LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO

Curso de Graduação no DCC-UFMG

Prof: Carlos Camarão de Figueiredo

Programa

Este semestre vamos ministrar um curso em um modelo radicalmente fora do usual.

O curso será baseado em um projeto, a ser desenvolvido pelos alunos, com orientação do professor, que ministrará aulas, incentivará discussões e indicará a bibliografia necessária para desenvolvimento do projeto e entendimento dos conceitos fundamentais de linguagens de programação modernas.

O projeto é descrito a seguir.

O objetivo não é, de forma alguma, finalizar o trabalho ao término do curso, mas realizar estudos e contribuir com algo de qualidade, que possa ser usado depois (no próprio curso ou em cursos posteriores) por outros alunos. Qualidade. Não necessariamente quantidade.

O Projeto

Vão existir na verdade dois projetos, cada um dos quais consistindo em projetar, definir, usar e implementar uma mini-linguagem de programação.

A primeira linguagem

A primeira linguagem deverá ser uma linguagem funcional, com as seguintes características:

A linguagem é estaticamente tipada;
A linguagem é fortemente tipada (um erro de tipo nunca pode ocorrer em tempo de execução);
A linguagem possui um mecanismo de inferência de tipos: não exige (de nenhuma forma, em nenhum lugar) anotação de tipo;
A linguagem não permite conversão explícita de tipos ("type casting");
O sistema de tipos da linguagem provê suporte a polimorfismo paramétrico;
A linguagem provê suporte a uma única construção de declaração, além da declaração de funções e constantes, que permite:
- declaração de tipo de dados algébrico ("datatype");
- declaração de tipo sinônimo;
- declaração de tipo abstrato;
- declaração de módulo (lista de declarações).
O sistema de módulos da linguagem usa o conceito de "módulos autônomos", baseado no uso de uma cláusula na forma "assume ", ou "assume ", onde "interface" é um "módulo de interface", que contém apenas anotaçãoes de tipos, e é mais comumente chamada na literatura de "módulo de especificação". Não existem cláusulas de importação de nomes (de outro módulo).

A segunda linguagem

A seguna linguagem deverá ser uma linguagem orientada a objetos, com as seguintes características:

A linguagem é estaticamente tipada;
A linguagem é fortemente tipada (um erro de tipo nunca pode ocorrer em tempo de execução);
A linguagem não permite conversão explícita de tipos ("type casting");
O sistema de tipos da linguagem provê suporte a polimorfismo de inclusão (subtipagem), em que subtipos são sempre subclasses;
A linguagem prové suporte a classes e funções parametrizadas por tipos ("templates");
A instanciação de classes e funções parametrizadas só é aceita se todas as operações requeridas existirem (forem definidas) para o tipo especificado na instanciação.

O trabalho será dividido em grupos, sendo que esses grupos deverão ser subdivididos em subgrupos, a serem definidos pelos alunos, em acordo com o professor.

Para cada uma das duas mini-linguagens, serão formados grupos para tratar dos seguintes temas:

Projeto e definição;
Uso da linguagem;
Implementação de um interpretador para essa linguagem.

O segundo grupo (de implementação do interpretador) poderá também decidir criar um subgrupo para implementar um pequeno ambiente (com interface mais amigável) para uso da linguagem.

Cada grupo e cada subgrupo terá um coordenador, que coordenará o trabalho e fará relatórios detalhando contribuições dos membros do seu grupo. Ele atribuirá conceitos de participação aos membros do grupo. Por sua vez, os membros atribuirão conceitos de participação ao coordenador.

Avaliação

A avaliação será baseada no seguinte:

50 pontos de participação.
Serão consideradas positivamente as contribuições de cada um no desenvolvimento do trabalho (incluindo os estudos que realizou para poder fazer essas contribuições), presença, cumprimento de horários, interesse, esforço e dedicação.
A nota de participação será atribuída pelo professor, tendo como base os relatórios feitos e as notas de participação atribuídas pelos coordenadores.
Serão consideradas negativamente perguntas particulares relativas a notas ao professor.
50 pontos de uma prova final, que basicamente perguntará o que o aluno aprendeu com o seu trabalho específico e o que aprendeu com os trabalhos de seus colegas. Para isso, a prova pode e deve sugerir tópicos a serem abordados. O aluno deverá demonstrar que participou ativamente do trabalho, e está apto portanto a expor as idéias que usou ou ajudou a usar para o desenvolvimento do trabalho, assim como demonstrar que participou ativamente no projeto e, portanto, conhece os conceitos principais dos trabalhos desenvolvidos pelos demais alunos.

Bibliografia

Sobre Projeto e Definição de LPs

Types and Programming Languages, Benjamin Pierce, MIT Press, 2002.
Uma versão Tenho esse livro (acho que não tem na biblioteca).
É um livro muito bom, didático, mas extenso. Leitura obrigatória.
Segue bibliografia adicional...
Formal Syntax and Semantics of Programming Languages, K.Slonneger, B. Kurtz, Addison-Wesley, 1995.
Foundations for Programming Languages, John Mitchell, MIT Press, 1996.
Livro mais avançado. Para quem se interessar em pós na área.
The Theory of Parsing, Translation and Compiling, A. Aho, Jeffrey Ullman, Prentice-Hall, 1973.

Sobre Haskell e Linguagens Funcionais

Introduction to Functional Programming using Haskell, Richard Bird, Prentice Hall, 2 ed.
Vou usar esse livro para introduzir Haskell. Mas o livro do Simon Thompson também é recomendado, e pode ser usado.
Haskell: The Craft of Functional Programming , Simon Thompson, Addison-Wesley, 1999, 2 ed.
A biblioteca e eu temos apenas a primeira edição...
The Haskell School of Expression: Learning Functional Programming through Multimedia, Paul Hudak, Cambridge University Press, 2000.
A página htpp://www.haskell.org tem bastante informação sobre Haskell.
Existem outras linguagens funcionais que "competem" (de alguma forma, hoje em dia) com Haskell, como ML (SML) e Clean, sob as quais existem livros e bastante material na Internet.

Sobre Java, C++ e Linguagens Orientadas por Objetos

Programação de Computadores em Java , Carlos Camarão e Lucília Figueiredo, LTC, 2002 (nas livrarias e, claro, na biblioteca, a partir de alguma data em Novembro...).
The Java Language Specification , James Gosling, Bill Joy, Guy Steele Jr., disponível em http://www.java.sun.com/docs/books/jls/.
The C++ Programming Language , Bjarne Stroustrup, Addison-Wesley, 2000.

Sobre Conceitos e Paradigmas de Programação

Essentials of Programming Languages, Daniel Friedman, Mitchell Wand, Christopher Haynes, MIT Press, 2001, 2 ed.
Programming Language Pragmatics, Michael Scott, Morgan Kauffman, 1999.
Programming Language Concepts and Paradigms, David Watt, Prentice Hall, 1990.

Ementa

Estratégias de avaliação: preguiçosa (lazy) e gulosa (aplicativa). Funções estritas e não-estritas.
Mecanismos de passagem de parâametros.
Casamento de padrões, fun\ções de ordem superior, currificação. Exemplos de funções sobre listas e árvores.
Tipos de dados: produto, soma (tipos algébricos), tipos abstratos, tipos recursivos.
Sistemas de tipos: polimorfismo paramétrico, polimorfismo restrito (ad-hoc), polimorfismo de inclusão (subtipagem).
Tratamento de exceções.
Classes, objetos, subclasses, variáveis estáticas (de classe) e de instâncias (objetos), métodos estáticos (de classe) e de instâncias (objetos), herança, subclasses, pacotes, interfaces, classes abstratas.
Associação dinâmica de nomes a métodos ("dynamic binding").

Carlos Camarao de Figueiredo

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