Wykład 1 Informacje Podstawowe

Transkrypt

1 Paradygmaty i języki programowania Wykład 1 Informacje Podstawowe

2 Czym jest paradygmat? Paradygmat to przyjęty sposób widzenia rzeczywistości w danej dziedzinie, doktrynie itp. Zespół form fleksyjnych (deklinacyjnych lub koniugacyjnych) właściwy danemu typowi wyrazów. źródło: słownik języka polskiego, PWN 2

3 Czym jest paradygmat programowania? Paradygmat programowania (z ang. programming paradigm), to wzorzec programowania przedkładany w danym okresie rozwoju informatyki ponad inne lub szczególnie ceniony w pewnych okolicznościach lub zastosowaniach. Paradygmat programowania definiuje sposób patrzenia programisty na przepływ sterowania i wykonywanie programu komputerowego. źródło: 3

4 Podział paradygmatów Programowanie Imperatywne Deklaratywne Strukturalne Proceduralne Logiczne Funkcyjne Obiektowe Generyczne SQL, XML Współbieżne Zdarzeniowe 4

5 Skąd taki podział? Programowanie imperatywne to paradygmat programowania, który opisuje proces wykonywania jako sekwencję instrukcji zmieniających stan programu. Podobnie jak tryb rozkazujący w lingwistyce wyraża żądania jakichś czynności do wykonania, programy imperatywne składają się z ciągu komend do wykonania przez komputer. Programowanie deklaratywne to paradygmat programowania, w którym programista zamiast definiowania sposobu rozwiązania, czyli sekwencji kroków prowadzących do uzyskania wyniku, opisuje samo rozwiązanie. Innymi słowy programowanie w tych językach polega na opisywaniu tego co nas interesuje a nie jak to zrobić (brak opisu przepływu sterowania). 5

6 Przykład programowanie imperatywne a deklaratywne Imperatywne programowanie: var numbers = [1,2,3,4,5] var doubled = [] for(var i = 0; i < numbers.length; i++) { var newnumber = numbers[i] * 2 doubled.push(newnumber) } console.write(doubled) //=> [2,4,6,8,10] Deklaratywne programowanie var numbers = [1,2,3,4,5] var doubled = numbers.map(function(n) { return n * 2 }) console.log(doubled) //=> [2,4,6,8,10] 6

7 Cztery główne paradygmaty Paradygmat programowania Proceduralnego/Strukturalnego Paradygmat programowania Obiektowego Paradygmat programowania Funkcyjnego Paradygmat programowania Logicznego 7

8 Programowanie Proceduralne/Strukturalne Paradygmat programowania proceduralnego (z ang. procedural programming), to paradygmat programowania zalecający dzielenie kodu na procedury, czyli fragmenty wykonujące ściśle określone operacje. Procedury nie powinny korzystać ze zmiennych globalnych (w miarę możliwości), lecz pobierać i przekazywać wszystkie dane (czy też wskaźniki do nich) jako parametry wywołania. Paradygmat programowania strukturalnego (z ang. structured programming), to paradygmat zalecający hierarchiczne dzielenie kodu na bloki, z jednym punktem wejścia i jednym lub wieloma punktami wyjścia. Chodzi przede wszystkim o nieużywanie (lub ograniczenie) instrukcji skoku (goto). Trzema kluczowy strukturami są: - sekwencja (instrukcja_1; instrukcja_2; ; instrukcja_n), - wybór (if, if...else, switch, case), - powtarzanie (while, repeat, for). Strukturalność zakłócają instrukcje typu: break, continue, które jednak w niektórych przypadkach znacząco podnoszą czytelność kodu i elastyczność kodu. Kluczowe koncepcje: zmienne, typy, procedury i dane abstrakcyjne. Zastosowania: oprogramowanie sieciowe, systemy operacyjne. Języki charakterystyczne dla tych paradygmatów, to m.in.: Fortran (lata 50. XX wieku), Cobol (lata 60. XX wieku), Pascal (lata 70. XX wieku), C (lata 70. XX wieku), C++ (lata 80. XX wieku), i inne. 8

9 Programowanie Proceduralne/Strukturalne - przykład 9

10 Programowanie Obiektowe Paradygmat programowania obiektowego (ang. object-oriented programming), to paradygmat programowania, w którym programy definiuje się za pomocą obiektów - elementów łączących stan (czyli dane, nazywane najczęściej polami) i zachowanie (czyli procedury, tu: metody). Obiektowy program komputerowy wyrażony jest jako zbiór takich obiektów, komunikujących się pomiędzy sobą w celu wykonywania zadań. Kluczowe koncepcje: klasy i obiekty, dziedziczenie, enkapsulacja, polimorfizm. Zastosowania: aplikacje WWW i aplikacje desktopowe współczesny rynek oprogramowania. Języki charakterystyczne dla tego typu paradygmatu, to m.in.: Simula (lata 60. XX wieku), Smalltalk (lata 80. XX wieku), C++ (lata 90. XX wieku), C# (początek XXI wieku), Java (lata 90. XX wieku), i inne. 10

11 Programowanie Obiektowe - przykład 11

12 Programowanie Funkcyjne Paradygmat programowania funkcyjnego lub paradygmat programowania funkcjonalnego (z ang. functional programming), to paradygmat programowanie będący odmianą programowania deklaratywnego, w której funkcje należą do wartości podstawowych, a nacisk kładzie się na wartościowanie (często rekurencyjnych) funkcji, a nie na wykonywanie poleceń. Podstawą teoretyczną programowania funkcyjnego był opracowany w latach 30. XX wieku przez Alonzo Churcha rachunek lambda, a dokładnie rachunek lambda z typami. Kluczowe koncepcje: funkcje, rachunek lambda, parametryczny polimorfizm. Zastosowania: teoretyczne, telekomunikacja, obliczenia finansowe. Języki charakterystyczne dla tego typu paradygmatu, to m.in.: Lisp (lata 50. XX wieku), ML (lata 70. XX wieku), Haskell (lata 80. XX wieku), H# (lata 80. XX wieku), Erlang (lata 80. XX wieku) i inne. 12

13 Programowanie Funkcyjne przykład 1 13

14 Programowanie Funkcyjne przykład 2 14

15 Programowanie w logice Paradygmat programowania logicznego lub paradygmat programowania w logice (z ang. logic programming), to będąca odmianą programowania deklaratywnego metoda programowania, w której program podawany jest jako pewien zestaw zależności, i relacji zachodzących między tymi zależnościami. Kluczowe koncepcje: fakty, relacje i zapytania. Zastosowania: teoretyczne, sztuczna inteligencja (przetwarzanie języka naturalnego, rozpoznawanie obrazów). Języki charakterystyczne dla tego typu paradygmatu, to m.in.: Gödel (lata 70. XX wieku), Fril (lata 70. XX wieku), Prolog (lata 70. XX wieku), i inne. 15

16 Programowanie w logice przykład 1 16

17 Programowanie w logice przykład 2 17

18 Popularność języków a cztery główne paradygmaty źródło: 18

19 Informacje Ogólne Zaliczenie ćwiczeń: referat + 3 projekty ocena z ćwiczeń = 40% referat + 60% (4*20) projekty Zaliczenie wykładu: zaliczone ćwiczenia + 60 min. egzamin w formie testu (15 pytań zamkniętych + 5 pytań otwartych) ocena z wykładu = 50% ćwiczenia + 50% egzamin Wykłady i Ćwiczenia na: 19

20 Wykład 1 (27 luty 2014) Wprowadzenie (Robert Kowalczyk) 1. Ćwiczenie i wykład - informacje ogólne o charakterze zajęć 2. Podział referatów 3. Wiadomości wstępne i przedmiocie 4. Projekt (język proceduralno/strukturalny) 20

21 Wykład 2 (6 marzec 2014) Instalacja środowisk Haskell i Prolog (Robert Kowalczyk) Instalacja i testowanie najprostszych programów 21

22 Wykład 3 (13 marzec 2014) Wprowadzenie do języków funkcyjnych (Robert Kowalczyk) 1. Programowanie funkcyjne - wstęp 2. Przegląd języków funkcyjnych 3. Wprowadzenie do Haskella 4. Podstawy Haskella 22

23 Wykład 4 (20 marzec 2014) Haskell 1 (Paweł Różański, Wiesław Mosakowski, Adrian Długołęcki, Andrzej Sompoliński) Rozdział 2 Starting Out Rozdział 3 Types and Typeclasses z książki Learn You a Haskell for Great Good! autorstwa Mirana Lipovaca 23

24 Wykład 5 (27 marzec 2014) Haskell 2 (Natalia Zmysłowska, Piotr Podgórski, Michał Witkowski, Przemek Cyliński) Rozdział 4 Syntax in Functions Rozdział 5 Recursion z książki Learn You a Haskell for Great Good! autorstwa Mirana Lipovaca 24

25 Wykład 6 (3 kwiecień 2014) Haskell 3 (Grzegorz Pisarczyk, Damian Adamczyk, Krzysztof Ochociński, Filip Marek) Rozdział 6 Higher order functions Rozdział 7 Modules z książki Learn You a Haskell for Great Good! autorstwa Mirana Lipovaca 25

26 Wykład 7 (10 kwiecień 2014) Haskell 4 (Sebastian Maciejewski, Wojciech Sikorski, Adam Jabłoński, Kamil Jastrzębski) Rozdział 8 Making Our Own Types and Typeclasses z książki Learn You a Haskell for Great Good! autorstwa Mirana Lipovaca 26

27 Wykład 8 (17 kwiecień 2014) Haskell 5 (Magda Dzięcielewska, Kamil Pajek) Rozdział 9 Input and Output z książki Learn You a Haskell for Great Good! autorstwa Mirana Lipovaca Projekt (język funkcyjny) 27

28 Wykład 9 (24 kwiecień 2014) Wprowadzenie do języków logiki (Robert Kowalczyk) 1. Programowanie w logice - wstęp 2. Przegląd języków logiki 3. Wprowadzenie do Prologa 4. Podstawy Prologa 28

29 Wykład 10 (8 maj 2014) Prolog 1 (Rafał Rutkowski, Rafał Denkiewicz, Kacper Rękawiecki) Rozdział 1 Introducing Prolog z książki Prolog Programming in Depth autorstwa Michael A. Covington, Donald Nute, André Vellino 29

30 Wykład 11 (15 maj2014) Prolog 2 (Filip Wroński, Łukasz Betkowski, Paweł Świertlewski, Konrad Kosmatka) Rozdział 2 Constructing Prolog Programs z książki Prolog Programming in Depth autorstwa Michael A. Covington, Donald Nute, André Vellino 30

31 Wykład 12 (22 maj 2014) Prolog 3 (Marcin Zawadzki, Tomasz Golacik, Michał Rzepecki, Patryk Dzięgielewski) Rozdział 3 Data Structures and Computation z książki Prolog Programming in Depth autorstwa Michael A. Covington, Donald Nute, André Vellino Projekt (język logiki) 31

32 Wykład 13 (29 maj 2014) Prolog 4 (Akadiusz Radkowski, Marcin Stańczak, Krzysztof Bednarczak) Rozdział 4 Expressing Procedural Algorithms z książki Prolog Programming in Depth autorstwa Michael A. Covington, Donald Nute, André Vellino 32

33 Wykład 14 (5 czerwiec 2014) Prolog 5 (Michał Gołębiowski, Adam Olejniczak, Malwina Krajewska, Marta Drążkiewicz) Rozdział 5 Reading Data in Foreign Formats z książki Prolog Programming in Depth autorstwa Michael A. Covington, Donald Nute, André Vellino 33

34 Wykład 15 (12 czerwiec 2014) Rozwiązywanie zadań Prolog i Haskell (Robert Kowalczyk) 34

35 Egzamin (Robert Kowalczyk) 1. Test 60 minut pytań zamkniętych 3. 5 pytań otwartych 35

36 Literatura do przedmiotu Learn You a Haskell for Great Good! Miron Lipovaca 3. Prolog Programming in Depth autorstwa Michael A. Covington, Donald Nute, André Vellino 4. Strony www i książki poświęcone językom programowania: Java, Haskell i Prolog 36

37 Dziękuję za Uwagę!!! 37