Бакалавриат 2022/2023

Метавычисления

Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс по выбору (Прикладная математика и информатика)

Направление: 01.03.02. Прикладная математика и информатика

Кто читает: Департамент информатики

Где читается: Санкт-Петербургская школа физико-математических и компьютерных наук

Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Москвин Денис Николаевич

Язык: русский

Кредиты: 4

Контактные часы: 40

Программа дисциплины

Аннотация

Является дисциплиной по выбору. Метавычисления — это раздел программирования, посвященный разработке методов анализа и преобразования программ за счет реализации конструктивных метасистем (метапрограмм) над программами. Метавычисления в первую очередь включают теорию суперкомпиляции и близкие методы и средства. В рамках изучения дисциплины студенты получат представление об основных принципах метавычислений и суперкомпиляции, научатся применять их для реализации частичных вычислителей и суперкомпиляторов. Для освоения дисциплины студентам необходимы знания, полученные в результате изучения дисциплин «Функциональное программирование», «Компиляторы», «Семантики языков программирования».

Цель освоения дисциплины

• Формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков по основам анализа языков программирования, разработке метавычислителей для различных языков программирования.
• Освоение методов статического и динамического анализов, семантического анализа, абстрактной интерпретации.

Планируемые результаты обучения

• Знает основные понятия и факты теорий языков программирования и метавычислений, такие, как проекции Футамуры–Ершова–Турчина, разбиение программ, самоприменение, компиляция, семантика и семантический анализ, типы, анализ потока данных, анализ времени связывания, завершаемость, безопасность, специализация, суперкомпиляция, абстрактная интерпретация и другие.
• Умеет реализовывать различные виды метавычислителей для функциональных и императивных языков программирования.
• Имеет навыки в анализе программ и языков программирования.

Содержание учебной дисциплины

• Раздел 1. Введение в метавычисления
• Раздел 2. Специализация программ
• Раздел 3. Критерии программной специализации
• Раздел 4. Суперкомпиляция

Элементы контроля

• Домашнее задание 1
  Домашнее задание No1 выдается студентам в одном варианте и состоит в реализации спецаиализатора для простого императивного языка программирования. Из задачи выделяется 5 основных подзадач, выполняемых обязательно последовательно друг за другом, поскольку каждая последующая подзадача основана на предыдущей. Срок на выполнение каждой подзадачи – одна неделя. Форма представления обучающимися домашнего задания — своевременная публикация решения в репозиторий.
• Домашнее задание 2
  Домашнее задание No2 выдается студентам в одном варианте и состоит в реализации специализатора для простого функционального языка программирования. Из задачи выделяется 4 основных подзадачи, выполняемых обязательно последовательно друг за другом, поскольку каждая последующая подзадача основана на предыдущей. Срок на выполнение каждой подзадачи – одна неделя. Форма представления обучающимися домашнего задания — своевременная публикация решения в репозиторий.
• Домашнее задание 3
  Домашнее задание No3 выдается студентам в одном варианте и состоит в реализации суперкомпилятора для академического функционального языка. Из задачи выделяется 4 основных подзадачи, выполняемых обязательно последовательно друг за другом, поскольку каждая последующая подзадача основана на предыдущей. Срок на выполнение каждой подзадачи – одна неделя. Форма представления обучающимися домашнего задания — своевременная публикация решения в репозиторий.
• Устный экзамен
  Устный экзамен проводится в форме ответов на вопросы экзаменационного билета. Экзаменационный билет содержит два вопроса из перечня вопросов к экзамену. На подготовку ответа выделяется 2,5 часа.

Промежуточная аттестация

• 2022/2023 учебный год 2 модуль
  Результирующая оценка за дисциплину рассчитывается следующим образом: Орезультирующая = 0,5 Онакомпленная + 0,5 Оэкзамен где Онакопленная рассчитывается как взвешенная сумма всех форм текущего контроля. Онакопленная = (ОдзNo1 + ОдзNo2 + ОдзNo3)/3

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Pierce, B. C. (2002). Types and Programming Languages. Cambridge, Mass: The MIT Press. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=70966

Рекомендуемая дополнительная литература

• Cardoso, J. M. P., & Diniz, P. C. (2009). Compilation Techniques for Reconfigurable Architectures. New York, NY: Springer. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=275651
• Draheim, D. (2017). Semantics of the Probabilistic Typed Lambda Calculus : Markov Chain Semantics, Termination Behavior, and Denotational Semantics. Berlin, Germany: Springer. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1479832

Авторы

• Спицина Кристина Станиславовна
• Кузнецов Антон Михайлович