Praktische Informatik 3 (WS 02/03)

Hier findet ihr Inhaltliches, Organisatorisches, Kopien der Vorlesungsfolien und Aufgabenzettel, ein Literaturverzeichnis, etwas über Haskell-Software. und Links zu Haskell. Neu: gebt uns Feedback!

Inhaltliches

Funktionale Sprachen erlauben eine wesentlich abstraktere Programmierung als ihre imperativen Gegenstücke. Das Programm spezifiziert eher, was zu tun ist, nicht wie (mit welcher Reihenfolge von Zustandsveränderungen (also Zuweisungen)) es zu tun ist. Dieser Abstraktionsgewinn erlaubt es, in Konzepten und Algorithmen zu denken, nicht in Klassenstrukturen und geschweiften Klammern.

Aus diesem Grunde sollte jeder Informatiker zumindest eine funktionale Sprache einmal kennengelernt haben - wie zum Beispiel die in dieser Veranstaltung verwendete Sprache Haskell.

Bei der funktionalen Programmierung werden Programme als Funktionen modelliert, die eine Eingabe auf eine Ausgabe abbilden. Dieser unschuldige Satz hat weitreichende Konsequenzen. Zum ersten bedeutet es nämlich, daß unsere Programme zustands- und variablenfrei sind; eine Funktion f muß nämlich für eine Eingabe a immer dasselbe Ergebnis liefern, und kann nicht in Abhängigkeit von einem globalen oder internen Zustand ein anderes Ergebnis zurückgeben.

Diese Eigenschaft (auch referentielle Transparenz genannt), zusammen mit den anderen Eigenschaften funktionaler Programmiersprachen, wie (strenge) Typisierung, Funktionen höherer Ordnung und algebraischen Datentypen, machen funktionale Programme elegant, kurz, mathematischen Betrachtungen (Korrektheitsbeweisen) zugänglich und vor allem ganz anders als imperative oder objektorientierte Programme, wie wir sie in PI1/PI2 kennengelernt haben.

Gliederung

Um zu demonstrieren, dass funktionale Programmiersprachen nicht nur elegant und abstrakt, sonder auch eminent nützlich sind, werden wir nach Weihnachten diese Konzepte dann anwenden.

Organisatorisches

Termine

Neben der Vorlesung werden fünf Tutorien angeboten:

Di	10-12	MZH 1380	Dennis Walter (dw)
Mi	15-17	MZH 6240	Rafael Trautmann (pirate)
Mi	15-17	MZH 7250	Thomas Meyer (mclee)
Mi	17-19	MZH 6240	Felix Beckwermert (foetus)
Mi	17-19	MZH 1380	Michael Skibbe (mskibbe)

Übungsbetrieb

Die Übungsblätter werden in den Tutorien besprochen. Ab dieser Besprechung sind zwei Wochen Zeit zur Bearbeitung der Übungsblätter; danach werden die Übungsblätter in den Tutorien beim Tutor abgegeben.

Scheinkriterien

1. Von den ausgegebenen Übungsblättern müssen alle bearbeitet werden, wobei ein Übungsblatt als bearbeitet gilt, wenn mindestens 20% der Punkte erreicht werden.
2. Insgesamt müssen im Schnitt 50% der Gesamtpunktzahl erreicht werden.
3. Die Individualität der Leistung wird sichergestellt durch:
   • Vorstellung der Lösung zu einer Aufgabe im Tutorium;
   • Mündliche Beteiligung im Tutorium.
   Kann der Tutor am Ende des Semesters nicht zweifelsfrei eine individuelle Leistung feststellen, findet ein Prüfungsgespräch statt.
4. Wer aus schwerwiegendem Grund ein Übungsblatt nicht bearbeitet, kann bei Vorliegen der übrigen Voraussetzungen nach einem Fachgespräch einen Schein erhalten.

Notenspiegel

Prozente	Note
100-98	1.0
97-95	1.3
94-90	1.7
89-85	2.0
84-80	2.3
79-75	2.7
74-70	3.0
69-65	3.3
64-60	3.7
59-50	4.0
49-0	n/b

Scheinrelevanz

Kurz gesagt kann also gewählt werden zwischen

• entweder prüfungsrelevante Studienleistung in PI3 sowie erfolgreiche Teilnahme an SWP
• oder prüfungsrelevante Studienleistung in SWP.

Man beachte ferner, dass die Veranstaltung PI3 in ihrer jetzigen Form den Inhalt abdeckt, der früher in PI1 gelehrt wurde. Daher können Studenten, die schon in PI1 funktionale Programmierung (entweder in Haskell oder in Scheme) gemacht haben, den PI3-Schein nicht in das Vordiplom einbringen.

Die Angaben oben gelten nur für die DPO'93. Diese gilt nicht für Studenten, die mit dem WS 2002/2003 das Informatik-Studium aufgenommen haben (die also jetzt im ersten Semester sind); für diese ist Praktische Informatik 3 verbindlich.

Studienbegleitende Leistungsnachwiese

• Im oberen Teil:
  • oben links: Fachbereich 3
  • Euren Name, Matrikelnummer
  • Titel der Lehrveranstaltung: Praktische Informatik 3
  • Veranstaltungskennziffer: 03-533
  • WS 02/03
  • Wochenstunden:2+2
• Die folgenden sind in dem unteren Teil ("nicht vom Studenten auszufüllen"):
  • Gruppenleistung ankreuzen
  • Inhalt und Form der Leistung: Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsblättern
  • Prüfungsgebiet: Praktische Informatik

Feedback Eure Meinung interessiert uns! Was war gut, was war schlecht?

Bitte füllt unseren Evaluationsfragebogen aus, und sagt es uns! Entweder hier als Webformular, oder hier als PDF ausdrucken und im Tutorium abgeben.

Vorlesungsfolien und Übungsblätter

Vorlesungsfolien:

• [1] vom 21.10.02.
  
• [2] vom 28.10.02.
  
• [3] vom 04.11.02.
  
• [4] vom 11.11.02.
  Dazu: Korrektheitsbeweis Mergesort [PS] [PDF].
• [5] vom 18.11.02
  Dazu die Quellen: Index.hs
• [6] vom 25.11.02
  
• [7] vom 02.12.02
  Dazu die Quellen: Store1.hs, Store2.hs, Qu.hs, Stack.hs, Set.hs.
  
• [8] vom 09.12.02
  Dazu die Quellen: Parser.hs, Expr1.hs, Expr2.hs.
• [9] vom 16.12.02
  Dazu die Quellen: Nim.hs.
• [10] vom 06.01.03
  Dazu die Quellen: Hello, World!, verschiedene Fonts, der Ball, Geometry.hs (erste Version), das Beispiel dazu.
• [11] vom 13.01.03
  Dazu die Quellen: Geometry.hs (zweite Version), der springende Ball, der Raumflugsimulator.
• [12] vom 20.01.03
  
• [13] vom 27.01.03
  Dazu die Quellen: IRL.hs, RobotEx1.hs, RobotEx2.hs.
• [14] vom 03.02.03 (verbessert)
  Dazu die Quellen: das CGI-Paket, EvalData.hs, Answer.hs, Process.hs.

Übungsblätter

• 1. Übungsblatt [PS] [PDF], ausgegeben am 21.10.02.
• 2. Übungsblatt [PS] [PDF], ausgegeben am 04.11.02.
• 3. Übungsblatt [PS] [PDF], ausgegeben am 18.11.02.
• 4. Übungsblatt [PS] [PDF], ausgegeben am 02.12.02.
• 5. Übungsblatt [PS] [PDF], ausgegeben am 16.12.02.
• 6. Übungsblatt [PS] [PDF], ausgegeben am 13.01.03.

Simon Thompson:
Haskell: The Craft of Functional Programming
Zweite Auflage
Addison-Wesley Publishing Company, 1999
ISBN 0-201-34275-8

Einen etwas bunteren und zugleich abstrakteren Einstieg in Haskell bietet folgendes Buch:

Paul Hudak:
The Haskell School of Expression
Cambridge University Press, 2000
ISBN 0-521-64408-9

Dieses Buch ist etwas formaler als die beiden vorherigen, und betont eher den Aspekt der formalen, korrekten Programmentwicklung:

Richard Bird: Introduction to Functional Programming using Haskell.
Prentice Hall Series in International Computer Science.
Prentice Hall, 1998.
ISBN 0-13-484346-0

Software: Haskell in Aktion

/usr/local/lang/hugs

Es gibt auch mehrere Haskell-Compiler, der Glasgow Haskell Compiler hat sogar eine Hugs vergleichbare, interaktive Kommandozeilenschnittstelle. Für den anfänglichen Übungsbetrieb sind diese zwar etwas zu schwergewichtig, aber später werden wir sie vielleicht benutzen.

Links zu Haskell und Hugs

• Die Haskell Homepage. Anlaufpunkt für alle Haskell-Resourcen weltweit.
• Lokale Kopie von Miloslav Nic's Haskell Reference (hier das Original).
• Eine Zusammenfassung der Syntax und eine Tour des Standard-Preludes (Uni Utrecht).
• Die Sprachdefinition: der Haskell98 Report (lokale Kopie) (enthält den Standard-Prelude, ansonsten vielleicht etwas schwerverdaulich), hier auch als PS oder PDF.
• Die Standardbüchereien: der Haskell 98 library report (lokale Kopie), hier auch als PS oder PDF.
• Die Homepage der Hugs Graphics Library.
• Lokale Kopie der HGL-Quellen sowie des Handbuchs.
• Ein deutschsprachiger Haskell-Kurs (von Ralf Hinze, Uni Bonn).