Análisis de Lenguajes de Programación II El Inicio

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1 Análisis de II El Inicio 08/08/2011

2 Docentes de la Materia Cecilia Manzino Pablo Buiras Lucio Nardelli Adscripto: Martín Ceresa Lista de correo de la materia: Los anuncios de la materia se harán a la lista Página de la materia (http://www.fceia.unr.edu.ar/lcc/t321/)

3 Organización de la Materia Tres clases semanales: Lunes de 10:40hs a 13hs (Aula 03) Martes 10:40hs a 13hs (Laboratorio del 2do piso) Viernes de 10:40hs a 13hs (Aula 05) 2 o 3 Parciales + 1 Recuperatorio 2 Trabajos Prácticos + 1 Proyecto de programación Promoción de la materia

4 Proyecto de Programación Los alumnos proponen un proyecto. El proyecto debe ser aprobado por la cátedra Si andan faltos de ideas, les podemos proponer algunas. No se pueden realizar proyectos similares a los de un compañero. Reserven temas con anterioridad

5 Hay dos maneras de construir un diseño de software: Una manera es hacerlo de manera tan simple que sea obvio que no hay deficiencias. La otra es hacerlo de manera tan complicada que no haya deficiencias obvias. Tony Hoare, 1980

6 Desafíos del Software Sistemas de software gigantes, cores múltiples, sistemas distribuidos. Costo y tiempo de desarrollo. Confianza en los programas desarrollados Qué tecnología nos permitirá lidiar con los desafíos?

7 La arquitectura de Von Neumann Una idea en los 1940 que simplificó en forma práctica y elegante varios problemas de ingeniería y programación. Las condiciones han cambiado, pero, la máquina de Von Neumann es, esencialmente, lo que ahora conocemos como computadoras. En su forma más simple, consiste de un CPU, una memoria y un tubito que los une. La tarea de los programas es modificar los contenidos de la memoria en forma significativa. Todas las modificaciones se hacen a través del tubito!

8 Lenguajes de Von Neumann Los lenguajes imperativos fueron creados para programar esta computadora. Son versiones complejas, de alto nivel, de la máquina de Von Neumann Se definen por su traducción a la máquina! La característica de estos lenguajes es: Las variables representan celdas de memoria. Los comandos de control representan saltos y comparaciones. La asignación imita la obtención y almacenamiento de datos. Separación entre datos y programas. Dada la popularidad de los lenguajes de Von Neumann, otras arquitecturas no fueron desarrolladas.

9 Algunas problemas de los programas imperativos Mantienen un estado invisible. Uno debe ejecutar los programas mentalmente para entenderlos. No son composicionales. Es difícil abstraer patrones comunes. Fuerzan un orden de ejecución. Semántica compleja (o directamente, dada por la implementación). Ausencia de propiedades matemáticas útiles.

10 Ejemplo Organización de la Materia Cálculo del producto escalar de dos vectores: c := 0 for i := 1 step 1 until n do c := c + a [i ] b [i ] Comparemos con: prod = sum zipwith ( )

11 Requerimientos para un Lenguaje de Programación Moderno Los programas deben poder ser escritos en forma clara, concisa, y a un alto nivel de abstracción. Se debe poder desarrollar componentes de software generales, reusables y modulares. La semántica debe ser clara para facilitar la verificación formal. Debe permitir el prototipado rápido y proveer herramientas potentes. Debe facilitar la programación paralela. Debe tener propiedades matemáticas útiles.

12 Programación funcional La programación funcional cumple en buena medida con estos requerimientos. No usa un modelo de computación basado en máquinas sino en un lenguaje simple y elegante (el λ-cálculo). Su simpleza y versatilidad lo hacen ideal para aprender conceptos de programación, lenguajes de programación, computabilidad, semántica, verificación, derivación, testing.

13 Qué es la programación funcional? Hay diferentes opiniones. Es un estilo de programación en el cual el método básico de computar es aplicar funciones a argumentos Un lenguaje de programación funcional es un lenguaje que permite y alienta el uso de un estilo funcional.

14 de la Prog. Funcional 1930s: Alonzo Church, investigando los fundamentos de la matemática, desarrolla el cálculo lambda, una teoría de las funciones extremadamente simple, pero muy poderosa.

15 de la Prog. Funcional 1950s: John McCarthy desarrolla LISP ( LISt Processor ), lenguaje considerado como el primer lenguaje funcional. Lisp tenía influencias del cálculo lambda, pero todavía adoptaba la asignación de variable como característica fundamental.

16 de la Prog. Funcional 1960s: Peter Landin desarrolla el lenguaje ISWIM ( If you See What I Mean ), el primer lenguaje puramente funcional, basado fuertemente en el cálculo lambda.

17 de la Prog. Funcional 1970s: John Backus desarrolla el lenguaje FP ( Functional Programming ), un lenguaje de programación funcional que enfatizaba la idea de funciones de alto orden y el razonar acerca de los programas.

18 de la Prog. Funcional 1970s: Robin Milner (junto con otros) desarrolla ML ( Meta-Language ), el primer lenguaje de programación funcional moderno, que introdujo las ideas de tipos polimórficos y de inferencia de tipo.

19 de la Prog. Funcional 1970s y 1980s: David Turner desarrolla varios lenguajes de programación funcional con evaluación perezosa. Desarrolla el lenguaje de programación Miranda.

20 de la Prog. Funcional 1987: Un comité internacional de investigadores inicia el desarrollo del lenguaje de programación funcional Haskell (nombrado en honor a Haskell Curry).

21 de la Prog. Funcional 2003: El comité publica el Haskell Report, en el cual se define la versión estable de Haskell, llamada Haskell 98.

22 de la Prog. Funcional Más recientemente: 2010: Haskell 2010 Report. Versión actualizada de Haskell. Varios lenguajes comerciales Erlang: Un lenguaje funcional desarollado por Ericsson en 1998 para aplicaciones distribuidas, tolerantes a fallas. Usado para software embebido. Clojure: un dialecto de LISP que corre sobre la Java Virtual Machine, orientado a programación concurrente F#: un lenguaje.net de Microsoft con influencia lenguajes funcionales como Haskell y ML. Scala: Lenguaje multiparadigma con muchas características funcionales. Corre, por ejemplo sobre JVM y Android.

23 Haskell Organización de la Materia Programas Concisos Sistemas de Tipos Poderoso Funciones Recursivas Fácilidad para probar propiedades de programas. Funciones de Alto Orden Evaluación Perezosa Facilidad para definir DSLs Efectos Monádicos

24 Referencias Organización de la Materia John Backus, Turing Award Lecture Can Programming Be Liberated from the von Neumann Style? John Hughes, Why Functional Programming Matters. Computing Journal. Vol Graham Hutton, Programming in Haskell. CUP 2007.

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