Функциональное программирование: базовый курс

Курс посвящен введению в функциональное программирование. В настоящее время интерес к функциональному программированию неуклонно растет, а функциональные языки программирования и заложенные в них концепции активно применяются в разработке программного обеспечения, работающего под высокой нагрузкой и предъявляющего повышенные требования к безопасности и масштабируемости. Многие приемы функционального программирования можно применять и в традиционных процедурных и объектно-ориентированных языках, особенно учитывая тот факт, что такие языки, как Java, C++, С#, Python, со временем заимствуют все больше и больше инструментов у чистых функциональных языков. Объяснение базовых концепций функционального подхода к написанию программ в курсе иллюстрируется с помощью одного из самых знаковых для функционального программирования языков – Lisp. По окончанию курса обучающиеся смогут применять базовые концепции фукнционального программирования при написании программ на любых языках, а также получат опыт использования языка Lisp для решения практических задач.

В состав курса входят видеолекции, сопровождаемые опросами для самоконтроля, и практические задания по программированию. Длительность курса составляет 10 недель. Трудоемкость курса – 4 зачетных единицы. Средняя недельная нагрузка на обучающегося – 9 часов.

1. Siebel P. Practical Common Lisp. – Apress, 2005 (книга на сайте автора (англ.): http://www.gigamonkeys.com/book/, доступен бесплатный и свободно распространяемый перевод на русский язык: http://lisper.ru/pcl/pcl.pdf)
2. Абельсон Х., Сассман Дж. Структура и интерпретация компьютерных программ. – М: КДУ, 2010. – 609 с.
3. Graham P. On Lisp [Электронный ресурс]. – URL: http://paulgraham.com/onlisptext.html.
4. Abelson H., Sussman G., Sussman J. Structure and Interpretation of Computer Programs. – 2nd ed. – MIT Press, 1996.
5. Krishnamurthi S. Programming Languages: Application and Interpretation. – Brown University Press, 2003.
6. Steele G., Gabriel R. The evolution of Lisp / The second ACM SIGPLAN conference on History of programming languages. – New York: ACM. – С. 231–270.

Необходимым условием для освоения курса является знание основ вычислительной техники и дискретной математики. Для прохождения курса требуется компилятор Lisp, поддерживающий стандарт Common Lisp, например, GNU CLISP или SBCL (http://www.sbcl.org/platform-table.html).
Руководство по установке компилятора можно скачать здесь.

В курсе рассматриваются следующие темы:
1. Введение в функциональное программирование и формальные основания функционального программирования
2. Базовые синтаксические конструкции, типы, символы и списки в языке Lisp
3. Ввод и вывод в языке Lisp
4. Функции высших порядков
5. Рекурсия
6. Применяющие и отображающие функционалы
7. Замыкания и лямбда-выражения
8. Макросы в языке Lisp
9. Ленивые вычисления

Каждая тема предполагает изучение в течение одной недели. На 10-й неделе запланирован интернет-экзамен.

• Умение решать задачи прикладного программирования с использованием базовых приемов функционального программирования (РО-1)
• Умение применять язык программирования Lisp для написания программ (РО-2)

• 02.04.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем
  1. Готовность к использованию основных моделей информационных технологий и способов их применения для решения задач в предметных областях (ПК-2)
  2. Готовность к разработке моделирующих алгоритмов и реализации их на базе языков и пакетов прикладных программ моделирования (ПК-3)
• 09.03.01 Информатика и вычислительная техника
  1. Способность разрабатывать модели компонентов информационных систем, включая модели баз данных и модели интерфейсов «человек – электронно-вычислительная машина» (ПК-1)
  2. Способность разрабатывать компоненты программно-аппаратных комплексов и баз данных, используя современные инструментальные средства и технологии программирования (ПК-2)
• 09.03.02 Информационные системы и технологии
  1. Способность к проектированию базовых и прикладных информационных технологий (ПК-11)
  2. Способность к проектированию базовых и прикладных информационных технологий (ПК-12)
• 09.03.03 Прикладная информатика
  1. Способность разрабатывать, внедрять и адаптировать прикладное программное обеспечение (ПК-2)
  2. Способность программировать приложения и создавать программные прототипы решения прикладных задач (ПК-8)
• 09.03.04 Программная инженерия
  1. Готовность применять основные методы и инструменты разработки программного обеспечения (ПК-1)
  2. Владение навыками использования различных технологий разработки программного обеспечения (ПК-3)
• 10.03.01 Информационная безопасность
  • Способность применять программные средства системного, прикладного и специального назначения, инструментальные средства, языки и системы программирования для решения профессиональных задач (ПК-3)