2024-04-30 19:18:58 +02:00
|
|
|
#+TITLE: Structure and Interpretation of Computer Programs
|
|
|
|
#+AUTHOR: Lio Novelli
|
|
|
|
|
|
|
|
* Foreword and Preface
|
|
|
|
|
|
|
|
#+begin_quote
|
|
|
|
Lisp je preživeli, v uporabi je že "polovico stoletja".
|
|
|
|
#+end_quote
|
|
|
|
|
|
|
|
#+begin_quote
|
|
|
|
The discretionary exportable functionality entrusted to the individual Lisp programmer
|
|
|
|
is more than an order of magniture greater than that to be found within Pascal enterprises.
|
|
|
|
#+end_quote
|
|
|
|
|
|
|
|
#+begin_quote
|
|
|
|
Želimo vzpostaviti idejo, da programski jezik ni samo način, da računalnik izvaja operacije,
|
|
|
|
ampak da je predvsem nov formalni medij za izražanje idej o metodologiji. Zato morajo biti
|
|
|
|
programi napisani predvsem zato, da jih ljudje berejo, in slučajno, da jih izvajajo računalniki.
|
|
|
|
|
|
|
|
Bistvena tema ni sintaksa določenih struktur v programskem jeziku, niti ..., temveč tehnike
|
|
|
|
nadzora intelektualne kompleksnosti veliki programskih sistemov.
|
|
|
|
#+end_quote
|
|
|
|
|
|
|
|
#+begin_quote
|
|
|
|
Naš pristop k temi izvira iz prepričanja, da "computer science" ni znanost in da ima njen
|
|
|
|
pomen bolj malo opraviti z računalniki. Računalniška revolucija je revolucija v načinu
|
|
|
|
mišljenja in izražanju idej. Bistvo teh sprememb najbolše opiše pojem
|
|
|
|
_proceduralne epistemologije_, ki se ukvarja s strukturo vednosti z imperativnega stališča
|
|
|
|
za razliko od klasične matematike, ki je bolj deklerativna. Matematika postavi okvir za
|
|
|
|
natančno spoprijemanje s pojmovanjem "kaj je". Računanje pa ponudi okvir za natančno
|
|
|
|
ukvarjanje s pojmovanjem "kako".
|
|
|
|
#+end_quote
|
|
|
|
|
|
|
|
* 1. Grajenje abstrakcij s procedurami
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
** Elementi programiranja
|
|
|
|
|
|
|
|
- Primitivni izrazi :: predstavtljajo najpreprostejše gradnike (entitete)
|
|
|
|
programskega jezika
|
|
|
|
- Načini kombinacije, :: s katerimi so sestavljeni elementi zgrajeni iz
|
|
|
|
preprostejših
|
|
|
|
- Načini abstrakcije, :: s katerimi so lahko sestavljeni elementi poimenovani in
|
|
|
|
omogočajo upravljanje z njimii kot enotami
|
|
|
|
|
|
|
|
** Izvajanje kombinacij(e)
|
|
|
|
|
|
|
|
Postopek za izvajanje kombinacij:
|
|
|
|
1. Izvedi podizraz kombinacije.
|
|
|
|
2. Uporabi/uveljavi proceduro, ki je najbolje levi podizraz (operator) z
|
|
|
|
argumenti, ki so vrednosti drugih podizrazov (operandi).
|
|
|
|
|
|
|
|
Postopek evalvacije je rekurziven, saj drugi korak v sebi vključuje prvega,
|
|
|
|
oziroma vključuje svojo definicijo.
|
|
|
|
|
|
|
|
Tako se zgradi akumulacijsko drevo. Na koncu vedno prideš do točke, ko izvajaš
|
|
|
|
primitivne izraze, ki so:
|
|
|
|
- vrednosti numeričnih števk, ki jo označujejo.
|
|
|
|
- vrednosti vgrajenih operatorjev so strojni ukazi sekvenc, ki izvedejo te
|
|
|
|
operacije.
|
|
|
|
- vrednosti drugih imen so objekti asociirani s temi imeni v okolju.
|
|
|
|
|
|
|
|
Drugo pravilo je poseben primer tretjega pravila. Simboli + in * so tudi
|
|
|
|
vključeni v globalno okolje in so asociirani s strojnimi ukazi, ki so njihove
|
|
|
|
vrednosti. *Pomembno je prepoznati vlogo okolja pri določanju pomena simbolov v
|
|
|
|
izrazih.*
|
|
|
|
|
|
|
|
To pravilo se ne nanaša na _posebne oblike (special forms)_. ~define~ je posebna
|
|
|
|
oblika.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.1.4 Sestavljene procedure
|
|
|
|
|
|
|
|
- Številke in aritmetične operacije so primitivni podatki in procedure.
|
|
|
|
- Gnezdenje kombinacij omogoča način za združevanje operacij.
|
|
|
|
- Definicije, ki asociirajo imena z vrednostmi omogočajo omejene načine
|
|
|
|
abstrakcije.
|
|
|
|
|
|
|
|
~(define (square x) (* x x))~
|
|
|
|
|
|
|
|
~(define square (lambda (x) (* x x)))~
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.1.5 Substitucijski model za izvajanje procedur
|
|
|
|
|
|
|
|
Za izvajanje sestavljenih procedur z argumenti, izvedeš telo procedure z vsakim
|
|
|
|
formalnim parametrom, ki ga nadomestiš s pripadajočim argumentom.
|
|
|
|
|
|
|
|
_ergh, tukaj se zapletam s slovenskimi prevodi_
|
|
|
|
|
|
|
|
_kaj je application in kaj evaluation?_
|
|
|
|
|
|
|
|
Načini, na katere deluje interpreter (prevajalnik):
|
|
|
|
- Aplikativni vrstni red :: Najprej evalviraj operator in operande, potem pa
|
|
|
|
izvedi proizvedeno proceduro s pridobljenimi argumenti.
|
|
|
|
- Normalni vrstni red :: Ne izvajaj operandov dokler njihove vrednost niso
|
|
|
|
potrebne. Najprej zamenjaj izraze operandov s parametri, dokler ne pride do
|
|
|
|
izraza, ki vsebuje zgolj primitivne izraze in potem izvedi (vso) evalvacijo.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
** meta
|
|
|
|
|
|
|
|
Linki:
|
|
|
|
https://develop.spacemacs.org/layers/+lang/scheme/README.html
|
|
|
|
https://www.nongnu.org/geiser/
|
|
|
|
https://www.gnu.org/software/guile/learn/
|
|
|
|
https://spritely.institute/static/papers/scheme-primer.html#introduction
|
|
|
|
|
|
|
|
Kako nastavit spacemacs, in malo o guile-u.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*** video lekcije
|
|
|
|
|
|
|
|
https://yewtu.be/channel/UCEBb1b_L6zDS3xTUrIALZOw (6.001 SICP: Structure and Interpretation of Computer Programs (2004))
|
|
|
|
https://yewtu.be/playlist?list=PL7BcsI5ueSNFPCEisbaoQ0kXIDX9rR5FF (MIT 6.001 Structure and Interpretation, 1986)
|
|
|
|
|
|
|
|
** vaje
|
|
|
|
|
|
|
|
*** 1.3
|
|
|
|
|
|
|
|
**** najprej narobe
|
|
|
|
|
|
|
|
Define a procedure that takes three numbers as arguments and returns the sum of
|
|
|
|
the squares of the two larger numbers.
|
|
|
|
|
|
|
|
#+begin_src scheme
|
|
|
|
(define (sum-of-large x y z)
|
|
|
|
(+
|
|
|
|
(if (> x y) (* x x) (* y y))
|
|
|
|
(if (> y z) (* y y) (* z z))
|
|
|
|
)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
(sum-of-large 3 8 5)
|
|
|
|
#+end_src
|
|
|
|
|
|
|
|
#+RESULTS:
|
|
|
|
: 128
|
|
|
|
|
|
|
|
#+begin_src scheme
|
|
|
|
(define (sum-of-larger x y z) (let*
|
|
|
|
((s (lambda (a) (* a a)))
|
|
|
|
(sl (lambda (b c) (if (> b c) (s b) (s c))))
|
|
|
|
)
|
|
|
|
(+ (sl x y) (sl y z))
|
|
|
|
))
|
|
|
|
(sum-of-larger 3 8 5)
|
|
|
|
#+end_src
|
|
|
|
|
|
|
|
#+RESULTS:
|
|
|
|
: 128
|
|
|
|
|
|
|
|
**** pravilno
|
|
|
|
|
|
|
|
#+begin_src scheme
|
|
|
|
(define (sum-squares-of-larger x y z)
|
|
|
|
(if (> x y)
|
|
|
|
(if (> y z)
|
|
|
|
(+ (* x x) (* y y))
|
|
|
|
(+ (* x x) (* z z))
|
|
|
|
)
|
|
|
|
(if (> x z)
|
|
|
|
(+ (* y y) (* x x))
|
|
|
|
(+ (* y y) (* z z))
|
|
|
|
)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
(sum-squares-of-larger 9 10 8)
|
|
|
|
#+end_src
|
|
|
|
|
|
|
|
#+RESULTS:
|
|
|
|
: 181
|
|
|
|
|
|
|
|
*** 1.5
|
|
|
|
|
|
|
|
Aplikativni vrstni red: pade takoj v neskoncno zanko.
|
|
|
|
Normalni vrstni red: izvrsi test in pride v if, ki ne izvrsi drugega dela.
|
|
|
|
|
|
|
|
*** 1.6
|
|
|
|
|
|
|
|
[[file:sqrt-newton.scm][sqrt-newton.scm]]
|
|
|
|
|
|
|
|
*** 1.7
|
|
|
|
|
|
|
|
- ~good-enough?~ ni vredu za iskanje korenov majhnih stevil.
|
|
|
|
- pravtako za zelo velika stevila
|
|
|
|
- napisi alternativno ~good-enough?~ proceduro, ki bo gledala, kdaj so spremembe
|
|
|
|
dovolj majhne in takrat prekini funkcijo.
|
|
|
|
|
|
|
|
// Poglej v sqrt-newton.scm
|
|
|
|
|
|
|
|
*** 1.8
|
|
|
|
|
|
|
|
// Glej v sqrt-newton.sqm
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.1.8 Procedure kot crne skatle abstrakcij
|
|
|
|
|
|
|
|
- block structure
|
|
|
|
- lexical scoping
|
2024-05-16 22:33:30 +02:00
|
|
|
|
|
|
|
** 1.2.2 Drevesna rekurzija
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.2.3 Redi rasti
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.2.4 Eksponentna funkcija
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.2.5 Najvecji skupni deljitel
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.2.6 Primer: Iskanje prastevil
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.3 Sestavljanje abstrakcij s procedurami visjega reda
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.3.1 Procedure kot argumenti
|
|
|
|
|
|
|
|
//exercise 1.29
|
|
|
|
#name: simpson
|
|
|
|
#+begin_src scheme
|
|
|
|
(define (sum term a next b)
|
|
|
|
(if (> a b)
|
|
|
|
0
|
|
|
|
(+ (term a)
|
|
|
|
(sum term (next a) next b)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
|
|
|
|
(define (integral f a b dx)
|
|
|
|
(define (add-dx x) (+ x dx))
|
|
|
|
(* (sum f (+ a (/ dx 2.0)) add-dx b) dx)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
|
|
|
|
(define (sum-s term a next b fact)
|
|
|
|
;; fact is altering between 4 and 2
|
|
|
|
(define (check-fact fact) (if (= fact 4) 2 4))
|
|
|
|
(if (> a b)
|
|
|
|
0
|
|
|
|
(+ (* fact (term a))
|
|
|
|
(sum-s term (next a) next b (check-fact fact))
|
|
|
|
)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
|
|
|
|
(define (simpson f a b dx)
|
|
|
|
(define (add-dx x) (+ x dx))
|
|
|
|
(* (+ (f a) (f b) (sum-s f (add-dx a) add-dx (- b dx) 4) ) (/ dx 3.0))
|
|
|
|
)
|
|
|
|
|
|
|
|
(define (simpson-gizmo f a b dx)
|
|
|
|
(define (add-dxdx x) (+ x dx dx))
|
|
|
|
(* (+
|
|
|
|
(* 4 (sum f (+ a dx) add-dxdx b))
|
|
|
|
(* 2 (sum f a add-dxdx b))
|
|
|
|
(- (f a))
|
|
|
|
(- (f b))
|
|
|
|
) (/ dx 3.0))
|
|
|
|
)
|
|
|
|
|
|
|
|
(define (cube x) (* x x x))
|
|
|
|
|
|
|
|
(list
|
|
|
|
(integral cube 1 2 0.01)
|
|
|
|
(integral cube 1 2 0.001)
|
|
|
|
|
|
|
|
(simpson cube 1 2 0.01)
|
|
|
|
(simpson cube 1 2 0.001)
|
|
|
|
(simpson cube 1 2 (/ 1 1000))
|
|
|
|
(simpson-gizmo cube 1 2 0.01)
|
|
|
|
(simpson-gizmo cube 1 2 (/ 1 10000))
|
|
|
|
(simpson-gizmo cube 1 2 0.00001)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
#+end_src
|
|
|
|
|
|
|
|
#+RESULTS:
|
|
|
|
| 3.7499625000000045 | 3.7499996249995324 | 3.644925346666673 | 3.7499999999995324 | 3.749893334961112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
// exercise 1.30
|
|
|
|
#+begin_src scheme
|
|
|
|
(define (sum-i term a next b)
|
|
|
|
(define (iter a result)
|
|
|
|
(if (> a b)
|
|
|
|
result
|
|
|
|
(iter (next a) (+ result (term a)))
|
|
|
|
)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
(iter a 0)
|
|
|
|
)
|
|
|
|
#+end_src
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.3.2 Sestavljanje procedur z Lambda
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.3.3 Procedure kot splosne metode
|
|
|
|
|
|
|
|
** 1.3.4 Procedure kot vrnjene vrednosti
|