Funktionale Programmierung, Spezialvorlesung, WS2000/2001

Administratives

Vorlesung

• Vorlesung vom 8.1.01, Programme dazu CGITest.hs, CGI.hs, SimpleHTML.hs
• Verbesserte CGI-Bibliothek : RawCGI.hs, ImprovedCGI.hs, AnnotatedHTML.hs, Makefile, NewTest.hs
• Vorlesung vom 5.2.01
• Der fudgets Bibliothek: fudgets.gs

Übung

• bis zu zwölf Übungsblätter
• erstes Übungsblatt: Montag, den 23.10.2000
• erste Übung am Mittwoch, den 25.10.2000
• Scheinbedingung: 50% der Punkte aus den Übungsblättern, mündliche Abschlußprüfung
• erstes Blatt am 23.10.00, Abgabe 30.10.00, musterlösung
• zweites Blatt am 31.10.00, Abgabe 6.11.00, musterlösung
• drittes Blatt am 6.11.00, Abgabe 13.11.00, musterlösung
• viertes Blatt am 14.11.00, Abgabe 20.11.00, musterlösung
• Fünftes Blatt am 21.11.00, Abgabe 27.11.00, musterlösung
• Sechtes Blatt am 28.11.00, Abgabe 4.12.00, musterlösung
• Siebtes Blatt am 5.12.00, Abgabe 11.12.00, musterlösung
• Achtes Blatt am 12.12.00, Abgabe 18.12.00, musterlösung
• Neuntes Blatt am 19.12.00, Abgabe 8.01.01, musterlösung
• Zehntes Blatt am 9.01.00, Abgabe 22.01.01, musterlösung
• Elftes Blatt am 24.01.00, Abgabe 29.01.01, musterlösung
• Zwölftes Blatt am 30.01.00, Abgabe 5.02.01, musterlösung
• Dreizehntes Blatt am 6.02.00, Abgabe 12.02.01, musterlösung

Inhalt

Die Vorlesung behandelt die Konzepte funktionaler Programmiersprachen anhand der Programmiersprache Haskell. Aufbauend auf den Kenntnissen aus der Vorlesung Informatik I demonstriert die Vorlesung fortgeschrittene Programmierkonzepte sowie die Verwendung von Haskell für die Programmierung von Ein- und Ausgabe, von Netzwerkverbindungen und Datenbankabfragen, sowie von Web-spezifischen Aufgaben (CGI-Programmierung, Haskell-Server-Pages, Web-Server). Ferner wird die Vorlesung Konzepte der GUI-Programmierung und der Animation in Haskell behandeln.

Ziele

• Verständnis von fauler Auswertung, Typklassen, funktionaler I/O, sowie Monaden
• Anwendung der Konzepte am Beispiel von Web-Werkzeugen
• Heranführung an eingebettete, anwendungsorientierte Programmiersprachen

Vorläufige Gliederung

Inhalt

1. Auffrischung: Berechnung durch Termersetzung, Pattern Matching, Typen
   • siehe [4]
2. Programmierung mit fauler Auswertung (laziness): Ströme, Rechnen mit Unbekannten, Attributgrammatiken
   • siehe [4], Kapitel 5 (lokale Kopie)
   • Thomas Johnsson. Attribute Grammars as a Functional Programming Paradigm. In proceedings of 1987 Conference on Functional Programming Languages and Computer Architecture, Portland, Oregon, U.S.A., September 1987, (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 274, Springer Verlag).
3. Typklassen: Klassen, Subklassen, Mehrdeutigkeit, Implementierung durch dictionary passing, mehrere Parameter, funktionale Abhängigkeiten
   • siehe [4][1][2]
4. Monaden
   • siehe [4]
   • Philip Wadler. Monads for functional programming. In J. Jeuring and E. Meijer, editors, Advanced Functional Programming, Springer Verlag, LNCS 925, 1995.
5. Monaden und Seiteneffekte: Ein-/Ausgabe, Nebenläufigkeit, Ausnahmen
   • Simon L. Peyton Jones. Tackling the awkward squad: monadic input/output, concurrency, exceptions, and foreign-language calls in Haskell
   • Simon Marlow. Writing High-Performance Server Applications in Haskell, Case Study: A Haskell Web Server. Haskell Workshop, Montreal, Canada, September 2000
   • Simon Peyton Jones and Alastair Reid and Tony Hoare and Simon Marlow and Fergus Henderson. A Semantics for Imprecise Exceptions. Proc. Programming Languages Design and Implementation (PLDI'99), Atlanta, 1999.
   • SL Peyton Jones and J Launchbury. State in Haskell. Lisp and Symbolic Computation 8(4), Dec 1995, pp293-341
   • SL Peyton Jones, A Gordon, S Finne. Concurrent Haskell. 23rd ACM Symposium on Principles of Programming Languages, St Petersburg Beach, Florida, Jan 1996, pp295-308
6. CGI Programmierung
   • Erik Meijer. Server-side Web Scripting with Haskell. Journal of Functional Programming, 10(1):1-18, January 2000.
7. Skripting
   • Simon Peyton Jones, Erik Meijer, and Daan Leijen. Scripting COM Components in Haskell. In Proc International Conference on Software Reuse, 1998.
   • Erik Meijer, Daan Leijen, and Jim Hook. Client-side Web Scripting with HaskellScript. In Proc. PADL, 1999.
8. Animation
   • Conal Elliott. Composing Reactive Animations. Microsoft Research Graphics Group. 1998.
9. GUI Programmierung
   • Koen Claessen, Ton Vullinghs, and Erik Meijer. Structuring Graphical Paradigms in TkGofer. In Proc. ICFP'97, 1997.
   • Meurig Sage. FranTk - A Declarative GUI language for Haskell. Proceedings of International Conference on Functional Programming, ICFP'2000.
10. Programmierung mit fauler Auswertung (laziness): Ströme, Rechnen mit Unbekannten, Attributgrammatiken
    • siehe [4]
11. Funktionale Datenstrukturen
    • Siehe [3].

Termine

1. 16.10.2000
2. 23.10.2000
3. 30.10.2000
4. 06.11.2000
5. 13.11.2000
6. 20.11.2000
7. 27.11.2000
8. 04.12.2000 (ggf. unterichtsfrei wegen 1. Freiburger Multimediatage)
9. 11.12.2000
10. 18.12.2000
11. 08.01.2001
12. 15.01.2001
13. 22.01.2001
14. 29.01.2001
15. 05.02.2001
16. 12.02.2001 Abschlußprüfung

Haskell Online

• Haskell (Sprachdefinition, Dokumentation zur Library, Implementierungen, weitere Infos)
• Hugs 98 (Haskell Interpreter)
• The Glasgow Haskell Compiler
• nhc98 Compiler (besitzt einen Trace-Mechanismus sowie Profilingmöglichkeiten)
• TkGofer

Extra Information

• Literaturhinweise
• Komposition von Monaden

References

 [1]

Mark P. Jones. Functional programming with overloading and higher-order polymorphism. In Advanced Functional Programming, volume 925 of Lecture Notes in Computer Science, pages 97-136. Springer-Verlag, May 1995.

 [2]

Mark P. Jones. Type classes with functional dependencies. In Gert Smolka, editor, Proc. 9th European Symposium on Programming, volume 1782 of Lecture Notes in Computer Science, pages 230-244, Berlin, Germany, March 2000. Springer-Verlag.

 [3]

Chris Okasaki. Purely Functional Data Structures. Cambridge University Press, 1998.

 [4]

Peter Thiemann. Grundlagen der funktionalen Programmierung. Teubner Verlag, Stuttgart, 1994.