- INF-MSc-304 Wahlveranstaltung im SoSe 2019
- 4 SWS - 6 Credits
- Vertiefungsmodul in den Masterstudiengängen Informatik und Angewandte Informatik,
Forschungsbereich Software, Sicherheit und Verifikation - Wahl-LV im Hauptstudium der Diplomstudiengänge Informatik und Angewandte Informatik
Schwerpunktgebiete 1, 4 und 5 - Termine: Di+Fr, jeweils 14:15-15:45, im OH12, Raum 3.031
- Beginn: 2. 4. 2019
- Inhalt
Die LV behandelt Konzepte und Methoden funktionaler und regelbasierter Programmierung sowie deren logisch-algebraische Grundlagen. Letztere wurden inzwischen stark weiterentwickelt, so dass sich heute nicht nur statische, konstruktive Datentypen mit funktionaler Programmierung realisieren lassen, sondern auch dynamische, zustandsbasierte, die wegen ihrer mathematischen Dualität zu den konstruktiven auch destruktive Datentypen genannt werden. Um die entsprechenden Sprachkonstrukte, z.B. von Haskell, wirklich zu verstehen und entwickeln zu können, bedarf es der Kenntnis kategorientheoretischer Grundbegriffe (Kategorie, Funktor, natürliche Transformation, Co/Algebra, Adjunktion, Co/Monade). Wir werden sie zunächst in ihrer allgemeinen Form vorstellen und dann mit ihrer Hilfe Syntax, Semantik und Pragmatik konstruktive bzw. destruktive Datentypen bauen und kombinieren, wobei auch relationale Sprachkonzepte integriert werden. Entwürfe, Illustrationen, Tests und Verifikationen werden mit Hilfe u.g. Haskell-Module realisiert, ggf. auch mit dem GUI-basierten Rapid-Prototyping-Werkzeug Expander2. - Kompetenzen
Die Studierenden üben die Verwendung von Sprachen, die nicht nur zur Implementierung, sondern bereits zum Entwurf auf höheren Abstraktionsebenen geeignet sind. Das fördert die Fähigkeit, Software auf einer soliden Grundlage präziser mathematischer Konzepte zu entwickeln und gleichzeitig die Ausführbarkeit im Auge zu haben, weil eben beides mit derselben Sprache geschehen kann. Diese Kompetenz ist heute kein Luxus mehr, sondern notwendig, um in der Fülle angebotener Entwurfs- und Implementierungswerkzeuge die für den jeweiligen Anwendungsbereich (Stichwort domain-specific language) und die jeweiligen constraints und requirements geeigneten auswählen zu können. - Materialien
- Modellieren und Implementieren in Haskell (Folien-Skript)
- Fixpoints, Categories, and (Co)Algebraic Modeling (Folien-Skript)
- Logik für Informatiker (Folien-Skript)
- From Modal Logic to (Co)Algebraic Modeling (Folien-Skript)
- Übersetzerbau - Algebraic Compiler Construction (Folien-Skript)
- Hudak, Peterson, A Gentle Introduction to Haskell
- Nordlander et al., A Survey of O'Haskell (OO-Erweiterung von Haskell)
- Haskell-Lehrbücher sind auf der FP-Seite aufgelistet.
- Haskell 98 Report
- Haskell-Module:
- PreludeHugs.hs: Prelude des hugs-Interpreters (stimmt größtenteils mit dem ghci-Prelude überein)
- Painter.hs: Programme zur graphischen - auch animierten - Wiedergabe von Texten, Bäumen, Graphen und Berechnungsfolgen in SVG- bzw. HTML-Dateien - Manual: Painter.pdf - Paket mit Beispielen: Painter.tgz - Zur Einführung in SVG werden die Folien von Thomas Meinike sowie selfsvg empfohlen.
- Coalg.hs: (Co)Algebraische (Daten)Typen inkl. ihrer (co)monadischen Operationen
- Expr.hs: Datentypen, Interpreter und Compiler arithmetischer Ausdrücke
- Compiler.hs: Automaten, Interpreter und Compiler für kontextfreie Sprachen
- Java.hs: Programme zum Javafragment JavaLight (siehe Übersetzerbau)
- Align.hs: Programm zur Erzeugung von Alignments; siehe Modellieren und Implementieren in Haskell, Abschnitt Felder
- Lazy.hs: Programme, die mit unendlichen Objekten oder anderen als Gleichungslösungen definierten Daten arbeiten
- Examples.hs: Verschiedenes
- OHaskell.pdf: Konstrukte von O'Haskell (s.o.)
- Concur.hs: Nebenläufigkeit in O'Haskell
- Struct.hs: Records in O'Haskell
- Skript zu einer Vorläufer-Veranstaltung, die auf der seinerzeit fortgeschrittensten funktionalen Sprache Standard ML basiert.
