Functional notation and lazy evaluation in Ciao

Certain aspects of functional programming provide syntactic convenience, such as having a designated implicit output argument, which allows function cali nesting and sometimes results in more compact code. Functional programming also sometimes allows a more direct encoding of lazy evaluation, with its ability to deal with infinite data structures. We present a syntactic functional extensión of Prolog covering function application, predefined evaluable functors, functional definitions, quoting, and lazy evaluation. The extensión is also composable with higher-order features. We also highlight the Ciao features which help implementation and present some data on the overhead of using lazy evaluation with respect to eager evaluation.

A Language for Compositional Programming: A Rationale and Design

Бойко Бл. Банчев - Представена е обосновка и описание на език за програмиране в композиционен стил за опитни и учебни цели. Под “композиционен” имаме предвид функционален стил на програмиране, при който пресмятането е йерархия от композиции и прилагания на функции. Един от данновите типове на езика е този на геометричните фигури, които могат да бъдат получавани чрез прости правила за съотнасяне и така също образуват йерархични композиции. Езикът е силно повлиян от GeomLab, но по редица свойства се различава от него значително. Статията разглежда основните черти на езика; подробното му описание и фигурноконструктивните му възможности ще бъдат представени в съпътстваща публикация.

JSONYA/FN: Functional Computation in JSON

Functional programming has a lot to offer to the developers of global Internet-centric applications, but is often applicable only to a small part of the system or requires major architectural changes. The data model used for functional computation is often simply considered a consequence of the chosen programming style, although inappropriate choice of such model can make integration with imperative parts much harder. In this paper we do the opposite: we start from a data model based on JSON and then derive the functional approach from it. We outline the identified principles and present Jsonya/fn — a low-level functional language that is defined in and operates with the selected data model. We use several Jsonya/fn implementations and the architecture of a recently developed application to show that our approach can improve interoperability and can achieve additional reuse of representations and operations at relatively low cost. ACM Computing Classification System (1998): D.3.2, D.3.4.

Compositional Geometry and Programming

Report published in the Proceedings of the National Conference on "Education and Research in the Information Society", Plovdiv, May, 2014

DFL: A Data Flow Language

Many novel computer architectures like array and multiprocessors which achieve high performance through the use of concurrency exploit variations of the von Neumann model of computation. The effective utilization of the machines makes special demands on programmers and their programming languages, such as the structuring of data into vectors or the partitioning of programs into concurrent processes. In comparison, the data flow model of computation demands only that the principle of structured programming be followed. A data flow program, often represented as a data flow graph, is a program that expresses a computation by indicating the data dependencies among operators. A data flow computer is a machine designed to take advantage of concurrency in data flow graphs by executing data independent operations in parallel. In this paper, we discuss the design of a high level language (DFL: Data Flow Language) suitable for data flow computers. Some sample procedures in DFL are presented. The implementation aspects have not been discussed in detail since there are no new problems encountered. The language DFL embodies the concepts of functional programming, but in appearance closely resembles Pascal. The language is a better vehicle than the data flow graph for expressing a parallel algorithm. The compiler has been implemented on a DEC 1090 system in Pascal.

Data structures and software tools for the computer aided design of control systems: a survey.

CAD software can be structured as a set of modular 'software tools' only if there is some agreement on the data structures which are to be passed between tools. Beyond this basic requirement, it is desirable to give the agreed structures the status of 'data types' in the language used for interactive design. The ultimate refinement is to have a data management capability which 'understands' how to manipulate such data types. In this paper the requirements of CACSD are formulated from the point of view of Database Management Systems. Progress towards meeting these requirements in both the DBMS and the CACSD community is reviewed. The conclusion reached is that there has been considerable movement towards the realisation of software tools for CACSD, but that this owes more to modern ideas about programming languages, than to DBMS developments. The DBMS field has identified some useful concepts, but further significant progress is expected to come from the exploitation of concepts such as object-oriented programming, logic programming, or functional programming.

function definition language fdl and its implementation

A Function Definition Language (FDL) is presented. Though designed for describing specifications, FDL is also a general-purpose functional programming language. It uses context-free language as data type, supports pattern matching definition of functions, offers several function definition forms, and is executable. It is shown that FDL has strong expressiveness, is easy to use and describes algorithms concisely and naturally. An interpreter of FDL is introduced. Experiments and discussion are included.

combining cfg and recursive functions to get a new language

We propose a new functional programming language(FPL) which differs in some aspects from most well known FPLs[l].We descrihc the prohlmm domain,the language,explain why we need it.

Revised Report on the Algorithmic Language Scheme

Data and procedures and the values they amass, Higher-order functions to combine and mix and match, Objects with their local state, the message they pass, A property, a package, the control of point for a catch- In the Lambda Order they are all first-class. One thing to name them all, one things to define them, one thing to place them in environments and bind them, in the Lambda Order they are all first-class. Keywords: Scheme, Lisp, functional programming, computer languages.

Factorization in the Cloud: Integer Factorization Using F# and Windows Azure

Implementations are presented of two common algorithms for integer factorization, Pollard’s “p – 1” method and the SQUFOF method. The algorithms are implemented in the F# language, a functional programming language developed by Microsoft and officially released for the first time in 2010. The algorithms are thoroughly tested on a set of large integers (up to 64 bits in size), running both on a physical machine and a Windows Azure machine instance. Analysis of the relative performance between the two environments indicates comparable performance when taking into account the difference in computing power. Further analysis reveals that the relative performance of the Azure implementation tends to improve as the magnitudes of the integers increase, indicating that such an approach may be suitable for larger, more complex factorization tasks. Finally, several questions are presented for future research, including the performance of F# and related languages for more efficient, parallelizable algorithms, and the relative cost and performance of factorization algorithms in various environments, including physical hardware and commercial cloud computing offerings from the various vendors in the industry.

Sur l’utilisation du langage de programmation Scheme pour le développement de jeux vidéo

Ce mémoire vise à recenser les avantages et les inconvénients de l'utilisation du langage de programmation fonctionnel dynamique Scheme pour le développement de jeux vidéo. Pour ce faire, la méthode utilisée est d'abord basée sur une approche plus théorique. En effet, une étude des besoins au niveau de la programmation exprimés par ce type de développement, ainsi qu'une description détaillant les fonctionnalités du langage Scheme pertinentes au développement de jeux vidéo sont données afin de bien mettre en contexte le sujet. Par la suite, une approche pratique est utilisée en effectuant le développement de deux jeux vidéo de complexités croissantes: Space Invaders et Lode Runner. Le développement de ces jeux vidéo a mené à l'extension du langage Scheme par plusieurs langages spécifiques au domaine et bibliothèques, dont notamment un système de programmation orienté objets et un système de coroutines. L'expérience acquise par le développement de ces jeux est finalement comparée à celle d'autres développeurs de jeux vidéo de l'industrie qui ont utilisé Scheme pour la création de titres commerciaux. En résumé, l'utilisation de ce langage a permis d'atteindre un haut niveau d'abstraction favorisant la modularité des jeux développés sans affecter les performances de ces derniers.

Implantation des futures sur un système distribué par passage de messages

Ce mémoire présente une implantation de la création paresseuse de tâches desti- née à des systèmes multiprocesseurs à mémoire distribuée. Elle offre un sous-ensemble des fonctionnalités du Message-Passing Interface et permet de paralléliser certains problèmes qui se partitionnent difficilement de manière statique grâce à un système de partitionnement dynamique et de balancement de charge. Pour ce faire, il se base sur le langage Multilisp, un dialecte de Scheme orienté vers le traitement parallèle, et implante sur ce dernier une interface semblable à MPI permettant le calcul distribué multipro- cessus. Ce système offre un langage beaucoup plus riche et expressif que le C et réduit considérablement le travail nécessaire au programmeur pour pouvoir développer des programmes équivalents à ceux en MPI. Enfin, le partitionnement dynamique permet de concevoir des programmes qui seraient très complexes à réaliser sur MPI. Des tests ont été effectués sur un système local à 16 processeurs et une grappe à 16 processeurs et il offre de bonnes accélérations en comparaison à des programmes séquentiels équiva- lents ainsi que des performances acceptables par rapport à MPI. Ce mémoire démontre que l’usage des futures comme technique de partitionnement dynamique est faisable sur des multiprocesseurs à mémoire distribuée.

Abitbol : un langage sur mesure pour la métaprogrammation

Ce mémoire a pour thèse que les fonctions devraient être transparentes lors de la phase de métaprogrammation. En effet, la métaprogrammation se veut une possibilité pour le programmeur d’étendre le compilateur. Or, dans un style de programmation fonctionnelle, la logique du programme se retrouve dans les définitions des diverses fonctions le composant. Puisque les fonctions sont généralement opaques, l’impossibilité d’accéder à cette logique limite les applications possibles de la phase de métaprogrammation. Nous allons illustrer les avantages que procurent les fonctions transparentes pour la métaprogrammation. Nous donnerons notamment l’exemple du calcul symbolique et un exemple de nouvelles optimisations désormais possibles. Nous illustrerons également que la transparence des fonctions permet de faire le pont entre les datatypes du programme et les fonctions. Nous allons également étudier ce qu'implique la présence de fonctions transparentes au sein d'un langage. Nous nous concentrerons sur les aspects reliés à l'implantation de ces dernières, aux performances et à la facilité d'utilisation. Nous illustrerons nos propos avec le langage Abitbol, un langage créé sur mesure pour la métaprogrammation.

On the Benefits of Abstraction in Concurrent Haskell

Heutzutage haben selbst durchschnittliche Computersysteme mehrere unabhängige Recheneinheiten (Kerne). Wird ein rechenintensives Problem in mehrere Teilberechnungen unterteilt, können diese parallel und damit schneller verarbeitet werden. Obwohl die Entwicklung paralleler Programme mittels Abstraktionen vereinfacht werden kann, ist es selbst für Experten anspruchsvoll, effiziente und korrekte Programme zu schreiben. Während traditionelle Programmiersprachen auf einem eher geringen Abstraktionsniveau arbeiten, bieten funktionale Programmiersprachen wie z.B. Haskell, Möglichkeiten zur fortgeschrittenen Abstrahierung. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war es, zu untersuchen, wie gut verschiedene Arten der Abstraktion das Programmieren mit Concurrent Haskell unterstützen. Concurrent Haskell ist eine Bibliothek für Haskell, die parallele Programmierung auf Systemen mit gemeinsamem Speicher ermöglicht. Im Mittelpunkt der Dissertation standen zwei Forschungsfragen. Erstens wurden verschiedene Synchronisierungsansätze verglichen, die sich in ihrem Abstraktionsgrad unterscheiden. Zweitens wurde untersucht, wie Abstraktionen verwendet werden können, um die Komplexität der Parallelisierung vor dem Entwickler zu verbergen. Bei dem Vergleich der Synchronisierungsansätze wurden Locks, Compare-and-Swap Operationen und Software Transactional Memory berücksichtigt. Die Ansätze wurden zunächst bezüglich ihrer Eignung für die Synchronisation einer Prioritätenwarteschlange auf Basis von Skiplists untersucht. Anschließend wurden verschiedene Varianten des Taskpool Entwurfsmusters implementiert (globale Taskpools sowie private Taskpools mit und ohne Taskdiebstahl). Zusätzlich wurde für das Entwurfsmuster eine Abstraktionsschicht entwickelt, welche eine einfache Formulierung von Taskpool-basierten Algorithmen erlaubt. Für die Untersuchung der Frage, ob Haskells Abstraktionsmethoden die Komplexität paralleler Programmierung verbergen können, wurden zunächst stencil-basierte Algorithmen betrachtet. Es wurde eine Bibliothek entwickelt, die eine deklarative Beschreibung von stencil-basierten Algorithmen sowie ihre parallele Ausführung erlaubt. Mit Hilfe dieses deklarativen Interfaces wurde die parallele Implementation vollständig vor dem Anwender verborgen. Anschließend wurde eine eingebettete domänenspezifische Sprache (EDSL) für Knoten-basierte Graphalgorithmen sowie eine entsprechende Ausführungsplattform entwickelt. Die Plattform erlaubt die automatische parallele Verarbeitung dieser Algorithmen. Verschiedene Beispiele zeigten, dass die EDSL eine knappe und dennoch verständliche Formulierung von Graphalgorithmen ermöglicht.

ACTORS: A Model of Concurrent Computation in Distributed Systems

A foundational model of concurrency is developed in this thesis. We examine issues in the design of parallel systems and show why the actor model is suitable for exploiting large-scale parallelism. Concurrency in actors is constrained only by the availability of hardware resources and by the logical dependence inherent in the computation. Unlike dataflow and functional programming, however, actors are dynamically reconfigurable and can model shared resources with changing local state. Concurrency is spawned in actors using asynchronous message-passing, pipelining, and the dynamic creation of actors. This thesis deals with some central issues in distributed computing. Specifically, problems of divergence and deadlock are addressed. For example, actors permit dynamic deadlock detection and removal. The problem of divergence is contained because independent transactions can execute concurrently and potentially infinite processes are nevertheless available for interaction.