"Парадигмы программирования", 2021, вводная лекция

Вводная лекция на YouTube

Что такое «программирование»?

1. Алгоритм — «это когда» (∃ только операциональное определение)

   1. формализована задача (класс задач)
   2. формализованы однозначно интерпретируемые действия (правила, инструкции и т. п.) при решении задач
   3. формализован исполнитель этих действий:
      1. порядок (не «последовательность») исполнения,
      2. представление объектов из предметной области задачи
      3. и т. п.
   4. есть конечная запись действий (программа),
      1. приводящая к решению задачи за конечное число действий исполнителя
      2. для одной и той же задачи решение всегда одинаковое
2. Алгоритмически полная система
   1. Примеры:

      • Машина Тьюринга

        • эмулятор

        • в железе!

      • Нормальный алгорифм МАркова

        • эмулятор с примерами

      • Рекурсивная функция (теория вычислимости)

        • TODO онлайновая версия

      • Логическое программирование

        • Примеры и учебники по SWI Prolog

      • …

   2. Тезис Чёрча — Тьюринга

      • ⇒ Вещественных чисел ∄

3. Требования к алгоритмически полной системе (нечёткие):
   1. Соответствие операциональному определению алгоритма

   2. + Аллегируемые объекты

   3. + Действия, обусловленные свойствами объектов

   4. ⇒ Эквивалентность какой либо актуальной алгоритмически полной системе в смысле Чёрча — Тьюринга

4. ⇒ Программа — это формальная запись алгоритма
5. ⇒ Программирование как актуализация понятия «программа» в этом определении

Что такое «парадигма программирования»?

0. Научная парадигма

1. Парадигма программирования: дисциплина построения и актуализации алгоритмически полных формализмов.

   • Совокупность идей и понятий, определяющих стиль написания компьютерных программ
   • «Такой способ думать»

   • Формализация исполнителя, задания и аллегирования объектов, порядка и обусловливания действий и удобные для такого формализма практики

     • ⇒ Если аллегирование и обусловливание в ЯП похожи, скорее всего, они реализуют одну и ту же парадигму
     • ⇒ Большинство современных ЯП мультипарадигмальны

Конкретнее? А конкретика всегда разная!

1. Где в «требованиях» циклы?

2. Нужна ли последовательность выполнения инструкций?

3. Существуют ли объекты, когда действия не выполняются?
4. «Вычислитель» — это конкретная ЭВМ или что-то совсем иное?
5. При повторном использовании алгоритма выполняется тот же самый код или другой?
6. …

1. О чём будет этот курс?
   1. Нет никакого конечного списка парадигм, а тем более единого критерия, который бы позволил составить такой список
   2. Парадигмы могут пересекаться, быть реализованы частично и т. п.
   3. Устоявшиеся парадигмы живы потому, что эффективно решают некоторые классы задач
   4. Языки программирования, как правило, хорошо отвечают не более, чем одной парадигме
      • хотя зачастую имеют инструментарий для другой
   5. ⇒ Будем коротко изучать наиболее характерные некоторые ЯП, и как на них думать
   6. В числе прочего — ООП как основу для парадигмального сдвига
   7. …
   8. Процедурное окостенение алгоритмического мышления как недостаток современной программистской культуры

2. Бонус: о чём этот курс не будет

   • Эзотерические языки программирования

   • Языки программирования с интересным/эффективным «способом думать», принадлежащие классическим парадигмам

     • Например APL и его наследники (скажем, J)

     • Интерпретаторы на основе командной строки / скриптинга

   • Некоторые подходы, традиционно считающиеся парадигмами (например, событийно-ориентированное программирование) …