| Nr. | Art | Termine | Raum | Veranstalter |
|---|---|---|---|---|
| 080039 | V4 | Mo 10:15 - 11:45 | OHP2 - Otto-Hahn-Hörsaal | Hanus |
| Di 16:15 - 17:45 | LMS4 - R.526 | |||
| 080027 | Ü2 | Do 10:15 - 11:45 | CAP3 - Hörsaal 1 | Hanus, Prott |
Die Vorlesung beginnt am Montag, 15.04.2024, 10:15 Uhr. In den ersten beiden Vorlesungswochen finden an den Übungsterminen auch Vorlesungen statt.
Alle Teilnehmer müssen dieses Modul in der StudiDB belegen, damit sie nachher eine Prüfung ablegen können. Eine frühere Anmeldung ist nicht erforderlich. Für Rückfragen, Anmerkungen, Verbesserungsvorschläge u.ä. können die Veranstalter gerne per Email kontaktiert werden.
Studierende in den Bachelor- oder Masterstudiengängen Informatik und Wirtschaftsinformatik sowie Studierende mit Nebenfach Informatik
Grundstudium (1.-4. Semester) in Informatik, insbesondere das Modul Deklarative Programmierung (oder das Vorgängermodul Fortgeschrittene Programmierung). Das Skript zu dieser Vorlesung ist als PDF innerhalb der CAU zugreifbar)
Aufgrund der Komplexität heutiger Software-Systeme ist die Verwendung von Programmiersprachen mit einem hohen Abstraktionsniveau notwendig. Deklarative Sprachen bieten hierzu wichtige Lösungsansätze. Aufgrund ihrer deklarativen Struktur sind Programme leichter wartbar und verifizierbar, was gerade für die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Softwaresystemen relevant ist. Z.B. hat kürzlich die Videospielentwicklungsfirma Epic Games die neue deklarative Programmiersprache Verse vorgestellt, die zur Spieleentwicklung eingesetzt wird.
In dieser Vorlesung werden Konzepte moderner deklarativer Programmiersprachen vorgestellt. Ausgehend von dem aus dem Grundstudium bekannten Konzept der funktionalen Programmierung, das kurz wiederholt und eingehender erläutert wird, werden funktionale Sprachen um logische Anteile erweitert, um die Konzepte der funktionalen, logischen und integrierten logisch-funktionalen Sprachen in einem einheitlichen Rahmen darzustellen. Außerdem werden die Grundlagen der funktionalen und logischen Programmierung vorgestellt.
Deklarative Programmiertechniken und Sprachkonstrukte führen zu besser strukturierten Programmen führen und sind daher auch in zum Teil eingeschränkter Form in vielen modernen Programmiersprachen zu finden. Deklarative Programmiersprachen sind nicht nur vom akademischen Interesse, sondern sie werden auch in der Praxis immer stärker eingesetzt. Zum Beispiel verwendet Jane Street Capital, eine Finanzhandelsfirma mit Vertretungen in New York, London und Hong Kong, die funktionale Sprache OCaml für ihre Anwendungen (dazu gibt es auch einen Blog). Die Firma Galois mit Hauptsitz in Portland (Oregon, USA) verwendet funktionale Programmiersprachen und -konzepte zur Entwicklung sicherheitskritischer Systeme.
Die logische Programmiersprache Prolog wurde im KI-System Watson eingesetzt, das im Februar 2011 in der Quizsendung Jeopardy gegen zwei menschliche Spieler gewonnen hat. Hierbei wurde in Watson die Sprachverarbeitung mit Prolog implementiert.
Die Firma Epic Games ist bekannt für die Entwicklung von Videospielen (insbesondere Fortnite) und verwendet die neue deklarative Programmiersprache Verse als Entwicklungsplattform. Verse kombiniert Elemente der funktionalen und logischen Programmierung und greift damit Elemente auf, die in dieser Vorlesung diskutiert werden. Details kann man in einem Papier zu den Grundlagen von Verse und z.B. einem Vortrag von Simon Peyton Jones und Tim Sweeney zu Verse finden.
Warum gerade im Finanzbereich funktionale Programmierung eingesetzt wird, liegt auch daran, dass Fehler in einer Software existenzielle Probleme verursachen kann, wie man am Fall von Fall Knight Capital sehen kann.
Hier sind noch ein paar weitere Berichte über den industriellen Einsatz funktionaler Programmierung:
Forscher bei Microsoft fordern in einem Artikel der Zeitschrift CACM, dass Informatikstudierende so früh wie möglich funktionale Programmiersprachen erlernen sollten.
Am Ende der Vorlesung findet eine mündliche Abschlussprüfung statt. Die Zeiten werden später individuell vereinbart.
Es gibt kein ausführliches Lehrbuch oder Skript zur Vorlesung, aber einige Notizen zur Vorlesung im PDF-Format (nur innerhalb des Netzwerkes der CAU Kiel zugreifbar!), die im Verlauf des Semesters aktualisiert werden. Dieses Skript ist kein Ersatz für die Vorlesungsteilnahme, es beinhaltet aber den ungefähren Vorlesungsverlauf und ist hoffentlich eine gute Unterstützung. Wer darin keine Fehler entdeckt, hat bestimmt nicht ordentlich gelesen. Es wäre es schön, wenn Fehler an Michael Hanus mitgeteilt werden.
In den begleitenden Übungen werden für praktische
Programmieraufgaben die Sprachen
Haskell
und Curry
eingesetzt, für die es frei verfügbare Implementierungen für
Unix- und Linux-Systeme gibt.