Tipos de paradigmas

Floyd describió tres categorías de paradigmas de programación:
a) Los que soportan técnicas de programación de bajo nivel (ej.: copia de ficheros frente estructuras de datos compartidos)

b) Los que soportan métodos de diseño de algoritmos (ej.: divide y vencerás, programación dinámica, etc.)

c) Los que soportan soluciones de programación de alto nivel, como los descritos en el punto anterior

Floyd también señala lo diferentes que resultan los lenguajes de programación que soportan cada una de estas categorías de paradigmas. Sólo comentaremos los paradigmas relacionados con la programación de alto nivel.

Se agrupan en tres categorías de acuerdo con la solución que aportan para resolver el problema a) Solución procedimental u operacional. Describe etapa a etapa el modo de construir la solución. Es decir señala la forma de obtener la solución.

b) Solución demostrativa. Es una variante de la procedimental. Especifica la solución describiendo ejemplos y permitiendo que el sistema generalice la solución de estos ejemplos para otros casos. Aunque es fundamentalmente procedimental, el hecho de producir resultados muy diferentes a ésta, hace que sea tratada como una categoría separada.

c) Solución declarativa. Señala las características que debe tener la solución, sin describir cómo procesarla. Es decir señala qué se desea obtener pero no cómo obtenerlo.
Paradigmas procedimentales u operacionales
La característica fundamental de estos paradigmas es la secuencia computacional realizada etapa a etapa para resolver el problema. Su mayor dificultad reside en determinar si el valor computado es una solución correcta del problema, por lo que se han desarrollado multitud de técnicas de depuración y verificación para probar la corrección de los problemas desarrollados basándose en este tipo de paradigmas.

Pueden ser de dos tipos básicos: Los que actúan modificando repetidamente la representación de sus datos (efecto de lado); y los que actúan creando nuevos datos continuamente (sin efecto de lado).

Los paradigmas con efecto de lado utilizan un modelo en el que las variables están estrechamente relacionadas con direcciones de la memoria del ordenador. Cuando se ejecuta el programa, el contenido de estas direcciones se actualiza repetidamente, pues las variables reciben múltiples asignaciones, y al finalizar el trabajo, los valores finales de las variables representan el resultado.

Existen dos tipos de paradigmas con efectos de lado:
el imperativo
el orientado a objetos

Los paradigmas sin efecto de lado no incluyen a los que tradicionalmente son denominados paradigmas funcionales. Sin embargo es importante distinguir la solución funcional procedimental de la solución funcional declarativa.

Los paradigmas procedimentales definen la secuencia explícitamente, pero esta secuencia se puede procesar en serie o en paralelo. En este segundo caso el procesamiento paralelo puede ser asíncrono (cooperación de procesos paralelos) o síncrono (procesos simples aplicados simultáneamente a muchos objetos).

Paradigmas declarativos
En este tipo, un programa se construye señalando hechos, reglas, restricciones, ecuaciones, transformaciones y otras propiedades derivadas del conjunto de valores que configuran la solución.

A partir de esta información el sistema debe de proporcionar un esquema que incluya el orden de evaluación que compute una solución. Aquí no existe la descripción de las diferentes etapas a seguir para alcanzar una solución, como en el caso anterior.

Estos paradigmas permiten el uso de variables para almacenar valores intermedios, pero no para actualizar estados de información.

Dado que estos paradigmas especifican la solución sin indicar cómo construirla, en principio eliminan la necesidad de probar que el valor calculado es el valor solución. En la práctica, mientras que muchos de los paradigmas secuencia de control y efecto de lado que requiera la noción de estado, las soluciones son todavía producidas como construcciones más bien que cómo especificaciones. Por lo que los paradigmas resultantes y los lenguajes que los soportan no son verdaderamente declarativos, sino pseudodeclarativos. En este grupo se encuentran: el funcional, el lógico y el de transformación.

En principio, los paradigmas declarativos no son soluciones inherentes de tipos serie o paralelo, ya que no dirigen la secuencia de control y no pueden alterar el natural no paralelismo del algoritmo. No obstante, los paradigmas pseudodeclarativos requieren al menos un limitado grado de secuencia, y por lo tanto admiten versiones en serie y paralelo.

Paradigmas demostrativos
Cuando se programa bajo un paradigma demostrativo (también llamada programación por ejemplos), el programador no especifica procedimentalmente cómo construir una solución. En su lugar, presentan soluciones de problemas similares y permite al sistema que generalice una solución procedimental a partir de estas demostraciones. Los esquemas individuales para generalizar tales soluciones van desde simular una secuencia procedimental o inferir intenciones.

Los sistemas que infieren, intentan generalizar usando razonamiento basado en el conocimiento. Una solución basada en la inferencia intenta determinar en qué son similares un grupo de datos u objetos, y, a partir de ello, generalizar estas similaridades.

Otra solución es la programación asistida: el sistema observa acciones que el programador ejecuta, y si son similares o acciones pasadas, intentará inferir cuál es la próxima acción que hará el programador. Las dos principales objeciones al sistema de inferencia son:
Si no se comprueban exhaustivamente pueden producir programas erróneos que trabajan correctamente con los ejemplos de prueba, pero que fallen posteriormente en otros casos

La capacidad de inferencia es tan limitada, que el usuario debe de guiar el proceso en la mayoría de los casos.
Los resultados más satisfactorios de los sistemas de inferencia son en áreas limitadas, donde el sistema tenía un conocimiento semántico importante de la aplicación.

El mayor problema que se presenta con estos sistemas, es conocer cuándo un programa es correcto. En el caso de los sistemas procedimentales, se consigue estudiando el algoritmo y el resultado de juegos de ensayo apropiados.

En el caso de los sistemas demostrativos el algoritmo se mantiene en una representación interna, y su estudio se sale del ámbito de estos sistemas. Por lo que la veracidad de la decisión se debe hacer exclusivamente sobre la base de la eficiencia del algoritmo sobre los casos específicos de prueba.

La programación demostrativa es del tipo "bottom-up" y se adapta bien a nuestra capacidad de pensar. Sin embargo en la mayor parte de los paradigmas la resolución del problema se efectúa aplicando métodos abstractos "top-down".