Corso di Linguaggi e Modelli Computazionali M

Transcript

1 Università degli Studi di Bologna Scuola di Ingegneria e Architettura Corso di Linguaggi e Modelli Computazionali M Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica Anno accademico 2014/2015 Prof. ENRICO DENTI Dipartimento di Informatica Scienza e Ingegneria (DISI) IL DOCENTE, L'UFFICIO, etc PROF. ENRICO DENTI enrico.denti@unibo.it Telefono: Ricevimento: giovedì (per ora..) o via skype su appuntamento Dove: Palazzina "aule nuove", 1 piano (di fianco aula 5.7) Entrata principale Entrata Vallescura Aula 5.7 UFFICIO: 1 PIANO vicino aula 5.7 Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 1

2 L INTERAZIONE DOCENTE / STUDENTI Il sito web istituzionale Avvisi del docente via feed RSS (iscriversi per riceverli!) Il portale didattico enricodenti.disi.unibo.it Notizie di dettaglio, sotto-siti dei vari corsi, slide, testi esami, etc Alma Digital Library (AlmaDL) campus.unibo.it (richiede autenticazione) PDF delle slide (anche pagina intera), anche con avvisi RSS Mailing list mailing list enrico.denti.ling iscriversi su (richiede autenticazione) Il ricevimento remoto via Skype ID: enricodenti.unibo.it solo su appuntamento IL SITO ISTITUZIONALE Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 2

3 IL PORTALE DIDATTICO enricodenti.disi.unibo.it Ogni sotto-sito contiene: slide PDF proiettate a lezione software da scaricare esercizi, esercitazioni di lab, ALMA DIGITAL LIBRARY campus.unibo.it Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 3

4 MAILING LIST Una volta entrati, selezionare la funzione «liste di distribuzione docente-studenti» e iscriversi alla lista enrico.denti.ling Esami Due tipi: Quando: Come: Liste: - solo corso base (8 cfu) - con attività progettuale (8+4 cfu) non ci sono appelli predefiniti ci si mette d accordo caso per caso discussione orale [+progetto] voto NON rifiutabile non su Almaesami (accordo caso per caso) calendario sul portale del docente enricodenti.disi.unibo.it (tenere sempre d occhio può variare!) Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 4

5 Scopo del corso Discutere in vari contesti il rapporto fra i linguaggi, le applicazioni e i rispettivi modelli computazionali LINGUAGGI (e teoria dei -) Descrizione formale dei linguaggi Macchine per riconoscere linguaggi: interpreti e compilatori LINGUAGGI e MODELLI COMPUTAZIONALI Stili di programmazione vs costrutti linguistici Basi di programmazione funzionale: funzioni come entità di prima classe, chiusure, modelli per la valutazione di funzioni Linguaggi moderni con approccio funzionale: Javascript, Scala, Java 8 Linguaggi moderni a oggetti prototype-based: Javascript Programmazione multi-paradigma Sistemi formali per descrivere linguaggi, proprietà, semantiche Il punto di partenza Linguaggi di programmazione di alto livello Storicamente, lo strumento per far eseguire a un elaboratore le funzioni desiderate.... a un livello concettuale più elevato rispetto a quello permesso / indotto dall hardware. Conseguenze / requisiti: consentire (promuovere) una chiara e corretta impostazione dei problemi da risolvere..... demandando a opportuni traduttori (compilatori e interpreti) il compito di colmare il divario con la macchina sottostante. Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 5

6 e oggi? I moderni sistemi di elaborazione sono caratterizzati da sempre maggiore interattività integrazione sempre più profonda tra linguaggio di programmazione e livelli sottostanti. Ogni livello costituisce una macchina virtuale che possiede un suo sistema di interpretazione di simboli e può richiedere: la verifica della correttezza strutturale dei comandi analisi sintattica la verifica del significato dei comandi analisi semantica prima dell esecuzione. Ad esempio... i comandi di un sistema operativo sono frasi di un linguaggio di controllo (job control language) i clic e gli spostamenti del mouse in un sistema a finestre sono frasi di un linguaggio grafico i comandi d interrogazione di una base di dati sono frasi di un linguaggio d interrogazione (query language) le notazioni XML offrono un modo standard per definire nuovi linguaggi, specificarne la sintassi tramite DTD e schemi XSD, elaborarli tramite XSL e XSLT molti meccanismi, che sottintendono modelli bisogna esserne consapevoli per poterli padroneggiare con competenza e cognizione di causa Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 6

7 Il ruolo del linguaggio nel progetto e nella realizzazione dei sistemi software La capacità espressiva di un linguaggio ne fa un potente suggeritore di concetti e metodi di soluzione Modello a cascata enunciazione del problema, analisi del problema, progetto implementazione del progetto (nel linguaggio scelto) testing Due metodologie (non esclusive) Punto di arrivo: le mosse elementari della VM scelta Con quali meccanismi i componenti si distribuiscono il controllo e l informazione? Quali supporti per l interazione fra componenti? Linguaggio, Metafore e Concetti Risolvere coscientemente un problema implica sempre creare un modello della realtà. Spesso il progettista segue, magari incosciamente, metafore e concetti che derivano direttamente dal linguaggio di implementazione. La soluzione viene così pensata sui concetti di quello specifico linguaggio o di una categoria di linguaggi ad esempio, se il linguaggio di implementazione è il Pascal, difficilmente la soluzione sarà concepita usando concetti estranei al Pascal - come per esempio pipeline e processi usando il C l uso di processi è invece più probabile, poiché il C è intrinsecamente più legato al sistema operativo - e dunque il processo fa parte del suo insieme di concetti e metafore. Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 7

8 Spazio concettuale L'insieme di metafore e concetti introdotti da un linguaggio (oltre alle regole sintattiche e semantiche) costituisce il suo spazio concettuale. alcuni concetti sono correlati all ambiente che il linguaggio suppone esistere (file, processi, interfacce grafiche ) altri sono invece introdotti dal linguaggio stesso (funzioni, procedure,, classi, oggetti, ) Il diverso spazio concettuale di ogni linguaggio è la ragione di fondo per l esistenza di tanti linguaggi un linguaggio può essere più adatto di un altro come strumento di lavoro o per problemi generici, o per uno specifico settore un linguaggio può esprimere meglio, grazie al suo spazio concettuale più ricco, gli enti e le problematiche di un certo dominio applicativo Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 8

9 Esempio: Linguaggi a confronto Stampare tutti gli elementi di una lista in un linguaggio imperativo (C/Java-like): void stampalista( list l ) { while(!empty(l)) { print(head(l)); l = tail(l); } } in un linguaggio dichiarativo logico (Prolog-like) stampalista( [Testa Coda] ) :- stampaelemento(testa), stampalista(coda). stampalista( [] ). Si esprime IL CONTROLLO per guidare la computazione istruzione per istruzione Si danno LE REGOLE per computare, ma non si esplicita COME la macchina debba usarle Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/2015 9

10 Stili di programmazione Un automa concepito secondo uno qualunque di questi formalismi (e quindi uno stesso elaboratore fisico) può supportare linguaggi ispirati a un qualsiasi modello computazionale. Ogni modello computazionale promuove però uno specifico stile di programmazione, che risulta caratterizzante per i linguaggi di tale famiglia. L adozione di un dato stile ha profonde conseguenze sulle proprietà dei programmi, sulla metodologia di soluzione dei problemi, sulle caratteristiche dei sistemi software struttura, efficienza, modificabilità, comprensibilità, manutenibilità,... Applicazioni ibride & Multi-paradigm programming Proprio perché ogni modello computazionale ha i suoi punti di forza (che si riflettono sul linguaggio), può aver senso usarne più di uno in un'applicazione complessa parti diverse dell'applicazione potrebbero beneficiare di approcci diversi e stili diversi, in base a ciò che devono fare Ma cosa significa e cosa comporta far coesistere e cooperare modelli computazionali diversi (ad es. imperativo + funzionale, a oggetti + dichiarativo ) in una stessa applicazione? quali conseguenze sul linguaggio? quali conseguenze sul modello a run-time?.. e il collaudo? Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/

11 Sistemi software e infrastrutture Un sistema software viene tipicamente articolato in un insieme di sottosistemi (fisici o logici) ognuno può essere impostato secondo un proprio modello/stile Perciò, il modello e l infrastruttura per l interazione anche fra modelli diversi! con i relativi costrutti e meccanismi di astrazione assumono un ruolo preponderante rispetto alla pura elaborazione si astrae dai dettagli sulla struttura interna dei componenti e anche dal loro modello computazionale di funzionamento interno si evidenzia ciò che permette di comprendere e gestire l interazione Necessità di supportare l'integrazione fra componenti software eterogenei (per tecnologia, modello, ) magari anche componenti "legacy" Prof. Enrico Denti Università di Bologna A.A. 2014/