis globais e locais: Definem o âmbito e a duração das variáveis.
7. Apontadores e gestão de memória: Algumas linguagens procedurais (como C) oferecem manipulação direta de memória.
8. Arrays e estruturas: Utilizados para organizar e gerir dados complexos.

A filosofia da programação procedural relaciona intimamente “o que fazer” com “como fazer”, exigindo que o programador especifique detalhadamente a execução de cada etapa pelo computador. Este paradigma valoriza os passos dos algoritmos e as alterações de estado, ao invés das relações entre objetos ou transformações funcionais.

Quais são os riscos e desafios das linguagens de programação procedural?

Apesar de terem estabelecido os alicerces do desenvolvimento de software, as linguagens de programação procedural apresentam várias limitações e desafios:

1. Problemas de escalabilidade: Com o aumento da dimensão dos programas, o código exclusivamente procedural tende a tornar-se difícil de gerir e manter.
2. Separação entre dados e funcionalidade: As estruturas de dados e as funções associadas são separadas, o que pode resultar em sistemas menos coesos.
3. Limitações na reutilização de código: Face à programação orientada a objetos, a abordagem procedural oferece menor flexibilidade na reutilização de componentes.
4. Gestão de estado global: O uso excessivo de variáveis globais pode originar efeitos secundários inesperados e erros difíceis de detetar.
5. Ausência de encapsulamento: Os dados ficam mais expostos a modificações acidentais, sem os mecanismos de controlo de acesso das linguagens modernas.
6. Desafios na programação concorrente: A gestão de estados partilhados torna-se especialmente complexa em ambientes multi-thread.
7. Limitações ao nível da abstração: Dificuldade em representar conceitos avançados e relações complexas.

Estes desafios motivaram o desenvolvimento de outros paradigmas, como a programação orientada a objetos e a programação funcional, cada um abordando limitações específicas da programação procedural.

As linguagens de programação procedural desempenham um papel fundamental na evolução da ciência informática e da engenharia de software. Foram responsáveis pela introdução da programação estruturada, modularidade e reutilização de código, melhorando significativamente a eficiência e a manutenção dos projetos de software. Embora os paradigmas modernos tendam a combinar várias abordagens, os princípios da programação procedural continuam a ser essenciais para qualquer programador. Em sistemas embebidos, programação de sistemas e aplicações críticas em termos de desempenho, linguagens como C mantêm-se predominantes. Dominar a programação procedural permite compreender a evolução histórica da área e tomar decisões informadas sobre o método de programação mais adequado a cada contexto.