C++: como esta linguagem impacta o nosso dia-a-dia

20 de Dezembro de 2024

A linguagem de programação C foi criada em 1970, com o objetivo de facilitar o desenvolvimento de sistemas operativos como o UNIX. O seu baixo nível permitia uma melhor gestão da memória do que as linguagens existentes na altura. Ainda hoje, C é amplamente usada na construção de sistemas operativos e em sistemas embebidos.

Cerca de uma década depois, a linguagem de programação C++ foi desenvolvida para tirar partido das vantagens de C – como rapidez e controlo sobre a gestão de memória – enquanto introduzia novos conceitos, como a programação orientada a objetos e o suporte para a construção de estruturas de dados complexas. Assim, C++ é retrocompatível com C, o que significa que programas escritos em C podem ser compilados em C++ sem grandes modificações.

Originalmente chamada “C com classes”, a linguagem oficialmente renomeada para C++ em 1983. O operador “++” da linguagem C, que incrementa o valor de uma variável numérica, simboliza o “incremento” da linguagem. A grande flexibilidade e a rapidez com que C++ permite o desenvolvimento de software fazem dela uma das linguagens mais usadas em diversas áreas da programação, incluindo o desenvolvimento de outras linguagens como Java, JavaScript, Kotlin, Objective-C, Perl, PHP, Python, R, Ruby, Rust, Scala, entre outras.

C++ nos programas e aplicações que utilizamos diariamente

Browsers de internet

Quase todos os navegadores de Internet usam C++ em muitos dos seus componentes. Exemplos como Google Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Edge, Apple Safari ou Opera, além de vários motores associados à linguagem JavaScript, foram desenvolvidos com base nesta linguagem. A sua utilização permite que estes navegadores processem informações de forma rápida e eficiente, garantindo uma experiência de navegação fluida.

Sistemas operativos

A linguagem C++ também está presente em sistemas operativos populares. O Microsoft Windows e o Windows Embedded, o macOS, iOS da Apple, e até o Android, que inicialmente foi escrito em Java, utilizam C++ nos seus componentes de alto desempenho. A flexibilidade da linguagem e o seu controlo sobre os recursos de hardware tornam-na ideal para o desenvolvimento de sistemas operativos robustos e eficientes.

Aplicações de produtividade

Diversas ferramentas de produtividade que utilizamos diariamente são também desenvolvidas em C++. Entre elas estão:

• - Microsoft Office (Word, Excel, PowerPoint, etc.)
• - Adobe Creative Suite (Photoshop, Illustrator, Premiere Pro, etc.)
• - AutoCAD
• - Mozilla Thunderbird (e-mail)
• - Microsoft Visual Studio
• - WinRAR
• - 7-Zip
• - Notepad++
• - MySQL
• - MongoDB
• - VMWare
• - VirtualBox

Estas aplicações exigem performance elevada e fiabilidade, e C++ é fundamental para garantir a sua eficiência.

O papel de C++ no entretenimento digital

Desenvolvimento de jogos

A linguagem C++ é a principal escolha para o desenvolvimento de jogos “AAA” devido ao seu alto desempenho e controlo preciso da memória. Motores de jogos como Unreal Engine e Cry Engine utilizam C++ para realizar cálculos complexos de gráficos e física, essenciais para criar experiências de jogo imersivas e de alta qualidade.

Plataformas de streaming

As plataformas de streaming exigem grande capacidade de processamento e velocidade de codificação/descodificação de vídeo. Empresas como Amazon Prime Video, Apple TV+, Disney+, Facebook Live, Hulu, Netflix, Spotify, Twitch, Vimeo e YouTube utilizam C++ nos seus componentes críticos para garantir um fluxo de dados contínuo e de alta qualidade.

Efeitos visuais e cinema

C++ também é uma linguagem chave na indústria cinematográfica, especialmente na produção de efeitos especiais. A mesma precisão necessária nos jogos de alto desempenho é utilizada para criar efeitos visuais sofisticados e para a edição de filmes, especialmente desde a digitalização de captura de imagem e som.

Automação e inovação: C++ nos dispositivos inteligentes

Automóveis autónomos

Os veículos autónomos dependem da capacidade de processar grandes volumes de dados em tempo real, o que torna a linguagem C++ essencial. Entre os subsistemas que utilizam C++ estão:

• - Processamento de dados de sensores em tempo real
• - Deteção e reconhecimento de objetos
• - Sistemas de controlo
• - Localização e mapeamento
• - Planeamento e cálculo de rotas
• - Tomada de decisões

A alta performance exigida para garantir a segurança e a eficácia dos veículos autónomos é alcançada em grande parte graças a C++.

Casas inteligentes, assistentes virtuais e dispositivos IoT

Com a crescente popularidade da Internet das Coisas (IoT), a necessidade de processar rapidamente grandes quantidades de dados é cada vez maior. C++ é utilizado em muitos dispositivos conectados, como sistemas de iluminação, eletrodomésticos e câmaras de segurança, para garantir a integração eficiente e o controlo através de smartphones ou assistentes virtuais.

Robótica

A programação de robôs, desde os primeiros modelos industriais de corte e soldadura até aos robôs mais avançados, como o cão Spot, da Boston Dynamics, também depende do C++. A linguagem é crucial para o controlo de sistemas de navegação e para a execução em tempo real das tarefas, a partir de dados capturados por múltiplos sensores.

C++ na saúde e na ciência

Equipamentos médicos

Na medicina, a utilização de equipamentos de diagnóstico e tratamento rápido e fiável é fundamental nestes ambientes críticos. A C++ é aplicada em componentes de sistemas:

• - Simulação e treino de práticas médicas
• - Realidade aumentada para diagnóstico e cirurgia
• - Gestão hospitalar
• - Aparelhos terapêuticos (pacemaker, bomba de insulina)
• - Equipamento de laboratório e diagnóstico (sequenciadores de ADN, análises de sangue)
• - Cirurgia robótica
• - Imagiologia (ressonância magnética, TAC, ultrassons, raios X)
• - Sistemas de diagnóstico com inteligência artificial

Simulações científicas

As simulações de sistemas complexos requerem grandes quantidades de dados e uma enorme capacidade de processamento. A linguagem C++ é usada para criar simuladores nas mais variadas áreas de conhecimento:

• - Clima e previsão do tempo
• - Sistemas físicos (dinâmica de fluidos, astrofísica e astronomia)
• - Química computacional (reações químicas, interação entre compostos, simulação molecular)
• - Genética (análise de ADN, previsão de estrutura de proteínas, mapeamento genético)
• - Computação quântica (algoritmos, criptografia)

A linguagem garante que esses sistemas sejam não apenas precisos, mas rápidos o suficiente para simulações em tempo real.

Tecnologia espacial

Na exploração espacial, o C++ desempenha um papel vital, desde o controlo de voo até ao processamento em tempo real de dados científicos. Exemplos de uso incluem:

• - ExoMars (Rover da ESA para estudo de Marte)
• - Rovers da NASA para Marte (condução autónoma, processamento de imagem e aquisição de dados científicos)
• - Software para satélites (comunicações, controlo de voo)
• - SpaceX (controle de foguetes e naves)

Inteligência Artificial

Apesar de ser um conceito algo difuso, a Inteligência Artificial (IA) está a tornar-se cada vez mais presente no nosso quotidiano, depois de alguns sistemas mostrarem ser capazes de responder (por escrito) a perguntas escritas, feitas em linguagem natural.

Apesar de ser uma disciplina com origem nas décadas de 1940 a 1950, apenas recentemente passou a existir tecnologia para construir sistemas informáticos que demonstrassem um nível de inteligência semelhante à humana.

A C++ continua a ser uma das linguagens mais utilizadas, especialmente em áreas como o reconhecimento de padrões e redes neuronais artificiais, onde a rapidez de processamento e a gestão eficiente de memória são fundamentais. A IA é usada em várias indústrias, desde a automação e a saúde até à análise de grandes volumes de dados.