Programación Declarativa Curso

Transcripción

1 Programación Declarativa Curso Ingeniería Técnica en Informática de Gestión Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación Universidad de Málaga Programación Declarativa 1

2 Profesorado Programación Lógica y Funcional Juan M. Molina Bravo Despacho: Tutorías: Martes de 16:30 a 18:30 Miércoles de 10:45 a 12:45 Programación Declarativa 2

3 Horario Lunes 12:45 a 14:45 Miércoles 12:45 a 14:45 Con sesiones de laboratorio por determinar dedicadas a clases prácticas en las que se avanza temario Programación Declarativa 3

4 Temario (Programación Funcional) Principios de la programación funcional El lenguaje funcional Haskell Programación funcional con estructuras Programación funcional de orden superior Corrección de programas funcionales Programación Declarativa 4

5 Software (Programación Funcional) winhugs entorno de programación en Haskell para Windows Programación Declarativa 5

6 Bibliografía I (Programación Funcional) Razonando con Haskell. Un curso sobre programación funcional B.C. Ruiz, F. Gutiérrez, P. Guerrero y J.E. Gallardo Ed. Thomson, Introducción a la programación funcional con Haskell (2ed) R. Bird Ed. Prentice-Hall, The Craft of Functional Programming S. Thompson Ed. Addison-Wesley, Programación Declarativa 6

7 Bibliografía II (Programación Funcional) Tutoriales y bibliografía disponible en internet Programación Declarativa 7

8 Temario (Programación Lógica) 1. Principios de la programación lógica 2. El lenguaje lógico Prolog 3. Predicados extralógicos 4. Programación lógica con estructuras 5. Control en Prolog Programación Declarativa 8

9 Software (Programación Lógica) SWI-Prolog entorno de programación Prolog SLD-Draw representación de árboles SLD Programación Declarativa 9

10 Bibliografía I (programación lógica) The Art of Prolog (2ed) Leon Sterling y Ehud Shapiro MIT Press, 1994 Prolog Programming for Artificial Intelligence (3ed) Ivan Bratko Addison-Wesley, 2000 Clause and Effect William F. Clocksin Springer-Verlag, 1997 Programación en Prolog (2ed) William F. Clocksin y Chris S. Mellish Gustavo Gili, 1993 Programación Declarativa 10

11 Bibliografía II (programación lógica) Libros gratuitos disponibles en internet: Prolog Programming: A First Course Paul Brna Logic, Programming and Prolog (2ed) Ulf Nilsson y Jan Maluszynski Programación Declarativa 11

12 Programación Declarativa Antecedentes y evolución Programación Declarativa 12

13 Programación Declarativa (p.d.) La p.d. se caracteriza porque los programas describen relaciones entre objetos/valores; pueden ser relaciones funcionales o relaciones más generales, y dejan que el ejecutor del lenguaje (intérprete o compilador) trate de satisfacerlas aplicando un algoritmo fijo de cómputo. Estudiaremos dos estilos de p. d.: Programación Funcional (en Haskell) Cómputo = Reducción de expresiones Programación Lógica (en Prolog) Cómputo = Resolución de enunciados Programación Declarativa 13

14 Antecedentes históricos Gottlob Frege ( ), creador del cálculo de predicados Gottlob Frege Programación Declarativa 14

15 Antecedentes históricos (1928) David Hilbert D. Hilbert y W. Ackermann plantean el entscheidungsproblem, o problema de decisión, relativo a la existencia de algún procedimiento mecánico, sistemático, o algoritmo general, para decidir la validez de un enunciado en la lógica de predicados de primer orden. Wilhelm Ackermann Programación Declarativa 15

16 Antecedentes históricos de la p. f. (1936) Alonzo Church A. Church desarrolla el cálculo lambda, teoría matemática de funciones recursivas. Calculabilidad efectiva = expresable como función recursiva en dicho cálculo. No existe algoritmo (def. mediante fun. rec.) que decida si dos expresiones cualesquiera del cálculo lambda son equivalentes o no. Programación Declarativa 16

17 Antecedentes históricos (1936) Alan Turing A. Turing introduce la noción de máquina de Turing. Una computación es efectiva si la puede llevar a cabo una máquina de Turing. No existe algoritmo para decidir si una máquina de Turing se detendrá o no (1936). Church y Turing demuestran que sus formalismos describen el mismo conjunto de funciones calculables. Programación Declarativa 17

18 Antecedentes históricos de la p. f. : los 60 John McCarthy (J. McCarthy, 1960) Aparición del primer lenguaje funcional (impuro): LISP. Vinculación dinámica, sin orden superior, con características imperativas (P. Landin, década de los 60) Cálculo lambda como metalenguaje para expresar el significado de los lenguajes imperativos. Primer lenguaje funcional puro: ISWIM (If you See What I Mean), con las principales notaciones de la P.F. Programación Declarativa 18

19 Antecedentes históricos de la p. f. : de los 70 en adelante (R. Milner, 1978) Primer lenguaje funcional moderno con inferencia de tipos, tipos polimórficos, tipos abstractos y tratamiento de excepciones: ML (Meta Language). Utiliza evaluación precipitada. Robin Milner (D. Turner, década de los 80) Desarrollo de los primeros lenguajes perezosos: Miranda. (Finales de la década de los 80) Aparece la primera definición de Haskell desarrollada por un grupo de investigadores. 1999: Aparece la versión estable Haskell98. Programación Declarativa 19

20 Lenguajes funcionales actuales: Derivados/Implementaciones de ML Standard ML of New Jersey The Caml language sml.net Programación Declarativa 20

21 Lenguajes funcionales actuales: Implementaciones de Haskell Gofer Programación Declarativa 21

22 Otros lenguajes funcionales actuales Ericsson Computer Science Laboratory Programación Declarativa 22

23 Antecedentes históricos de la P.L. (I) Años 30: el cálculo de predicados se desarrolla y evoluciona hacia una forma de computación con el descubrimiento de algoritmos que capturan el proceso de deducción de forma sistemática, La lógica de predicados se adopta como lenguaje declarativo de especificación en computación. Se considera la lógica de cláusulas de Horn. Prawitz (1960) introduce la noción de unificación en la demostración automática de teoremas. J. Alan Robinson (1965) concreta la noción de unificación con el descubrimiento del principio de resolución. Luckham y Loveland introducen la resolución lineal. Programación Declarativa 23

24 Antecedentes históricos de la P.L. (II) Alain Colmerauer Robert Kowalski (1973): La lógica de cláusulas de Horn, con la resolución lineal, admite una interpretación procedimental como un lenguaje de programación. A. Colmerauer y Roussel (1973) crean, en la universidad de Marsella, el primer intérprete del lenguaje Prolog siguiendo las ideas de Kowalski. David H.D. Warren (1977), en la universidad de Edimburgo, contruye el primer compilador de Prolog para DEC-10. David H.D. Warren (1983) crea la máquina de Warren para simplificar la compilación de Prolog. Programación Declarativa 24

25 Antecedentes históricos de la P.L. (III) Finales 80 Primeros 90: Proyecto de la Quinta Generación Concurrencia Estándar ISO Prolog (1995) Actualmente: Compiladores optimizadores Analizadores de código Programación con restricciones Orientación a objetos Programación Web Programación Declarativa 25

26 Lenguajes de programación lógica (I): SWI-Prolog demo_xpce.pl Programación Declarativa 26

27 Lenguajes de programación lógica (II): Programación Declarativa 27

28 Lenguajes de programación lógico-funcional: Mercury Programación Declarativa 28