11/18/2009. Julio Adisantoso 1. Bahasa Pemrograman Kuliah #1 18 November Tucker & Noonan Chapter 1

(1)

PENDAHULUAN

Bahasa Pemrograman

Kuliah #1

18 November 2009

Silabus

Konsep bahasa pemrograman (functional programming, logic programming, concurent programming, imperative programming, object oriented programming), jenis dan ciri; aturan‐aturan dalam struktur pemrograman; elemen‐ elemen bahasa pemrograman: notasi, deklarasi, scope.

Functional programming: ciri‐ciri sintaks list dan beberapa Functional programming: ciri ciri, sintaks, list, dan beberapa aplikasi lainnya. Logic programming : ciri‐ciri, relasi, aturan, fakta, goal, prolog search tree, place holder, cut, list, database. Object oriented programming: pengertian obyek, kelas dan data, operator overloading, inheritance, fungsi virtual, polymorphism, stream. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 2

Pokok

Pokok Bahasan

Bahasan

1. Functional Programming ` LISP SchemeLISP Scheme, Haskell

2. Programming in Logic ` PROLOGPROLOG

3. Imperative Programming ` C, Ada, PerlPerl

4. Object Oriented Programming ` C++C++, , JavaJava

• Situs materi, tugas, dan lainnya di http://web.ipb.ac.id/~julio/basprog0910/

JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 3

Buku

Buku Acuan

Acuan

• Programming Languages: Principles and Paradigms. 2nd Ed. Allen B. Tucker & Robert E. Noonan. • C: How to Program. 3rd_{Ed. Deitel, H. M. & P. J. Deitel.} Pearson Education Prentice Hall. Prentice‐Hall, New Jersey. • Java: How to Program. 3rd_{Ed. Deitel, H. M. & P. J. Deitel.} P Ed ti P ti H ll P ti H ll N J Pearson Education Prentice Hall. Prentice‐Hall, New Jersey. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 4

Penilaian

• Ujian tulis (70 – 80%) • Tugas/Proyek (20 ‐ 30%) • Tidak ada ujian perbaikan • Tugas/Proyek diberikan saat kuliah JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 5

OVERVIEW

Tucker & Noonan

Chapter 1

(2)

Prinsip Bahasa Pemrograman

• Bahasa pemrograman vs bahasa alami 9 Memfasilitasi komunikasi antar manusia 9 Bahasa pemrograman juga memfasilitasi komunikasi manusia dengan mesin 9 Bahasa pemrograman hanya pada domain komputasional • Perancang bahasa memiliki vocabulary dasar tentang: 9 Struktur bahasa 9 Arti JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 7

Prinsip Bahasa Pemrograman

• Prinsip perancangan bahasa : (1) Sintaks, (2) Nama dan Tipe, (3) Semantik. • Sintaks menjelaskan bagaimana struktur program yang benar. Struktur bahasa pemrograman modern didefinisikan menggunakan bahasa formal yang disebut context‐free‐ grammar. • Nama dan Tipe menunjukkan bagaimana aturan penamaan entitas (variabel, fungsi, class, parameter, dsb). • Semantik, arti dari program. Ketika program dijalankan, efek tiap instruksi didefinisikan oleh semantik dari bahasa. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 8

Paradigma

• Paradigma pemrograman adalah bentuk pemecahan masalah mengikuti aliran atau “genre” tertentu dari program dan bahasa. • Empat paradigma pemrograman pada tiga dekade terakhir: 9 Imperative programmingp p g g 9 Object‐oriented programming 9 Functional programming 9 Logic programming • Beberapa bahasa dirancang mendukung lebih dari satu paradigma. Contoh: C++ (imperative dan OOP), Leda (imperative, OOP, functional, logic). JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 9

Imperative Programming

• Paradigma paling tua, didasari oleh model komputasi klasik “von Neumann‐Eckert”. • Program dan variabel disimpan bersama. • Program terdiri dari instruksi yang membentuk perhitungan, asignment, input, output, dan kontrol.g p p • Contoh: Cobol, Fortran, C, Ada, Perl JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB input output control arithmetic/logic program variables 10

Object

Object‐‐oriented Programming

oriented Programming

• Program adalah kumpulan dari obyek yang saling berinteraksi satu sama lain. • Program membungkus (encapsulate) data dan fungsi atau prosedur menjadi suatu obyek (class). • Meliputi mekanisme obyek, pewarisan, dan passing p y p p g parameter. • Contoh: Smalltalk, C++, Java, C# JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 11

Functional Programming

• Memodelkan masalah komputasi sebagai suatu fungsi matematika, yang mempunyai input (domain) dan hasil atau output (range). • Tidak menggunakan mekanisme assignment, karena tidak dapat diterima secara matematika, misalnya: x = x + 1 • Fungsi mengkombinasikan kondisi dan rekursif. • Contoh: Lisp (List Programming), Scheme, Haskell. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 12

(3)

Logic Programming

• Disebut juga Declarative Programming • Memodelkan masalah menggunakan bahasa deklaratif, yang terdiri dari fakta dan aturan. • Kadang disebut juga sebagai rule‐based languages. • Contoh: Prolog (Programming in Logic)

• Contoh: Prolog (Programming in Logic). JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 13

PL History

JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 14

Disain Bahasa Pemrograman

• Menciptakan bahasa sehingga pemrogram dapat memecahkan persoalan yang kompleks. • Kendala yang harus diperhatikan: 9 Architecture 9 Technical Setting 9 Technical Setting 9 Standards JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 15

Disain Bahasa Pemrograman

• Architecture. Bahasa pemrograman dirancang untuk komputer: well‐match atau tidak dengan arsitektur komputer yang ada. • Technical Setting, memperhatikan sistem operasi, IDE (Integrated Development Environment), network, dan f i li k l i referensi lingkungan lainnya. • Standards: ANSI (American National Standards Institute), atau ISO (International Standards Organization). Contoh: ISO Pascal (1990), ANSI/ISO C++ (2003), dsb. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 16

Disain Bahasa Pemrograman

Goals: • Simplicity and Readability, program harus mudah ditulis, dan mudah dibaca oleh programmer umumnya. • Clarity about Binding, memiliki batasan definisi dan waktu yang jelas, misalnya reserved words, ukuran memori suatu y g j y tipe data, run time, dsb. • Reliability, program akan melakukan hal yang sama ketika memperoleh input data yang sama. • Support, mudah diakses, dipelajari, dan di‐install oleh siapa saja. • Efficient. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 17

Compilers & Virtual Machines

Bahasa program dianalisis dan selanjutnya diterjemahkan ke dalam bentuk yang dapat dipahami mesin:

• Dijalankan oleh komputer – “real machine” Æ compiling • Dijalankan oleh interpreter – software yang mensimulasikan

“virtual machine” dan menjalankan dalam “real machine” Æj interpreting

(4)

Compilers

Lexical analyzer Syntactic analyzer Type checker Code optimizer Code generator Source program JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB Computer Input Output Machine code 19

Virtual Machines & Interpreters

Lexical analyzer Syntactic analyzer Type checker Interpreter Source program Abstract syntax JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB Computer Input Output 20

FUNCTIONAL PROGRAMMING

Tucker & Noonan

Chapter 14 Functional Programming

Functional Programming

• Program serba fungsi, artinya setiap persoalan diselesaikan dengan menggunakan fungsi. • Mulai dikembangkan tahun 1960an, dimotivasi oleh peneliti bidang artificial intelligence, symbolic computation, theorem proving, rule‐based system, dan NLP. • Bahasa fungsional pertama adalah Lisp (McCarthy, 1960). • Memodelkan masalah komputasi sebagai suatu fungsi matematika, yang mempunyai input (domain) dan hasil atau output (range). JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 22

Function & Lambda Calculus

• Contoh fungsi matematika: Kuadrat(n) = n * n • Kuadrat adalah fungsi yang memetakan suatu himpunan bilangan real R (domain) ke bilangan real R (range). Atau secara formal didefinisikan:

secara formal didefinisikan: Kuadrat: R Æ R • Suatu fungsi disebut total jika terdefinisi untuk semua elemen dalam domain, dan disebut parsial untuk selainnya. • Fungsi Kuadrat adalah total karena domainnya seluruh himpunan bilangan real. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 23

Function & Lambda Calculus

• Dasar dari pemrograman fungsional adalah lambda calculus. • Ekspresi lambda menunjukkan parameter dan definisi dari fungsi, BUKAN nama fungsi. • Contoh, ekspresi lambda yang mendefinisikan fungsi Kuadrat adalah: adalah: (λx . x * x) • Identifier x adalah parameter yang digunakan dalam fungsi (tanpa nama) x * x. • Contoh aplikasinya: ((λx . x * x)2) menjadi 4. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 24

(5)

Lambda Calculus

• Setiap identifier adalah ekspresi lambda. • Jika M dan N adalah ekspresi lambda, maka aplikasi dari M dan N, ditulis sebagai (M N), adalah ekspresi lambda. • Abstraksi, ditulis sebagai (λx . M), dimana x adalah identifier

dan M adalah ekspresi lambda juga merupakan ekspresi dan M adalah ekspresi lambda, juga merupakan ekspresi lambda.

• BNF grammar:

LambdaExpression Æ variable | (M N) | (λ variable . M)

M Æ LambdaExpression N Æ LambdaExpression JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 25

Lambda Calculus

• Contoh ekspresi lambda: x (λx . x) ((λx . x) (λy . y)) • Aplikasi fungsi: ((λx . * x x)5) = (* 5 5) JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 26

Scheme

• Lisp (List Programming) adalah bahasa pemrograman fungsional yang asli. Saat ini mempunyai dua varian, yaitu: 9 Common Lisp (Steele, 1990) 9 Scheme (Kelsey, 1998) – http://www.drscheme.org/ Tid k iliki i • Tidak memiliki pernyataan assignment. • Program ditulis sebagai fungsi rekursif. JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 27

Scheme

Ekspresi • Ekspresi disusun dalam notasi Cambridge‐prefix. • Contoh: (+ 2 2) • Operasi aritmatika: • Operasi aritmatika: (+) 0 (+ 5) 5 (+ 5 4 3 2 1) 15 (*) 1 (* 5) 5 (* 1 2 3 4 5) 120 • Contoh lain: (+ (* 5 4) (‐ 6 2) JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 28

Scheme

Variabel global • Didefinisikan dengan menggunakan fungsi define. • Contoh: (define f 120) Evaluasi ekspresi Evaluasi ekspresi f 120 (+ f 5) 125 (f) error, kenapa? 5 5 #f false #t true JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 29

Scheme

Evaluasi ekspresi (define warna (quote (merah kuning hijau))) (define warna '(merah kuning hijau)) (define x f) 120 (define x ' f) x berisi simbol f (define warna ' merah) (define warna merah) error, kenapa? JULIO ‐ ILMU KOMPUTER IPB 30