Prinzipien von Programmiersprachen

Wintersemester 2008/2009
Lehrstuhl für Programmiersprachen und Übersetzerkonstruktion
Hauptstudium

Vorlesungsbeginn

Dienstag, 28.10.2008, 10:15 Uhr, LMS2-Ü1

Zielgruppe

Studierende im Hauptstudium des Studiengangs Diplominformatik, des Bachelor- oder Masterstudiengangs Informatik sowie Studierende mit Nebenfach Informatik

Voraussetzungen

Grundstudium (1.-4. Semester) in Informatik

Inhalt

In dieser Vorlesung werden grundlegende Prinzipien heutiger Programmiersprachen vorgestellt. Dabei steht die praktische Anwendung von Sprachkonzepten zur Lösung von Softwareproblemen im Vordergrund.

Bei der Programmierung kommt es weniger darauf an, irgendein Programm zu schreiben, das eine gegebene Aufgabe löst. Vielmehr muss das Programm so geschrieben sein, dass es verständlich und damit wartbar ist, und es muss auch an neue Anforderungen leicht anpaßbar sein. Daher ist es wichtig, die für die Problemstellung geeigneten Programmiersprachen und Sprachkonstrukte zu verwenden. Leider gibt es nicht die für alle Probleme gleich gut geeignete universelle Programmiersprache. Daher ist es wichtig zu wissen, welche Sprachkonzepte für welche Problemstellungen geeignet sind. Diese Vorlesung soll hierzu einen Beitrag leisten, indem ein Überblick über wichtige Sprachkonzepte moderner Programmiersprachen gegeben wird. Dadurch werden die Studierenden in die Lage versetzt, sich einerseits schnell in unbekannte Programmiersprachen einzuarbeiten (da viele Konzepte in den verschiedenen Sprachen immer wieder vorkommen), andererseits sollen sie verschiedene Sprachen und Sprachkonzepte aufgrund ihrer Eignung für ein Softwareproblem kritisch beurteilen können.

Kurzübersicht

1. Grundlagen (Syntax- und Semantikbeschreibung, abstrakte Datentypen, Ausdrücke, Deklarationen, Bindungen, Blockstruktur)
2. Imperative Sprachen (Variablen, Datentypen, Kontrollabstraktion, Ausnahmebehandlung, Prozeduren)
3. Sprachmechanismen zur Programmierung im Großen (Module, Schnittstellen, Objekte, Vererbung, Generizität)
4. Funktionale Programmiersprachen (referentielle Transparenz, Funktionen höherer Ordnung, Auswertungsstrategien, Typsysteme)
5. Logische Programmiersprachen (Resolution, Unifikation, Constraints, Datenbanksprachen)
6. Sprachkonzepte zur nebenläufigen und parallelen Programmierung (Synchronisationskonzepte, Semaphore, Monitore, Message passing, Linda, CCP)

Die begleitenden praktischen Übungen werden überwiegend in der Sprache Java durchgeführt, jedoch kommen auch andere Sprachen wie z.B. Haskell oder Prolog zum Einsatz.

Literatur

• Mitchell: Concects in Programming Languages. Cambridge University Press, 2003
• Appleby/VandeKopple: Programming Languages: Paradigm and Practice. McGraw-Hill, 1997
• Sethi: Programming Languages: Concepts and Constructs. Addison-Wesley, 2nd ed., 1996
• Sebesta: Concepts of Programming Languages. Addison-Wesley, 5th ed., 2002
• Ghezzi/Jazayeri: Programming Language Concepts 2/E. John Wiley & Sons, 1987
• Arnold/Gosling: The Java Programming Language. Addison-Wesley, 1996
• Flanagan: Java in Nutshell. O'Reilly, 1999
• Meyer: Object-oriented Software Construction. Prentice Hall, 1997
• Bird: Introduction to Functional Programming using Haskell. Prentice Hall, 1998
• Hinze: Einführung in die praktische Programmierung mit Miranda. Teubner, 1992
• Thompson: Haskell - The Craft of Functional Programming. Addison-Wesley, 1996
• Sterling/Shapiro: The Art of Prolog. MIT Press, 1991
• Hanus: Problemlösen mit Prolog. Teubner, 1987
• Lloyd: Foundations of Logic Programming, 2nd Ed., Springer 1987
• Armstrong et al: Concurrent Programming in Erlang, Prentice Hall, 1996

Abschlussprüfung

Die mündliche Prüfung zur Vorlesung findet am Dienstag, 3.3.2009 im Raum 706 (CAP4) statt. Die genauen Zeiten werden individuell vereinbart.

Übungen

• 1. Übung
• 2. Übung
• 3. Übung
• 4. Übung
• 5. Übung
• 6. Übung
• 7. Übung
• 8. Übung
• 9. Übung
• 10. Übung
• 11. Übung

Haskell

Dateien mit Haskell-Programmen tragen die Endung .hs und können im Interpreter mit dem Kommando

:load 

geladen werden. Auf den Uni-Rechnern stehen Ihnen dazu Hugs oder der Glasgow Haskell Compiler zur Verfügung, die Sie mit

/home/haskell/bin/hugs

beziehungsweise

/home/haskell/bin/ghci

starten können. Weitere Informationen finden Sie auf der Haskell Seite des Instituts. Beide Systeme sind frei verfügbar. Wer die Programmieraufgaben lieber zuhause löst, kann sich eines von ihnen auf seinem eigenen Rechner installieren.

Prolog

Dateien mit Prolog-Programmen sollten klein geschrieben sein und die Endung .pl haben. Sie können dann mittels

?- [Programmname ohne Endung].

in den Interpreter geladen werden. Auf den Uni-Rechnern steht Ihnen dazu das SICStus Prolog System zur Verfügung, dass Sie mit

/home/prolog/bin/sicstus

aufrufen können. Weitere Informationen finden Sie auf der Prolog Seite des Instituts. SICStus Prolog ist leider nicht Open Source. Wenn Sie Prolog auf Ihrem eigenen Rechner installieren möchten, können Sie SWI Prolog oder GNU Prolog verwenden.