O que é valor semântico e qual sua importância para a programação?

Assim como na gramática, em programação, a semântica trata da análise do significado das expressões, das informações e das unidades de programa.

O que é valor semântico e qual sua importância para a programação?

Na língua portuguesa, o valor semântico é o significado atribuído às palavras dentro de um determinado contexto, ou seja, elas ganham sentido de acordo com todo o conjunto da oração. E a semântica estuda as significações das palavras, das frases, dos sinais e dos símbolos, conforme uma determinada contextualização. É por isso que, na semântica, o primeiro a ser avaliado é o contexto.

Assim como na gramática, em programação, a semântica trata da análise do significado das expressões, das informações e das unidades de programa, sendo importante para que os engenheiros de software saibam precisamente o que as instruções de uma linguagem fazem, que é descrever o significado de um programa ao executar suas atribuições em uma máquina, real ou simulada.

Acompanhe o artigo e descubra o que é valor semântico na programação, quais os tipos de semântica, diferenças e erros mais comuns.

O que é semântica na programação?

A semântica trata da análise do significado das expressões, das instruções e das unidades de programa. É o campo que se preocupa com o estudo matemático rigoroso do significado das linguagens de programação. Com ela, os devs sabem exatamente o que as instruções de uma linguagem fazem.

Na Engenharia de Software, quando falamos de semântica, nos referimos ao significado dos modelos ao nível de entendimento, como clareza, objetividade, detalhamento e coesão. De um modo geral, é o estudo do significado das coisas, do conteúdo das “formas”.

A análise semântica é responsável por verificar aspectos relacionados ao significado das instruções. É nesse momento que ocorre a validação de uma série de regras que não podem ser verificadas anteriormente.

Quais são os tipos de semântica?

Na teoria das linguagens de programação, a semântica avalia o significado de strings (sequência de caracteres, geralmente utilizada para representar palavras, frases ou textos de um programa) sintaticamente válidas e definidas por uma linguagem de programação específica, mostrando a computação envolvida. Ela descreve os processos que um computador segue ao executar um programa naquele idioma específico.

Isso pode ser mostrado ao descrever a relação entre a entrada e saída de um programa, ou uma explicação de como o programa será executado em uma determinada plataforma, criando assim um modelo de computação.

Existem muitas abordagens para a semântica formal, podendo ser descrita por diferentes  técnicas. São elas:

Semântica operacional

Descreve o significado de um programa ao executar suas instruções em uma máquina, real ou simulada. As alterações que ocorrem no estado de um equipamento, quando determinada instrução é executada, define o significado dela.

O estado de um computador é definido pelos valores de todos os seus registradores e de suas localizações de memória. Para avaliar a semântica operacional de um programa, é necessário o uso de um simulador (computador hipotético) e, então, traduzir a linguagem de alto nível em linguagem de baixo nível, que será interpretada pelo simulador.

Semântica axiomática

Método para provar a exatidão dos programas, que mostra a computação descrita por sua especificação. Cada instrução de um programa tanto é precedida como seguida de uma expressão lógica que especifica restrições a variáveis. As expressões lógicas são usadas para especificar o significado das orientações. Já as restrições são descritas pela notação do cálculo de predicados.

Semântica denotacional

Baseia-se na teoria da função recursiva, onde, para cada entidade da linguagem, deve ser definido tanto um objeto matemático como uma função que relacione as instâncias daquela entidade com as deste. Os objetos representam o significado exato de suas entidades correspondentes.

A dificuldade no uso deste método é criar os objetos e as funções de correspondências. Os objetos matemáticos denotam o significado de suas entidades sintáticas correspondentes.

Semântica algébrica

Interpreta o programa, definindo uma álgebra. É uma forma baseada em leis algébricas para descrever e raciocinar sobre a semântica de programas de uma maneira formal.

Semântica translacional

Se concentra nos métodos usados, ​​para traduzir um programa em outro idioma.

Qual a diferença entre sintaxe e semântica?

Sintaxe e semântica são termos muito significativos e estão relacionados a qualquer linguagem de programação. A sintaxe refere-se à estrutura de um programa escrito em código, que envolve o conjunto de frases permitidas de uma linguagem, enquanto a semântica expressa o significado associado dessas frases, descrevendo a relação entre o sentido do programa e o modelo computacional.

Existem algumas relações entre sintaxe e semântica, onde cada elemento semântico está ligado a, pelo menos, uma interpretação sintática e o outro assegura que cada representação tenha um significado distinto.

Diferença entre sintaxe e semântica

Principais erros semânticos

É importante ressaltar que muitos erros semânticos, têm origem em regras dependentes da linguagem de programação. Já erros sintáticos são tratados no tempo de compilação. Os erros semânticos são difíceis de encontrar, mas os principais são:

Escopo dos identificadores: o compilador deve garantir que variáveis e funções estejam declaradas em locais que podem ser acessados onde esses identificadores estão sendo utilizados.

Compatibilidade de tipos: verificar se os tipos de dados declarados nas variáveis e funções estão sendo utilizados e atribuídos corretamente a exemplo das operações matemáticas que devem ser realizadas com números e atribuições de valores para variáveis.

Detectar unicidade de nomes de identificadores: essa verificação é muito importante, pois garante que os identificadores sejam únicos, não havendo na tabela de símbolos uma entrada para o mesmo identificador.

Isso implica em diferentes identificadores com o mesmo nome ou mesmo um identificador pode estar em escopos diferentes, sobrecarregando, assim, métodos que podem gerar novas entradas na tabela de símbolos.

Detectar o uso correto de comandos de controle de fluxo: comandos como continue e break executam saltos na execução de códigos. Eles devem ser utilizados em instruções que permitam esses saltos.

Buscar qualificação é fundamental para que o software tenha boa semântica

É fundamental para o desenvolvimento de um software ter boa sintaxe e semântica. Além de buscar qualidade na produção dos artefatos, é uma questão ética. A utilização desses padrões ajuda a desenvolver uma linguagem comum, auxiliando ainda na organização do software que está sendo desenvolvido.

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Esperamos que esse artigo tenha ajudado você a descobrir o que é valor semântico e sua importância na programação! Aproveite para conferir outro texto do nosso blog e entenda os tipos de linguagens de programação para aprender a programar. Boa Leitura!