Ohjelmointiparadigmojen historia

1
Ohjelmointiparadigmojen historia

• 10.5.2001
• Tietojenkäsittelytieteen historia -seminaari
• Mikko Teräs

2
Ohjelmoinnin esihistoriaa

• Ensimmäiset algoritmit Mesopotamiassa n. 2000
  e.Kr.
• Ohjelmointi 1800-luvulta alkaen
• Korkean tason kielet 1945

3
Ohjelmointiparadigmoista

• Ohjelmointiparadigmat liittyvät korkean tason
  ohjelmointiin
• Kuvaavat kielissä käytettyä ajattelutapaa,
  idiomia, filosofiaa
• Esim. imperatiiviset, funktionaaliset,
  deklaratiiiviset, olio-, rinnakkais- ja
  logiikkakielet

4
1940-1960

• Ensimmäinen korkean tason kieli Zusen
  Plankalkül, 1945
• Ensimmäinen yleisesti tunnettu kieli Short Code,
  1949
• Ensimmäinen kääntäjä AUTOCODE, 1952
• 1945-1957 tutkittiin n. 20 korkean tason kieltä,
  pääasiassa imperatiivisia

5
Fortran

• 1950-luvulla vain konekieltä pidettiin riittävän
  tehokaana, vaikka se ymmärrettiin hankalaksi ja
  siirtokelvottomaksi
• Fortranin tarkoituksena oli tuottaa yhtä
  tehokasta koodia kuin hyvä konekieliohjelmoija
• Ensimmäinen toteutus 1957

6

• Object programs produced by Fortran will be
  nearly as efficient as those written by good
  programmers.
• Saavutti heti huomattavan suosion.

7
TPK-algoritmi, C

• int i
• float y
• float a11
• float f (float t)
• return sqrt(fabs(t)) 5 t t t
• int main (void)
• for (i 0 i lt 10 i)
• scanf(d, ai)
• for (i 10 i gt 0 --i)
• y f(ai)

• if (y gt 400)
• printf(d TOO LARGE\n, i)
• else
• printf(d d\n, i, y)
• return 0

8
TPK-algoritmi, Fortran 0

• DIMENSION A(11)
• READ A
• 2 DO 3, 8, 11 J 1, 11
• 3 I 11 - J
• Y SQRT(ABS(A(I1))) 5 A(I 1)3
• IF (400 gt Y) 8, 4
• 4 PRINT I, 999.
• GO TO 2
• 8 PRINT I, Y
• 11 STOP

9
TPK-algoritmi, Fortran 1

• FUNF(T) SQRTF(ABSF(T))
• 5.0T3
• DIMENSION A(11)
• FORMAT(6F12.4)
• 1 READ 1, A
• DO 10 J 1,11
• I 11 - J
• Y FUNF(A(I1))
• IF (400.0-Y) 4, 8, 8

• 4 PRINT 5, I
• 5 FORMAT(I10, 10H TOO LARGE)
• GO TO 10
• PRINT 9, I, Y
• 9 FORMAT(I10, F12.7)
• 10 CONTINUE
• STOP 52525

10
LISP 1956-1959

• Listakieli tekoälyohjelmointiin
• Fortranin listalaajennus FLPL
• LISP 1 1958 rekursio, ehtolausekkeet,
  roskienkeruu...
• LISP 1.5 1959 paranteluja, erityisesti
  laskennassa

11
1960-luku ALGOL

• ALGOL 60 uudisti imperatiiviset kielet
  esittelemällä lohkorakenteen
• ALGOLin kaltaiset kielet
• Käytettiin laajasti yliopistomaailmassa ja
  julkaisuissa, ei menestystä teollisuudessa
• ALGOL 68 komitean suunnittelema hevonen

12
TPK-algoritmi, ALGOL 60

• procedure TPK (a) b
• array (a010, b021)
• begin for i 10(-1)0
• begin y f(ai)
• f(t) sqrt(abs(t)) 5 t ? 3 ?
• if (y gt 400) y 999
• b20 - 2 i i
• b21 - 2 i y
• end
• return
• integer (i)
• end TPK

13
1960 ja ohjelmistokriisi

• 1960-luvulla jouduttiin etsimään uusia tapoja
  tuottaa oikein toimivia ohjelmia
• Matalan tason rakenteet joutuivat kritiikin
  kohteeksi
• Yrityisesti goto-lause puhutti gotottomia
  kokeiluja jo vuonna 1960

14
Ohjelmistokriisi...

• Dijkstra Go To Statement Considered Harmful
• For a number of years I have been familiar with
  the observation that the quality of programmers
  is a decreasing function of the density of go to
  statements in the programs they produce.

15

• Kokeilut jatkuivat
• It is my aim to write programs with no labels. I
  am doing quite well. I have got the operating
  system down to 5 labels and I am planning to
  write a compiler with no labels at all. --
  Christopher Strachey, 1971 --
• ACM National Conference 1972 ja gotot

16
LISP 60-luvulla

• LISPin kehitys hajosi monelle taholle
• Matemaattinen eleganssi kävi ilmeiseksi LISPistä
  poistettiin imperatiivisia rakenteita
• Kontrollirakenteena rekursio
• Kaikki data ja koodi samanmuotoista (listoja)

17
LISP-esimerkki

• Palauta listan l viimeinen alkio
• (defun (rac l)
• (cond ((eq l ()) ())
• ((eq (cdr l) ()) (car l))
• (rac (cdr l))))

18
Simula 67 oliot

• Kristen Nygaard Ole-Johan Dahl
  ohjelmointikieli simulaatioihin
• Ensimmäinen versio vain simulaatioihin, jonot
  perusrakenteena
• Simula 67 ALGOL 60n yleiskäyttöinen
  luokkalaajennus
• Luokat, oliot, virtuaalifunktiot, perintä

19
70-luku modulaarisuus

• Ohjelmistot kasvoivat edelleen
• Moduulit tulivat muotiin vasta 70-luvulla, vaikka
  toteutuksen kätkeminen oli keksitty jo paljon
  aiemmin
• Uusia kieliä Pascal, C, Modula

20
Smalltalk 1970-1980

• Xeroc PARC kannettava Dynabook maallikoille,
  erityisesti lapsille
• Tarvittiin yleistajuinen ohjelmointikieli
  järjestelmän laajentamiseen
• Viestinvälitys ja periytyminen
• 100 puhdas oliokieli kaikki toiminnot
  palautuvat olioihin

21
Smalltalk-esimerkki

• s f
• s Prompter prompt Enter line
• default .
• f bag new.
• s do c c isLetter ifTrue f add c
• asLowerCase.
• f

22
Smalltalk...

• Paljon kiinnostusta, vähän menestystä
• Edesauttoi myöhemmin uusien oliokielien syntyä

23
70-luvun jälkeen

• Oliot herättivät suurta kiinnostusta, tutkittiin
  proverbiaalisena hopealuotina
• Olioiden integrointi imperatiivisiin kieliin
  C, CLOS
• Olio-ohjelmointi on muodissa, mutta ei puhtaassa
  muodossaan

24
Funktiokielet tänään

• Uusia funktionaalisia kieliä ML, Haskell,
  Miranda, Gofer...
• Teoreettiset ansiot käytännöllisiä suuremmat
• Ei juuri menestystä kaupallisessa maailmassa...
• ...mutta tutkimus, GNU-projekti?

25
Viimeinen alkio LISPillä

• Palauta listan l viimeinen alkio
• (defun (rac l)
• (cond ((eq l ()) ())
• ((eq (cdr l) ()) (car l))
• (rac (cdr l))))

26
...ja sama MLksi

• fun rac (nil) nil
• rac (ax) if null(x) then a
• else rac(x)

27

• APL is like a beautiful diamond - flawless,
  beautifully symmetrical. But you cant add
  anything to it. If you try to glue on another
  diamond, you dont get a bigger diamond. LISP is
  like a ball of mud. Add more and its still a
  ball of mud - it still looks like LISP.
  -- Joel Moses --