Книги по семантике языка программирования

31

Я читал « Семантику с приложениями » от Nielson & Nielson , и мне очень нравится эта тема. Я хотел бы иметь еще одну книгу по семантике языка программирования - но я действительно могу получить только одну.

Я взглянул на книгу « Турбак / Гиффорд» , но она слишком многословна; Я думал, что с Винскелем все будет в порядке, но у меня нет доступа к нему (его нет в нашей университетской библиотеке, и у меня мало денег), и я даже не уверен, что он не датирован. Слоннегер кажется нормальным, но практическая часть делает его слишком длинным, и мне не очень нравится его стиль.

Итак, мой вопрос - Winskel хорошая книга? И это от?

Кроме того, есть ли другие краткие книги на эту тему?

reference-request  pl.programming-languages  semantics  denotational-semantics  books 
— сойка
источник
5
добавлены ссылки на страницы издателя для всех книг. может быть полезно для других, желающих просматривать.
— Суреш Венкат
2
Какая семантика вас интересует? Денотационная? Эксплуатационная? Обзор?
— Охад Каммар
@ Охад Каммар: я заинтересован в обоих.
— Джей

Ответы:

31

Все зависит от того, насколько глубоко вы хотите зайти, и сколько вы уже знаете. Для новичка книга Винксела действительно хороша, но да, она не знакомит вас с современным уровнем семантики, как она была написана около 20 лет назад. Тем не менее, это хорошее первое знакомство с предметом. Также стоит отметить, что Т. Нипков официально оформил значительную часть книги Уинкеля в Изабель / HOL, см. Здесь . Поэтому, если вы хотите научиться использовать интерактивные помощники по проверке вместе с пониманием семантики языков программирования, у вас есть много связного материала, на который можно опираться.

Другие книги, которые являются более продвинутыми:

  • Гюнтер, Семантика языков программирования , более продвинутая книга, посвященная денотационной семантике, подход к семантике, который не оправдал ожиданий. Фокусируется на чисто функциональных языках и игнорирует параллелизм. Это книга, из которой я изучал семантику как студент, и, оглядываясь назад, я бы хотел использовать книгу Винксела. Гюнтер не легок для начинающих.

  • Домены и лямбда-исчисления Амадио и Кюриена. Еще одна книга, написанная больше в области теоретико-предметной традиции, хотя в ней обсуждаются исчисления процессов.

  • Книги Джона Митчелла, которые уже упоминались выше. Они также в основном касаются последовательных вычислений.

Такие книги, как TAPL Пирса, очень хороши, но сосредоточены на одном аспекте языков программирования, а именно на типах, как бы они ни были важны. Я не рекомендовал бы это как первое введение в общую область языков программирования, но это обязательно для чтения любому, кто хочет узнать о типах.

По правде говоря, я думаю, что в настоящее время нет современной вводной книги по семантике языка, которая отражала бы существенный прогресс, достигнутый за последнее десятилетие, с его решительным переходом от денотационных методов и последовательных вычислений к параллелизму (исчисления процессов и игровая семантика) , аксиоматика семантики и использование интерактивных доказательств помощников при проверке.

Обновление 22. Апрель 2014: Тобиас Нипков и Джервин Кляйн опубликовали новую книгу

который можно увидеть как «Winskel in Isabelle / HOL». Это введение в семантику языков программирования (прежде всего операционного и аксиоматического), но в отличие от предыдущих подходов, основанных на ручке и бумаге, эта книга выражает всю свою математику в Изабель / HOL. Другими словами, это книга о доказательстве теорем.

Книга совершенно новая, поэтому я не использовал ее для преподавания, но она выглядит действительно подходящей как введение, которое представлено на более низком уровне, чем Software Foundations от Pierce et al.

— Мартин Бергер
источник
2
Есть ли отход от денотационных методов? Мне кажется, больше похоже на людей, которые раньше использовали бы волнообразные доказательства, в настоящее время ожидается, что они представят формальные доказательства. Поскольку денотационные методы все еще не могут легко смоделировать все, что мы делаем, и требуют гораздо большего количества предварительных условий, эти исследователи используют более доступные методы, такие как игры, исчисления процессов, помощники по проверке. Я не уверен, есть ли снижение денотационных методов.
— Охад Каммар
4
Пожалуйста, не путайте денотационную семантику с теорией предметной области . Семантика игры может быть и, как правило, является совершенно денотационной, то есть смысл программы является функцией значений ее частей.
— Андрей Бауэр
2
Я открыл новую тему относительно этого комментария. Но даже если я не уверен, что согласен с вашим определением, семантика игры носит денотационный характер. Я думаю, что я должен заменить «игры» на «операционную семантику» в своем комментарии и включить семантику игры в качестве, возможно, еще одной формы исследования денотационной семантики. cstheory.stackexchange.com/questions/3577/…
— Охад Каммар
1
Я не уверен, что есть сдвиг. Смотрите мой первый комментарий в свете комментария Андрея.
— Охад Каммар
1
Есть ли сдвиг? Интересный вопрос Как мы можем измерить сдвиг? Существует так много критериев, которые мы могли бы применить, от относительно конкретных критериев, таких как количество грантов на исследования, предоставляемых различным подходам, до туманных идей, таких как разделение разума. Учитывая, насколько мы, как исследователи, как сотрудники, как претенденты на получение грантов, вовлечены в решение такого вопроса, маловероятно, что мы согласимся с ответом.
— Мартин Бергер
20

Вот случайный образец материалов, доступных бесплатно онлайн:

  • Винскель, Формальная семантика языков программирования , Google Books превью . Я ничего не знаю об этой книге. Он находится в списке, потому что вопрос конкретно касается его контента, который в основном онлайн.
  • Морган, Программирование из спецификации , список файлов ps . Предметом является уточнение, то есть процесс, начиная с высокоуровневых неисполняемых описаний и систематически превращая их во что-то исполняемое. Конечно, каждый шаг уточнения должен сохранять семантику, поэтому в нем также обсуждается определенный тип семантики (в основном на основе предикатных средств преобразования).
  • Харпер, Практические основы языков программирования , pdf проекта . Смотрите комментарий Дэйва Кларка ниже.
  • Реми, Использование, Понимание и Раскрытие Языка OCaml , pdf . Это книга , из которой я узнал , функциональное программирование (OCaml, точнее) , и мне понравилось это много . Он представляет семантику основных языковых особенностей очень хорошим способом и в процессе представляет лямбда-исчисление и теорию типов на основе «необходимости знать».
  • Пейтон Джонс, Реализация языков функционального программирования , DJVU . Первые главы описывают лямбда-исчисление (и его «операционную семантику») и то, как функции языка более высокого уровня дезагрегируются в лямбда-исчисление. В этом смысле статья дает операционную семантику для функциональных языков.
  • Пирс (ред.), Расширенные темы по типам и языкам программирования , предварительный просмотр Google Книг .
  • Слоннегер, Синтаксис и семантика языков программирования , список файлов PDF . Я смотрел на это коротко давным-давно и мне не очень понравилось. Это в списке, потому что это упоминается в вопросе.
  • Брукс, Семантика для параллельной логики разделения , pdf . Это большая статья (80 страниц), а не книга. Я включил это, потому что это довольно недавнее развитие, которое я нахожу интересным.
— Раду ГРИГОРЕ
источник
1
это много ссылок :)
— Suresh Venkat
3
Это было бы более полезно, если бы оно было представлено в виде списка. Во всяком случае, я бы порекомендовал книгу Харпер: нажмите «может».
— Дэйв Кларк
Я согласен. Раду, не могли бы вы перечислить книги, чтобы мы знали, на что мы нажимаем? это был бы отличный ресурс.
— Суреш Венкат
Это список сейчас. (Первая версия была опубликована около 2
— часов
16

Я бы разделил книги по семантике языка программирования на два класса: те, которые посвящены моделированию концепций языка программирования, и те, которые фокусируются на фундаментальных аспектах семантики. Нет причины, по которой книга не может сделать и то, и другое. Но, как правило, в книгу можно вложить столько всего, и у авторов также есть свои предрасположенности к тому, что важно.

В уже упоминавшейся книге Уинскеля есть оба аспекта. И это хорошая книга для начинающих. Не менее хорошая, возможно, даже лучшая книга - это та, с которой я начал: « Гороскопное описание языков программирования» . Это была моя первая книга по семантике, которую я прочитал вскоре после окончания бакалавриата. Я должен сказать, что это дало мне прочную основу в семантике, и мне никогда не приходилось задумываться о том, чем денотационная семантика отличается от операционной семантики или аксиоматической семантики и т. Д. Эта книга останется моим безоговорочным фаворитом в отношении денотационной семантики.

Другие книги, которые фокусируются на аспектах моделирования, а не на фундаментальных аспектах, являются следующими:

  • Tennent в Семантика языков программирования , который является более или менее UpToDate книга по семантике императивных языков программирования. Это легко читать. Тем не менее, он имеет тенденцию быть абстрактным в последующих частях книги, и вам, возможно, придется изо всех сил пытаться понять, почему что-то делается определенным образом.

  • Теории языков программирования Рейнольдса . Любой, кто специализируется на семантике, должен обязательно прочитать эту книгу. Это в конце концов Рейнольдс. (Однажды Дэвид Шмидт заметил мне: «Даже если Рейнольдс читает вам утреннюю газету, вы должны внимательно слушать, потому что вы можете узнать что-то важное»!). В ней хорошо освещены как аспекты моделирования, так и основополагающие аспекты.

Лучшими книгами по основополагающим аспектам являются книги Гюнтера (которые я считаю учебником для выпускников) и книги Митчелла (которые являются хорошим справочным пособием на вашей книжной полке, потому что они достаточно всеобъемлющие).

— Удай Редди
источник
Очень приятно, что ты здесь, Удай!
— Раду GRIGore
Я тоже рад быть здесь. Это очень хороший ресурс!
— Удай Редди
Как насчет: Переходы и деревья: Введение в структурную операционную семантику от Hans Hüttel 2010. Кажется, что есть хорошие отзывы, но никто не упоминает об этом здесь.
— Артуро Эрнандес
1
@Uday: Спасибо за ответ. Что означают «моделирование концепций языка программирования» и «фундаментальные аспекты семантики»? Каковы их различия и отношения?
— Тим
1
@Tim: Чтобы дать семантику языка программирования, вам необходимо сформировать математические структуры, например, наборы в простейшем случае, но сложные структуры, такие как домены, категории, коалгебры и т. Д. Для задач, которые наборы не могут обработать. Под «основополагающими аспектами» я подразумеваю теорию этих более сложных структур. В первом случае основное внимание уделяется языкам программирования, а во втором - математическим основам.
— Uday Reddy
8

Мне очень понравилось читать Уинкеля, когда я учился на семантическом курсе. Я не могу сказать, датировано ли это, так как я не занимаюсь исследованиями в этой области. Плюсом Winskel является то, что вы можете найти его переведенным на другие языки, кроме английского.

Для дальнейшего чтения, более высокого уровня, я бы предложил книги Джона Митчелла « Основы языков программирования и понятия в языках программирования» . Если вы читаете только первые главы, я думаю, они также отвечают вашим требованиям краткости.

Вы не найдете бесплатных черновиков этих книг, поэтому, если у вас ограниченный бюджет, посмотрите на «мощь» в ответе Раду.

— Алессандро Косентино
источник
6

Ну, я не эксперт по этому вопросу, но я могу дать несколько общих советов.

Во-первых, есть люди, которые уже прочитали книгу и предоставили рецензии на нее. Например, для книги Винскеля «Формальная семантика языков программирования» (см. [1] и [2] ) я нашел обзоры на Amazon.

Часть одного обзора гласит:

Эта книга с самого начала путает синтаксис и семантику, как отделение литералов от их значений. Никаких специальных обозначений не использовалось для их дифференциации. Это критически важный вопрос, который автор должен рассмотреть в такой теме. Кроме того, некоторые другие обозначения, которые он использовал, довольно запутанные, например, указание предпосылок и выводов.

Похоже, автор предположил, что у вас есть ВСЕ необходимые предпосылки, поскольку он очень кратко объяснил исходные материалы в первых нескольких главах (то есть теорию множеств, операционную семантику, индукции, индуктивные определения). Стиль, использованный автором во введении, состоит в том, чтобы поместить два или три абзаца текста и поставить некоторые формулы, а затем дать упражнения. Что для меня довольно разочаровывает ...

18/20 человек считают этот отзыв полезным. Вы можете искать Amazon (или другие источники), чтобы увидеть больше отзывов.

Во-вторых, Amazon предлагает вместе с этой книгой типы и языки программирования и теорию базовых категорий для компьютерных ученых . По другой теме Дэйв Кларк предлагает эти книги как отличные по теме «Системы типов и семантика языка программирования». Опять же, я не эксперт, но это может быть полезно для вас.

— М.С. Дусти
источник
TaPL идет слишком медленно на мой вкус. Это хорошая книга, но я упомянул об этом, потому что спрашивающий, похоже, беспокоится о «длинных книгах».
— Раду GRIGore
@Radu: Конечно, TAPL медленный, но это довольно хорошее введение. Книга Харпера, которую вы упомянули в своих ссылках, идет намного быстрее и охватывает гораздо больше вопросов, хотя она еще не завершена.
— Дейв Кларк
4
Возьмите этот обзор Амазонки о книге Винскеля с щепоткой соли. Он часто используется в качестве рекомендуемого текста на курсах семантики для студентов и, возможно, привлекает недовольных студентов. Я прочитал книгу и нашел вступительные главы более чем достаточными. Его нотация казалась вполне стандартной.
— Доминик Маллиган
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.