Questo insegnamento ha lo scopo di illustrare i principi di base, le tecniche e gli strumenti della programmazione di applicazioni informatiche attraverso la presentazione dei concetti tipici e dei fondamenti teorici della programmazione dichiarativa di natura logica e di natura funzionale e il loro confronto con quelli della programmazione imperativa.

01. Introduzione a Paradigmi e Linguaggi di Programmazione
  01.01 Definizioni di Base per Paradigmi e Linguaggi
  01.02 Programmazione Imperativa: Procedurale e a Oggetti
  01.03 Programmazione Dichiarativa: Funzionale e Logica
  01.04 Linguaggi di Programmazione Sequenziali e Concorrenti
  01.05 Linguaggi di Script, Interrogazione, Markup, Modellazione

02. Richiami di Matematica Discreta
  02.01 Elementi di Teoria degli Insiemi
  02.02 Relazioni, Funzioni, Operazioni
  02.03 Principio di Induzione

03. Lambda Calcolo
  03.01 Sintassi del Lambda Calcolo
  03.02 Semantica del Lambda Calcolo e Logica Combinatoria
  03.03 Ricorsione via Punti Fissi e Calcolabilità
  03.04 Terminazione e Confluenza nel Lambda Calcolo
  03.05 Lambda Calcolo con Tipi

04. Programmazione Funzionale: Il Linguaggio Haskell
  04.01 Dal Lambda Calcolo alla Programmazione Funzionale
  04.02 Haskell: Assemblaggio di Caratteristiche Funzionali
  04.03 Haskell: Espressioni, Tipi di Dati, Classi di Tipi
  04.04 Haskell: Funzioni, Guardie, Pattern Matching
  04.05 Haskell: Funzioni Polimorfe, di Ordine Superiore, Anonime
  04.06 Haskell: Valutazione Pigra, Input/Output, Moduli

05. Logica Proposizionale
  05.01 Sintassi della Logica Proposizionale
  05.02 Semantica e Intrattabilità della Logica Proposizionale
  05.03 Conseguenza ed Equivalenza nella Logica Proposizionale
  05.04 Proprietà Algebriche dei Connettivi Logici
  05.05 Sistemi Deduttivi per la Logica Proposizionale

06. Logica dei Predicati
  06.01 Sintassi della Logica dei Predicati
  06.02 Semantica e Indecidibilità della Logica dei Predicati
  06.03 Conseguenza ed Equivalenza nella Logica dei Predicati
  06.04 Proprietà Algebriche dei Quantificatori
  06.05 Sistemi Deduttivi per la Logica dei Predicati

07. Refutazione di Formule Logiche
  07.01 Forme Normali per la Logica Proposizionale e dei Predicati
  07.02 Unificazione di Formule di Logica dei Predicati
  07.03 Teoria di Herbrand e Algoritmo di Refutazione
  07.04 Risoluzione di Robinson e Algoritmo di Refutazione

08. Programmazione Logica: Il Linguaggio Prolog
  08.01 Dalla Logica alla Programmazione Logica
  08.02 Prolog: Clausole di Horn e Strategia di Risoluzione SLD
  08.03 Prolog: Sintassi dei Termini e Predicati Predefiniti
  08.04 Prolog: Negazione, Taglio, Input/Output, Predicati Avanzati

09. Attività di Laboratorio in Linux
  09.01 Il Compilatore/Interprete ghci
  09.02 Implementazione e Modifica di Programmi Haskell
  09.03 Il Compilatore/Interprete gprolog
  09.04 Implementazione e Modifica di Programmi Prolog

Non vi sono propedeuticità obbligatorie. Si suggerisce di sostenere l'esame di Programmazione Logica e Funzionale dopo aver sostenuto l'esame di Logica, Algebra e Geometria, l'esame di Programmazione Procedurale, l'esame di Algoritmi e Strutture Dati, l'esame di Programmazione e Modellazione a Oggetti e l'esame di Linguaggi di Programmazione e Verifica del Software.

Conoscenza e comprensione
Si completeranno le proprie conoscenze fondamentali nel campo della programmazione degli elaboratori, acquisite nei due anni precedenti rispetto al paradigma imperativo di natura procedurale e di natura a oggetti, con quelle relative al paradigma di programmazione dichiarativo di natura logica e di natura funzionale esemplificati rispettivamente attraverso i linguaggi Prolog e Haskell. Preventivamente si approfondiranno le conoscenze di logica proposizionale e di logica dei predicati introdotte al primo anno e si apprenderanno le basi del lambda calcolo quale fondamento della programmazione funzionale.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Si sarà in grado di progettare e sviluppare sistemi software tramite l'applicazione di una metodologia introdotta al primo anno che copre l'analisi del problema, la progettazione dell'algoritmo e l'implementazione, il testing, la verifica e la manutenzione del programma, dove la fase di implementazione verrà condotta attraverso un linguaggio di programmazione dichiarativo di natura logica o funzionale.

Autonomia di giudizio
Si sarà in grado di valutare e confrontare progetti alternativi di uno stesso sistema software, così come di analizzare e comparare implementazioni alternative in un linguaggio imperativo o dichiarativo di uno stesso progetto software.

Abilità comunicative
Si sarà in grado di usare in modo appropriato la terminologia dei linguaggi di programmazione dichiarativi di natura logica e di natura funzionale. Inoltre si sapranno illustrare le caratteristiche salienti del progetto e dell'implementazione in un linguaggio dichiarativo di un sistema software, inclusa la produzione della documentazione del sistema software in termini di relazione tecnica, commenti interni e manuale d'uso.

Capacità di apprendimento
Si acquisirà la capacità di apprendere le peculiarità sintattiche e semantiche di qualsiasi linguaggio di programmazione dichiarativo di natura logica e di natura funzionale.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Esercizi svolti per l'autovalutazione del livello di preparazione sono disponibili all'interno della piattaforma Moodle per il blended learning.

Modalità didattiche

Lezioni teoriche ed esercitazioni guidate in laboratorio.

Obblighi

Sebbene non obbligatoria, la frequenza è fortemente consigliata.

Testi di studio

Barendregt, "The Lambda Calculus: Its Syntax and Semantics", North Holland, 2014.

Thompson, "Haskell: The Craft of Functional Programming", Addison-Wesley, 2011.

Asperti, Ciabattoni, "Logica a Informatica", McGraw-Hill, 1997
(Schöning, "Logic for Computer Scientists", Birkhäuser, 2008).

Console, Lamma, Mello, Milano, "Programmazione Logica e Prolog", UTET, 1997
(Sterling, Shapiro, "The Art of Prolog", MIT Press, 1997).

Gabbrielli, Martini, "Linguaggi di Programmazione: Principi e Paradigmi", McGraw-Hill, 2011
(Gabbrielli, Martini, "Programming Languages: Principles and Paradigms", Springer, 2010).

Modalità di
accertamento

Progetto, prova scritta e prova orale.

Il progetto, che deve essere sviluppato in gruppi da due su un problema concordato col docente, consiste nell'implementazione di un programma Haskell e di un programma Prolog per quel problema seguendo la metodologia di sviluppo software "in the small" presentata nell'insegnamento di Programmazione Procedurale. Il progetto deve essere consegnato almeno 10 giorni prima della prova scritta; in caso di consegna tardiva, viene applicata una penale di 3/30 per ogni giorno di ritardo. Qualora il progetto venga riconsegnato in un successivo appello d'esame, il voto del progetto precedentemente consegnato viene annullato; la riconsegna del progetto, nella medesima sessione d'esame o in una successiva, è ammessa una sola volta e in tal caso al voto del nuovo progetto consegnato viene applicata una penale di 4/30 perché il gruppo può beneficiare della correzione del progetto precedentemente consegnato. Il progetto è superato se il voto è di almeno 18/30; il voto rimane valido, anche se la prova scritta od orale viene sostenuta ma non superata, fino alla terza sessione d'esame successiva a quella in cui il progetto viene consegnato.

La prova scritta, che può essere sostenuta individualmente solo dopo aver superato il progetto e cambia ad ogni appello d'esame, consiste in 8 domande più 2 esercizi da svolgere in 90 minuti. Essa è superata se il voto è di almeno 18/30; il voto rimane valido solo per l'appello d'esame in cui la prova scritta viene sostenuta.

La prova orale, che può essere sostenuta individualmente solo dopo aver superato il progetto e la prova scritta e si svolge nello stesso giorno della prova scritta, consiste in una discussione del progetto e della prova scritta più ulteriori domande. Se superata, essa determina un aggiustamento compreso tra -5/30 e 5/30 della media dei due precedenti voti, producendo così il voto finale.

Per ulteriori informazioni › www.sti.uniurb.it/bernardo/teaching/prog_logi_funz/

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Come per frequentanti.

Obblighi

Come per frequentanti.

Testi di studio

Come per frequentanti.

Modalità di
accertamento

Come per frequentanti.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.