Überblick über die Veranstaltung
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Technische Universität Braunschweig Institut für Programmierung und Reaktive Systeme Dr. Werner Struckmann 12. Februar 2009 Programmieren für Fortgeschrittene Übersicht Art der Veranstaltung: Wintersemester, Bachelor, 5 LP, 2 VL + 2 UE + Rechnerübungen In dieser Veranstaltung werden grundlegende Konzepte und Paradigmen heutiger Programmiersprachen betrachtet. Solide Kenntnisse der objektorientierten und imperativen Programmierung sowie der Programmiersprache Java werden vorausgesetzt. Kurzbeschreibung: Gegenstand der Programmierausbildung in den ersten Semestern ist das Programmieren in der objektorientierten Sprache Java. Es existieren aber viele weitere Programmiersprachen und auch andere Programmierparadigmen. In dieser Vorlesung wird hierüber zunächst ein Überblick gegeben, anschließend werden grundlegende Konzepte der Programmiersprachen aus einer allgemeinen Sichtweise behandelt. In den Übungen werden die allgemeinen Konzepte an konkreten Programmiersprachen verdeutlicht. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die funktionale Programmiersprache Haskell zu erlernen. Stichwörter: Sprachen der Informatik, Programmiersprachen, Programmierparadigmen, Konzepte höherer Programmiersprachen, funktionale Programmierung, Haskell. Termine: Beginn: Do. 30. Oktober 2008 Vorlesung: Do. 09:45–11:15 Uhr SN 19.3 Übung: Di. 15:00–16:30 Uhr SN 19.2 Sprechstunde: Mi. 10:30–11:30 Uhr IZ 244 Gliederung der Veranstaltung 1 Einführung 1.1 Sprachen und Paradigmen 1.2 Definition von Programmiersprachen 1.3 Implementierung von Programmiersprachen 2 Datenstrukturen und Anweisungen 2.1 Semantische Grundbegriffe 2.1.1 Namen und Attribute 2.1.2 Deklarationen, Blöcke und Gültigkeitsbereiche 2.1.3 Überladung und Auflösung von Namen 2.1.4 Umgebung und Speicherzuweisung 2.1.5 Variable und Konstante 2.1.6 Alias-Namen und Garbage-Collection 2.2 Datentypen und Typsysteme 2.2.1 Grundbegriffe 2.2.2 Einfache Datentypen 2.2.3 Typkonstruktoren 2.2.4 Typäquivalenz 2.2.5 Typüberprüfung 2.2.6 Typkonversion 2.2.7 Polymorphismus 2.3 Ausdrücke und Anweisungen 2.3.1 Ausdrücke 2.3.2 Primitive Anweisungen 2.3.3 Strukturierte Anweisungen 2.3.4 Selektionsanweisungen 2.3.5 Iterationsanweisungen 2.3.6 Sprunganweisungen 2.4 Ausnahmebehandlung 3 Unterprogramme, Programme und Module 3.1 Unterprogramme 3.1.1 Grundbegriffe 3.1.2 Semantik von Unterprogrammen 3.1.3 Parameterübergabemechanismen 3.1.4 Prozedurumgebungen, Aktivierungen und Speicherbelegung 3.2 Hauptprogramme 3.3 Abstrakte Datentypen und Module 3.3.1 Algebraische Spezifikation abstrakter Datentypen 3.3.2 Abstrakte Datentypen und Module 4 Paradigmenübergreifende Konzepte 4.1 Generische Programmeinheiten –2– 4.2 4.3 4.4 4.5 Zusicherungen Annotationen Ereignisbehandlung Parallele und verteilte Programmierung 4.5.1 Grundlagen 4.5.2 Standardprobleme der Parallelprogrammierung 4.5.3 Sprachkonzepte 4.5.4 Eigenschaften paralleler und verteilter Programme 5 Fallstudie Quellenverzeichnis A Übungen A.1 Imperative Programmierung, C A.2 Objektorientierte Programmierung A.2.1 C++ A.2.2 Smalltalk A.2.3 C# A.3 Die Programmiersprache ABAP A.4 Funktionale Programmierung A.4.1 Grundlagen A.4.2 Rekursive Spezifikationen A.4.3 Das Komprehensionsprinzip A.4.4 Currying A.4.5 Der λ-Kalkül A.5 Logische Programmierung, Prolog A.6 Eine Spezialsprache: Maple A.7 Skriptsprachen A.7.1 Unix-Shells A.7.2 XML und JavaScript B Rechnerübungen (Haskell) B.1 1. Übungsblatt B.2 2. Übungsblatt B.3 3. Übungsblatt B.4 4. Übungsblatt B.5 5. Übungsblatt –3– 1 Einführung 1.1 Sprachen und Paradigmen Natürliche, künstliche und formale Sprachen; Programmiersprachen; spezielle Sprachklassen; grundlegende Programmierkonzepte, imperatives, funktionales, prädikatives und objektorientiertes Paradigma; prozedurales und deklaratives Paradigma; Entwicklung der Programmiersprachen; Sprachgenerationen; hybride Paradigmen: imperativ-basierte objektorientierte Programmierung; Skriptsprachen; Datenstrukturen; Typsysteme; paradigmenübergreifende Konzepte; Prinzipien des Sprachentwurfs. 1.2 Definition von Programmiersprachen Lexik; Lexem; Token; Syntax; kontextfreie Grammatik; Syntaxdiagramm; Backus-NaurForm; operationelle, denotationale, axiomatische, algebraische Semantik; Pragmatik; Beispielsprache und Beispielprogramm; Sprachreport. 1.3 Implementierung von Programmiersprachen Klassen von Programmiersprachen; Interpreter; Compiler; Interpretation von Zwischenbzw. Bytecode; virtuelle Maschine; Just-in-Time-Compiler. 2 Datenstrukturen und Anweisungen 2.1 Semantische Grundbegriffe 2.1.1 Namen und Attribute Name; Speicherstelle; Wert; statische und dynamische Attribute; Deklaration; Bindung; Bindungszeit; statische und dynamische Bindung; semantische Funktionen: Symboltabelle; Umgebung; Speicher. 2.1.2 Deklarationen, Blöcke und Gültigkeitsbereiche Deklaration und Definition; Verbundanweisung; Block; explizite und implizite Deklarationen; globale, lokale und nichtlokale Deklarationen; Gruppen von Deklarationen; Bindung; Bindungszeit; statische und dynamische Bindungen; explizite und implizite Bindungen; Gültigkeitsbereich (Scope) einer Bindung bzw. einer Deklaration; Lücke im Gültigkeitsbereich; Sichtbarkeit; statischer (lexikalischer) Scope; die Regeln „Deklaration-vorBenutzung“ und „kleinster umfassender Block“; Blockstruktur; lokale, nichtlokale und globale Deklarationen; Blöcke mit Namen; Scope-Resolution-Operator; externe Deklarationen; Gültigkeitsbereiche bei Rekursionen; wechselseitige Rekursion; Attributdeklaration; Prototyp; Forward-Deklaration; Aufbau einer Symboltabelle; dynamischer Scope. –4– 2.1.3 Überladung und Auflösung von Namen Wiederverwendung von Funktionsnamen und Operatoren; Überladung (Overloading) von Namen; explizite und implizite Typumwandlung; Auflösung von mehrdeutigen Namen (Overload resolution); Überladung allgemeiner Namen. 2.1.4 Umgebung und Speicherzuweisung Umgebung; Speicherzuweisung; Speicherzuweisung bei blockstrukturierten Sprachen; Aktivierung einer Prozedur, Aktivierungssegment; Speicherobjekt; Lebenszeit (extent) eines Objekts; Zeiger (Pointer); new- und delete-Operationen; Heap; Belegung (Alloziierung) und Freigabe (Dealloziierung) von Speicher; automatische bzw. kellerbasierte Speicherbelegung; dynamische bzw. manuelle Speicherbelegung; Aufbau des Speichers zur Laufzeit; Speicherklassen; Zuordnung zu den Speicherklassen. 2.1.5 Variable und Konstante Variable; Speichermodell; Zuweisung; L- und R-Wert einer Variablen; Storage-Semantik; Pointer-Semantik: Assignment-by-Sharing und Assignment-by-Cloning; Konstante; Wertsemantik; Übersetzungszeitkonstante; Manifest-Konstante; dynamische Konstante; statische Laufzeitkonstante; Funktionskonstante und -variable; Funktionsliterale. 2.1.6 Alias-Namen und Garbage-Collection Alias-Name; Seiteneffekt; Beispiele für Auftreten von Alias-Namen; hängende Referenzen; Garbage; Garbage Collection. 2.2 Datentypen und Typsysteme 2.2.1 Grundbegriffe Abstraktion; Maschinenabhängigkeit; Datentyp; Wertemenge und Operationen; Typüberprüfung; Typberechnung; Typkonstruktor; Typdeklaration; Typäquivalenz; Typkompabilität; Typanpassung; Typsystem; starke/schwache Typisierung; dynamische Typisierung. 2.2.2 Einfache Datentypen Vordefinierter Typ; einfacher Datentyp; arithmetischer Datentyp; char; boolean; Aufzählungstyp; Unterbereichstyp; Ordinaltyp; Speicherung ganzer Zahlen; Subtraktion ganzer Zahlen. 2.2.3 Typkonstruktoren Kartesisches Produkt; Selektor; Record-Struktur; Vereinigung; disjunkte Vereinigung; variante Record-Struktur; Tag; discriminated/undiscrimanted union; Teilmenge; subtype; Arrays; assoziative Arrays; Funktionen; Indextyp; Wertetyp; mehrdimensionale Typen; allgemeine Funktionstypen; Listen; Tupel; Zeigertypen (pointer); Referenztypen; rekursive Datentypen und Zeigertypen; Bezeichnungen für Typen. –5– 2.2.4 Typäquivalenz Typäquivalenz; Strukturäquivalenz; Typnamen; anonyme Datentypen; Namensäquivalenz; Deklarationsäquivalenz. 2.2.5 Typüberprüfung Statische und dynamische Typüberprüfung; Typberechnung (type inference); Typkompabilität; Zuweisungskompabilität; implizite Datentypen; überlappende Datentypen; Werte, die zu mehreren Datentypen gehören; überladene Operationen. 2.2.6 Typkonversion Implizite Typkonversion (coercion); explizite Typkonversion (cast); widening und narrowing. 2.2.7 Polymorphismus Polymorphismus; Überladen von Operatoren; Vererbung; Monomorphismus; explizite und implizite Typisierung; polymorphe Typüberprüfung; Prinzip der Hindley-Milner-Typüberprüfung; Grundlagen der Unifikation; Formen des Polymorphismus: impliziter parametrischer Polymorphismus, Ad-Hoc-Polymorphismus, reiner Polymorphismus. 2.3 Ausdrücke und Anweisungen 2.3.1 Ausdrücke Ausdruck vs. Anweisung; ausdrucksorientierte Sprache; primitive und zusammengesetzte Ausdrücke; Operand; Operator; Überladen von Operatoren; Operator vs. Funktion; Stelligkeit; Prioritätsregel; Assoziativitätsregel; Funktionsaufruf; Klammerung; strikte Auswertung eines Ausdrucks (applicative order evaluation); Seiteneffekt; Sequenzoperator; unvollständige Auswertung von Ausdrücken; short circuit evaluation; If- und Case-Operator; Typanpassungen; Ausdrücke und Zuweisungen gemischten Typs; nichtstrikte Auswertung eines Ausdrucks (verzögerte Auswertung, delayed evaluation); Ersetzungsregel; normal order evaluation (lazy evaluation). 2.3.2 Primitive Anweisungen Leere Anweisung; Deklaration; Ausdrucksanweisung; Zuweisung; Prozedur-, Funktionsund Methodenaufruf. 2.3.3 Strukturierte Anweisungen Strukturierte Anweisungen; die Begriffe „single-entry“, „single-exit“ und „multiple-exit“; Sequenz; Verbundanweisung; Block. –6– 2.3.4 Selektionsanweisungen Selektion; bewachte Auswahl (guarded if); Wächter; Nichtdeterminismus; If-Anweisung; Dangling-Else-Problem und Lösungen; Typ des Kontrollausdrucks; Case- bzw. SwitchAnweisung. 2.3.5 Iterationsanweisungen Iteration; bewachte Schleife (guarded do); while-Schleife; do-Schleife; repeat-Schleife; Ausstiegspunkte; break-, continue- und exit-Anweisung; for-Schleife; Varianten der forSchleife; Iterator. 2.3.6 Sprunganweisungen goto-Anweisung; Problematik; Ergebnis von C. Böhm und G. Jacopini. 2.4 Ausnahmebehandlung Explizite und implizite Kontrollsteuerung; Ausnahmebehandlung; Beispiele; robuste Programme; synchrone und asynchrone Ausnahmen; Definition von Ausnahmen; vordefinierte und benutzerdefinierte Ausnahmen; Behandlung und Weiterreichen von Ausnahmen; try-catch-Anweisung; Auslösen von Ausnahmen; Resumption- und Termination-Modell. 3 Unterprogramme, Programme und Module 3.1 Unterprogramme 3.1.1 Grundbegriffe Unterprogramm; Abstraktion; Prozedur vs. Funktion; Methode; Prozedurspezifikation; Parameter; Deklaration; Definition; Prototyp; variable Parameterzahl; Prozedurrumpf; Prozeduraufruf; Aktivierung; Rufer und Gerufener; Return-Anweisung; Prozedur/Funktion als Konstante; Funktionsliterale; Unterprogramme und Objekte als Parameter. 3.1.2 Semantik von Unterprogrammen Unterprogramme und Umgebungen; activation record; definierende (statische) und rufende (dynamische) Umgebung; formale und aktuelle Parameter; lokale und nichtlokale Referenzen in einem Prozedurrumpf; geschlossene Form einer Prozedur; Abschluss. 3.1.3 Parameterübergabemechanismen Pass by value; pass by reference; pass by value-result; pass by result; pass by name; Seiteneffekte; Jensens device; Parameterüberprüfung. –7– 3.1.4 Prozedurumgebungen, Aktivierungen und Speicherbelegung Umgebung; Aktivierung; Aktivierungssegment; Speicherbelegung bei statischen Umgebungen; Speicherbelegung bei kellerbasierten Laufzeitumgebungen; flache und geschachtelte Umgebungen; Rücksprung-Adresse; Umgebungszeiger; Adressierung lokaler und globaler Variabler; Rückgabewert; dynamischer Verweis; statischer Verweis; Heap. 3.2 Hauptprogramme Flache und geschachtelte Sprachen; imperatives, objektorientiertes, funktionales und logisches Paradigma. 3.3 Abstrakte Datentypen und Module 3.3.1 Algebraische Spezifikation abstrakter Datentypen Abstrakte und konkrete Datentypen; generische und spezifische Datentypen; Spezifikation; Schnittstelle; Kapselung und Geheimnisprinzip; Signatur, Sorte, Algebra, Axiom; natürliche Zahlen als ADT; Implementierung eines abstrakten Datentyps; algebraische Spezifikation; Import-Anweisung. 3.3.2 Abstrakte Datentypen und Module Modul; abstrakte Datentypen und Module; Namenskonflikte; qualifizierte Namen; Importund Export-Listen; getrennte Übersetzung; Namespaces; Packages; Module in Modula-2; opaquer Typ. 4 Paradigmenübergreifende Konzepte 4.1 Generische Programmeinheiten Generische Unterprogramme, Klassen und Module; Typebounds; Wildcards; Programmierung generischer Einheiten ohne generische Sprachkonzepte. 4.2 Zusicherungen Zusicherungen; Assert-Anweisung. 4.3 Annotationen Annotation; Pragma; Beispiel: inline-Pragma. 4.4 Ereignisbehandlung Ein-Ausgabe-Programmierung; ereignisgesteuerte Programmierung; Beispiel: Delegation based event handling. –8– 4.5 Parallele und verteilte Programmierung 4.5.1 Grundlagen Multicore-Architekturen; vom sequenziellen zum parallelen Programm; elementare Aktion; Ausführung paralleler Prozesse; Fairness; Nebenläufigkeit; unabhängige und gekoppelte Anweisungen und Prozesse; interleaving semantics; Szenarium; synchrone/asynchrone Arbeitsweise; Thread; Prozess; leicht- und schwergewichtige Prozesse. 4.5.2 Standardprobleme der Parallelprogrammierung Gegenseitiger Ausschluss; Algorithmus von Dekker; Erzeuger-Verbraucher-Problem; speisende Philosophen; Leser-Schreiber-Problem. 4.5.3 Sprachkonzepte Konstrukte zur Prozessverwaltung: cobegin-coend-Anweisung, fork-join-Anweisung, Prozessdeklarationen, Koroutinen; Kommunikation: gemeinsame Variable, Nachrichtenaustausch; Synchronisation: aktives Warten, Semaphore, Monitore, kritische Regionen, Rendezvous-Konzept. 4.5.4 Eigenschaften paralleler und verteilter Programme Sicherheitseigenschaft; Lebendigkeitseigenschaft; partielle, totale Korrektheit; Verklemmung; Verschwörung; schwache, starke Fairness. 5 Fallstudie Fallstudie: Nahverkehr, Implementierung in Java, C, Smalltalk, Ruby, Haskell. –9– Quellenverzeichnis [1] Alber, Klaus; Struckmann, Werner: Einführung in die Semantik von Programmiersprachen. Mannheim Wien Zürich: BI-Wissenschaftsverlag, 1988 [2] Chakravarty, Manuel M.; Keller, Grabriele C.: Einführung in die Programmierung mit Haskell. 1. Auflage. München: Pearson Education Deutschland GmbH, 2004 [3] Duden: Informatik. 4. Auflage. Mannheim: Dudenverlag, 2006 [4] Henning, Peter A.; Vogelsang, Holger: Taschenbuch Programmiersprachen. 2. Auflage. München: Carl Hanser Verlag, 2007 [5] Hohlfeld, Bernhard; Struckmann, Werner: Einführung in die Programmverifikation. Mannheim Wien Zürich: BI-Wissenschaftsverlag, 1992 [6] Hudak, Paul: Conception, Evolution, and Application of Functional Programming Languages. In: ACM Computing Surveys 21 (1989), Nr. 3, S. 359–411 [7] Hutton, Graham: Programming in Haskell. 1. Auflage. Cambridge: Cambridge University Press, 2007 [8] Jones, Simon P. (Hrsg.): Haskell 98 Language and Libraries – The Revised Report. 2002 . – Im Netz unter http://www.haskell.org erhältlich. [9] Louden, Kenneth C.: Compiler Construction: Principles and Practice. 1. Auflage. Boston: PWS Publishing Company, 1997 [10] Louden, Kenneth C.: Programming Languages: Principles and Practice. 2. Auflage. Pacific Grove: Thomson, Brooks/Cole, 2003 [11] Manes, Ernest G.; Arbib, Michael A.: Algebraic Approaches to Program Semantics. 1. Auflage. New York Berlin: Springer Verlag, 1986 [12] Mitchell, John C.: Concepts in Programming Languages. Nachdruck der 1. Auflage. Cambridge: Cambridge University Press, 2007 [13] O’Donnell, John; Hall, Cordelia; Page, Rex: Discrete Mathematics Using a Computer. 2. Auflage. London: Springer Verlag, 2006 [14] Pepper, Peter; Hofstedt, Petra: Funktionale Programmierung. 1. Auflage. Berlin: Springer Verlag, 2006 [15] Rechenberg, Peter; Pomberger, Gustav: Informatik-Handbuch. 1. Auflage. München Wien: Carl-Hanser-Verlag, 1997 [16] Sebesta, Robert W.: Programming Languages. 6. Auflage. Boston: Pearson Education, 2004 – 10 – [17] Sethi, Ravi: Programming Languages: Concepts & Constructs. 2. Auflage. Reading, Mass.: Addison Wesley, 1996 [18] Struckmann, Werner; Wätjen, Dietmar: Mathematik für Informatiker – Grundlagen und Anwendungen. 1. Auflage. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, 2007 [19] Vogt, Carsten: C für Java-Programmierer. 1. Auflage. München: Hanser Verlag, 2007 – 11 – A Übungen A.1 Imperative Programmierung, C Historie der Sprache; grundlegende Eigenschaften; Standards; Struktur und Übersetzung von C-Programmen; Präprozessor; Präprozessor-Anweisungen; Kontrollstrukturen; skalare und zusammengesetzte Datentypen; Typdefinitionen; Zeiger; Funktionen; dynamische Datenstrukturen; Ein- und Ausgabe; Beispiel: verkettete Listen in C. A.2 Objektorientierte Programmierung A.2.1 C++ Java und C++ im Grobvergleich; Mehrfachverbung. A.2.2 Smalltalk Historie der Sprache Smalltalk; das Smalltalk-Programmiersystem; integrierte Entwicklungsumgebung; Workspace; Objektorientierung in Smalltalk; abstrakte Datentypen; Geheimnisprinzip; unäre, binäre und Schlüsselwortnachrichten; Auswertungsreihenfolge; Polymorhie; dynamische Methodenbindung; Zeichenketten und Symbole; Objektidentität; Felder; Variable; Klassenvariable; Klasseninstanzvariable; Zahlenklassen; Erzeugung von Klassen. A.2.3 C# Java und C# im Grobvergleich; Spezifikation und Verifikation objektorientierter Programme am Beispiel von C#. A.3 Die Programmiersprache ABAP Geschichte und Grundlagen der Programmiersprache ABAP; SAP-Umfeld; das R3-System; Datenbankoperationen; Sprachkonzepte von ABAP; DynPros; BSPs; ABAP Objects. A.4 Funktionale Programmierung A.4.1 Grundlagen Partielle und totale Funktionen; Definition von Funktionen durch Tabellen und Ausdrücke; Wiederholung: Rekursion, Formen der Rekursion; Funktionen höherer Ordnung; undefinierte Funktionswerte. Grundideen des funktionalen Paradigmas; funktionale Programmiersprachen; Grundfunktionen; primitive Datentypen; Konstante; Variable; Terme; Signatur; Funktionsdefinitionen; Wächter; Anwendung und Auswertung; applikative Algorithmen; Gültigkeits- und Sichtbarkeitsbereich; generische und spezifische Datentypen; Listen und ihre Operationen; Beispiele applikativer Algorithmen; Sortieren durch Einfügen; Sortieren durch Auswählen; extensionale und intensionale Beschreibungen; Texte; Tupel; Currying; Funktionen als Datentyp. – 12 – A.4.2 Rekursive Spezifikationen Rekursive Spezifikationen; algorithmische Sichtweise; algebraische Sichtweise; geordnete Mengen; Domain (cpo); monotone Abbildungen; stetige Abbildungen; Fixpunkte; kleinster Fixpunkt; Fixpunktsatz; Produktdomain; kleenesche Semantik; Semantik rekursiver Spezifikationen. A.4.3 Das Komprehensionsprinzip ZFC-Axiome der Mengenlehre; Kontinuumshypothese als Beispiel für eine Aussage, die in ZFC weder beweisbar noch widerlegbar ist; Komprehensionsaxiom; das Komprehensionsaxiom in Haskell; Russellsche Paradoxon. A.4.4 Currying Abbildungen der Form A × B → C und A → (B → C); Kardinalitätsbetrachtungen; Bijektion Φ : (A × B → C) → (A → (B → C)); die Funktionen curry und uncurry in Haskell. A.4.5 Der λ-Kalkül Kalküle; freie und gebundene Vorkommen; Umbenennung; Alonzo Church; Church’sche These; λ-Kalkül; λ-Term; Applikation; λ-Abstraktion; β-Regel; α-Konversion; anonyme Funktionen; λ-Ausdrücke in Haskell; Sections in Haskell; Beispiele für Funktionen; natürliche Zahlen; Addition; Church-Rosser-Eigenschaft; Reduktionsstrategien; Problematik der Semantik ungetypter λ-Terme; Variationen des λ-Kalküls; Bedeutung des λ-Kalküls. A.5 Logische Programmierung, Prolog Aussagen; Aussagenlogik; Sprache der Aussagenlogik; Wahrheitstabelle; Erfüllbarkeitsproblem; Prädikatenlogik; Sprache der Prädikatenlogik; Variable; Term; Ausdruck; freie und gebundene Vorkommen; Interpretation; Modell; Kalkül; Hoare’sche Logik; Hoare’scher Kalkül; partielle und totale Korrektheit; logische Programmierung; deklaratives Paradigma; Prolog; Ursprung; Einsatzgebiete von Prolog; Prolog-Programme; Wissen; Fakten; Regeln; Beispielprogramm; Anfrage; Horn-Klausel; Arithmetik; Datenstrukturen; Cut; Ein- und Ausgabe. A.6 Eine Spezialsprache: Maple Computeralgebra; Computeralgebrasysteme und symbolische Sprachen; Klassifikation der Computeralgebrasysteme; Komponenten von Computeralgebrasystemen; Überblick über Maple; Beispiel einer interaktiven Session; Datentypen; Kontrollstrukturen; Prozeduren; Module; Pakete; die Maple-Programmiersprache; Grenzen von Computeralgebrasystemen. – 13 – A.7 Skriptsprachen A.7.1 Unix-Shells Kommandosprachen; Skriptsprachen; Einsatz von Skriptsprachen; Vor- und Nachteile beim Einsatz von Skriptsprachen; Unix-Shells; Shells als Kommandointerpreter; Shells als Programminterpreter; Unix-Shell-Varianten; Shell-Skripts; Unix-Werkzeuge; C-Programm vs. Shell-Programm; Sprachelemente der Unix-Shells; Beispiel eines C-Shell-Skripts. A.7.2 XML und JavaScript HTML, XML, Schema, Daten, Validierung, XSLT-Prozessor, XHTML; JavaScript; AJAX; Beispielseite mit JavaScript; Grundzüge von JavaScript: Einbettung in HTML-Seiten, Grundlagen, Datentypen, Anweisungen, Funktionen, Closures, Objekte, Browser-API; JavaScript als Skriptsprache. – 14 – B Rechnerübungen (Haskell) B.1 1. Übungsblatt Aufgabe 1: Einführung in die Arbeit mit dem Interpreter. Aufgabe 2: Laden von Modulen, vordefinierte Funktionen. Aufgabe 3: Selbstdefinierte Funktionen. Aufgabe 4: Listen und die Operationen length, head, tail, sum, product. B.2 2. Übungsblatt Aufgabe 5: Rekursive Funktionen, Iteration. Aufgabe 6: Listen, rekursive Funktionen. Aufgabe 7: Listen, sortierte Listen, rekursive Funktionen, die Typklasse Ord. Aufgabe 8: Anwendungsbeispiel für Listen. B.3 3. Übungsblatt Aufgabe 9: Sortierte Listen. Aufgabe 10: Prädikate, Filter. Aufgabe 11: Anonyme Funktionen, die Funktion map. Aufgabe 12: Listenkomprehension. B.4 4. Übungsblatt Aufgabe 13: Ein-/Ausgabe Aufgabe 14: Ein-/Ausgabe Aufgabe 15: Benutzerdefinierte Datentypen Aufgabe 16: Rekursive Datentypen Aufgabe 17: Typklassen Aufgabe 18: Typklassen B.5 5. Übungsblatt Aufgabe 19: Anwendungen: Bäume, parametrische, rekursive Datentypen Aufgabe 20: Anwendungen: Tries Aufgabe 21: Anwendungen: Tries Aufgabe 22: Anwendungen: Tries – 15 –
