Smalltalk

Smalltalk es un lenguaje de programación que permite realizar tareas de computación mediante la interacción con un entorno de objetos virtuales. Metafóricamente, se puede considerar que un Smalltalk es un mundo virtual donde viven objetos que se comunican mediante el envío de mensajes.

Un sistema Smalltalk está compuesto por:

• Máquina virtual
• Imagen virtual que contiene todos los objetos del sistema
• Lenguaje de programación (también conocido como Smalltalk)
• Biblioteca de Objetos reusables
• Opcionalmente un entorno de desarrollo que funciona como un sistema en tiempo de ejecución.

Historia

Los orígenes de Smalltalk se encuentran en las investigaciones realizadas por Alan Kay, Dan Ingalls, Ted Kaehler, Adele Goldberg y otros durante los años setenta en el Palo Alto Research Institute de Xerox (conocido como Xerox PARC), para la creación de un sistema informático orientado a la educación. El objetivo era crear un sistema que permitiese expandir la creatividad de sus usuarios, proporcionando un entorno para la experimentación, creación e investigación.

Terminología

Un programa Smalltalk consiste únicamente de objetos, un concepto que se utiliza universalmente dentro de todo sistema Smalltalk. Prácticamente todo, desde un número natural como el 4 hasta un servidor web es considerado un objeto. Los objetos Smalltalk presentan características comunes

• Tienen una memoria propia.
• Poseen capacidad para comunicarse con otros objetos.
• Poseen la capacidad de heredar características de objetos ancestros.
• Tienen capacidad de procesamiento.

Los objetos se comunican entre sí mediante el envío de mensajes.. Asimismo, un objeto puede proveer muchas operaciones (actualmente esto está determinado por cada implementación)

Las definiciones de estas operaciones en los objetos son llamadas métodos. Un método especifica la reacción de un objeto cuando recibe un mensaje que es dirigido a ese método. La resolución (en el sentido de ligado) de un mensaje a un método es dinámica. La colección entera de métodos de un objeto es llamada protocolo de mensajes o interfaz de mensajes del objeto. Los mensajes pueden ser parametrizados, estos parámetros serán objetos, y el resultado o respuesta del mismo también será un objeto.

Las características comunes de objetos está capturado bajo la noción de clase, de tal forma que los objetos agrupados bajo una clase son llamados instancias de ella. Las instancias son creadas durante la ejecución de un programa con algún propósito y son barridos automáticamente en el momento que no son necesitados más por el recolector de basura. Exceptuando algunos objetos especiales como los muy simples, llamados literales (números, cadenas, etc), cada objeto tiene su propio estado local y representa una instancia diferente de su clase.

Características

Smalltalk es considerado el primero de los lenguajes orientados a objetos (OOP), aunque en realidad el primero en implementar programación orientada a objetos fue Simula. En Smalltalk todo es un objeto, incluidos los números reales o el propio entorno Smalltalk.

Como lenguaje tiene las siguientes características:

• Orientación a Objetos Pura
• Tipado dinámico
• Interacción entre objetos mediante envío de mensajes
• Herencia simple y con raíz común
• Reflexión computacional completa
• Recolección de basura
• Compilación en tiempo de ejecución o Interpretado (dependiendo de la distribución o del proveedor)
• Múltiples Implementaciones

Smalltalk ha tenido gran influencia sobre otros lenguajes como Java o Ruby, y de su entorno han surgido muchas de las prácticas y herramientas de desarrollo promulgadas actualmente por las metodologías ágiles (refactorización, desarrollo incremental, desarrollo dirigido por tests, etc.).

El entorno Smalltalk

Las implementaciones de Smalltalk de mayor peso (VisualWorks, Squeak, VisualSmalltalk, VisualAge y Dolphin) poseen un entorno de interacción muy diferente al entorno de desarrollo típico de otras tecnologías como Microsoft Visual Studio .Net o Eclipse. El entorno o ambiente Smalltalk es primordialmente gráfico y funciona como un sistema en tiempo de ejecución que integra varias herramientas de programación (Smalltalk), utilidades multimedia, interfaces para ejecutar código no nativo a Smalltalk y servicios del sistema operativo.^[1] Estas posibilidades, que han influido en la metodología de trabajo y concepción de la programación, se traducen en la tendencia a considerar a Smalltalk más que un simple lenguaje de programación. La forma de programar en Smalltalk no consiste en el ciclo típico de las tecnologías tradicionales: Arrancar un editor de texto, compilar y ejecutar y terminar la aplicación. En Smalltalk se manipula el entorno mismo, comúnmente mediante el Navegador del Sistema.

Sintaxis

Tradicionalmente, Smalltalk no posee una notación explícita para describir un programa entero. Sí se utiliza una sintaxis explícita para definir ciertos elementos de un programa, tales como métodos, pero la manera en que tales elementos están estructurados dentro de un programa entero generalmente es definida por las múltiples implementaciones. El estándar mismo no promueve otra dirección, por lo que define una sintaxis abstracta de programas Smalltalk, que define todos los elementos que constituyen un programa Smalltalk y la manera en que esos elementos están lógicamente compuestos por otros elementos, sin embargo, cada implementación es libre de definir y utilizar las muchas sintaxis posibles que están conformes a la sintaxis abstracta estándar. Un ejemplo de una sintaxis concreta es el Formato de Intercambio Smalltalk (o SIF, de Smalltalk Interchange Format) definida en el mismo estándar.

La sintaxis de Smalltalk-80 tiende a ser minimalista. Esto significa que existen un grupo pequeño de palabras reservadas y declaraciones en comparación con la mayoría de los lenguajes populares. Smalltalk posee un grupo de 5 palabras reservadas: self, super, nil, true y false.

Recolección de basura

En Smalltalk no es necesario desalocar objetos explícitamente, por lo tanto no proporciona mecanismos para ello. Las implementaciones utilizan técnicas de recolección de basura para detectar y reclamar espacio en memoria asociado con objetos que ya no se utilizarán más en el sistema. En Smalltalk la recolección de basura es integrada configurable. La forma de ejecución del recolector de basura es en background, es decir, como un proceso de baja prioridad no interactivo, aunque en algunas implementaciones es posible ejecutarlo a demanda, siendo posible definir configuraciones de memoria especiales para cada sistema mediante políticas (por ejemplo en VisualWorks). La frecuencia y características de la recolección depende de la técnica utilizada por la implementación. Adicionalmente algunas implementaciones de Smalltalk proporcionan soporte para mecanismos de finalización como el uso de Ephemerons.

Reflexión computacional

Smalltalk-80 provee reflexión computacional estructural y comportacional, ya que es un sistema implementado en sí mismo. La reflexión estructural se manifiesta en que las clases y métodos que define el sistema son en sí mismos objetos también y forman parte del sistema mismo. La mayoría de las implementaciones de Smalltalk tienden a exponer el compilador Smalltalk al entorno de programación, permitiendo que dentro del sistema se compile código fuente (textual), transformándose en objetos métodos, que son comúnmente instancias de la clase CompiledMethod. El sistema generalmente incorpora estos métodos en las clases, almacenándolos en el diccionario de métodos de la clase a la cual se quiera agregar el comportamiento que realiza el método. Esto, así como la incorporación de nuevas clases al sistema, es realizado dentro del sistema mismo; aunque la mayor parte de las implementaciones poseen herramientas visuales que ocultan la complejidad de interactuar con la clase que usualmente se encarga de tales tareas, el ClassBuilder.

La reflexión computacional de Smalltalk-80 se manifiesta en la posibilidad de observar el estado computacional del sistema. En los lenguajes derivados del Smalltalk-80 original, durante el envío de mensajes entre objetos, cada objeto receptor de un mensaje consulta su clase para tener acceso a los métodos que define. En caso de encontrarse el método en la clase, se dice que se "activa" el método. Esta activación de un método actualmente en ejecución, es accesible mediante una palabra clave llamada thisContext. Enviando mensajes a thisContext se puede consultar cuestiones tales como "¿quién me envió este mensaje?". Estas facilidades hacen posible implementar co-rutinas, continuaciones o back-tracking al estilo Prolog sin necesidad de modificar la máquina virtual. Uno de los usos más interesantes de esta facilidad, se da en el framework de web Seaside de Avi Bryant.

Ejemplos de Smalltalk

En Smalltalk todo es un objeto, y a un objeto se le envían mensajes. Por ejemplo:

1 + 1

Significa que al objeto "1" le enviamos el mensaje "+" con el colaborador externo, otro objeto, "1". Este ejemplo entonces resulta en el objeto "2".

Transcript show: '¡Hola, mundo!'

En el típico Hola mundo, el objeto es Transcript, que recibe el mensaje show con el colaborador externo '¡Hola, Mundo!'.

Para crear una instancia de un objeto, sólo hay que mandar un mensaje new a una clase:

Objeto new

Para obtener las vocales de una cadena de texto:

'Esto es un texto' select: [:aCharacter | aCharacter isVowel].

Bibliografía

• "Libro de Programación con Smalltalk" de Diego Gómez Deck (en Español)
• "A Little Smalltalk". A Little Smalltalk, Thimothy Budd. Addison Wesley (Abril de 1987).
• "ANSI NCITS 319-1998". American National Standard for Information Technology - Programming Languages - Smalltalk. American National Standards Institute, Inc (1998).
• "Advanced Smalltalk". Advanced Smalltalk, Jonathan Pletzke. Wiley Computer Publishing. John Wiley & Sons, Inc. (1997).
• "Discovering Smalltalk" Discovering Smalltalk, Wilf Lalonde. Addison-Wesley Object Technology Series (1994).
• "Smalltalk-80" Smalltalk-80. The Interactive Programming Environment, Adele Goldberg. Addison-Wesley Series in Computer Science (1983)
• "Kent Beck's Guide to Better Smalltalk" Kent Beck's Guide to Better Smalltalk: A Sorted Collection, Kent Beck.
• "Smalltalk With Style" Smalltalk With Style, Suzanne Skublics, Edward J. Klimas, David A. Thomas, John Pugh. Prentice Hall (2002).
• "Smalltalk Best Practice Patterns" Smalltalk Best Practice Patterns, Kent Beck. Prentice Hall PTR (1996)
• "Smalltalk, Objects, and Design" Smalltalk, Objects, and Design, Chamond Liu. iUniverse (April 2000).
• "The Design Patterns Smalltalk Companion" The Design Patterns Smalltalk Companion, Sherman R. Alpert, Kyle Brown, Bobby Woolf. Software Patterns Series (1998).
• "The Art and Science of Smalltalk" The Art and Science of Smalltalk, Simon Lewis. Textbook Binding (1995).
• "Discovering Smalltalk" Discovering Smalltalk, Wilf Lalonde. Addison-Wesley Object Technology Series (1994).

Enlaces externos

• "Smalltalk.org" Sitio de difusión (en Inglés).
• "ClubSmalltalk" Sitio de difusión de la tecnología (en Español).
• "Squeak" Entorno Smalltalk de código abierto (en Inglés).
• "Squeak en OLPC" Entorno Smalltalk de código abierto dentro de las Netbooks de $100 (en inglés).
• GoodStart "Smalltalk" Sitio de difusión(en Inglés).
• The Early History of Smalltalk by Alan C. Kay
• Free Smalltalk Books online
• Smalltalking: Un espacio para el estudio y desarrollo usando Ambientes de Objetos virtuales
• Principios de Diseño de Smalltalk (traducido al Español)
• Wiki con documentación de Squeak (derivado de SmallTalk-80) (en Español)
• Manual de introducción para principiantes de Squeak (en Español)
• Traducción al Castellano del libro Powerful Ideas in the Classroom, con experiencias educativas usando Squeak en el aula. (en Español).
• Implementación en Smalltalk del Pac-Man

1. ↑ Concepts of Programming Languages. Sebesta, Robert (Addison-Wesley, 1996 3ra. ed.)