PROG2006 Avansert programmering

Ved slutten av emnet skal studentene ha spesialisert kunnskap og ferdigheter.Forkortelser: R Husk, U Forstå, A Anvende, An Analysere, E Vurdere, C Skape.

Kunnskap

• Definer kjernebegreper i fler paradigme programmering og skill mellom sentrale paradigmer (OO/meldingsbasert, funksjonell, reaktiv, hendelsesdrevet, defensiv). (R,U)
• Forklar λ-kalkylen (syntaks, β-reduksjon, Church-kodinger) og koplingen til funksjonell programmering. (U)
• Beskriv utsatt evaluering (lazy evaluation) og oppsummer konsekvenser for semantikk, tids-/plassbruk og kjøreatferd. (U)
• Forklar beregnings- og minnehåndteringsutfordringer i sekvensielle implementasjoner av late språk (thunks, deling, samspill med søppelinnsamling/GC). (U,An)
• Kjennetegn ved hendelsesdrevne og reaktive modeller (strømmer, propagasjon, mottrykk) og kontraster dem med imperativ styringsflyt. (U,An)
• Forklar samtidighetsmodeller (tråder/låser, futures/async, aktører) og identifiser typiske farer (kappløpsforhold, dødlåser, sult). (U)
• Beskriv hva smarte kontrakter er, hovedbrukstilfeller og plattformbegrensninger (eksekveringsmodell, gebyrer, determinisme). (U)
• Oppsummer styrker/begrensninger ved generativ KI og store språkmodeller, inkludert feilmodi (hallusinasjon, skjevhet, prompt-sensitivitet) og trygge bruksrammer. (U,An)

Ferdigheter

• Anvend funksjonelle og reaktive mønstre (uforanderlighet, høyereordens funksjoner, komposisjon, strømprosessering) for å implementere fungerende programvare. (A)
• Refaktorer kode til å bruke polymorfi (OO og funksjonell) og generalisér løsninger via typeabstraksjon. (A,An)
• Bevis enkle egenskaper ved funksjonelle programmer med algebraisk/likningsbasert resonnering og induksjon; valider refaktoriseringer mot lover (f.eks. funktor-/applicative-/monadelover). (An,E)
• Analyser tids- og plasskompleksitet, inkludert effekter av latskap (deling vs. duplisering, strenghet, asymptotikk). (An)
• Design og implementer flertrådede/konsurrente løsninger; synkroniser sikkert og diagnostiser/avbrytsamtidighetsfeil. (A,An,E)
• Utvikle og teste enkle smarte kontrakter etter grunnleggende sikkerhetsmønstre; rull ut til et testnett og verifiserforventet atferd. (A,C)
• Bruk LLM-er effektivt: formuler presise prompt, avgrens verktøy/kall, kriter og verifiser utdata, og integrerresultater i en utviklingsflyt. (A,An,E)
• Optimaliser implementasjoner for ytelse og minnefotavtrykk; instrumenter og tolk profileringsdata. (A,An,E)
• Konstruer/utform funksjonelle programmer med algebraiske datatyper, mønstermatching og monadestakker; vurder alternativer. (C,E)

Generell kompetanse

• Kommuniser designbegrunnelser og avveiinger tydelig i kodegjennomganger, demoer og tekniske tekster. (U,E)
• Velg og begrunn egnet paradigmearkitektur for et gitt problem og sammenlign alternativer med evidens. (An,E)
• Samarbeid i fagfelle-/medstudentvurdering (kodegjennomgang) og gi/motta handlingsrettet tilbakemelding. (A,E)
• Vurder etiske, cybersikkerhetsmessige og bærekraftige implikasjoner (f.eks. energi/ytelses-avveiinger, datahåndtering, misbruksrisiko) av designvalg. (E)
• Bidra til desentraliserte systemer ved å designe, implementere og vurdere små smartkontrakt-komponenter i tråd med sikkerhet og styring. (A,C)
• Syntetiser idiomatiske Rust- og Haskell-mønstre til vedlikeholdbare småprogrammer og forsvar arkitekturen i kodegjennomganger. (C,E)

Slutteksamen (100 %)

• Format: Skriftlig, digital, på campus, ingen hjelpemidler.
• Karakter: Bokstavkarakter (A-F).
• Kontinuasjon: Kontinuasjon i august. Instituttet kan endre format til munnlig ved behov.

Obligatorisk arbeidskrav (bestått/ikke bestått, ingen kontinuasjon)

• Oppgaver: 6-8 små ukentlige oppgaver. Må leveres innen oppgitte frister og godkjennes.
• Medstudentvurdering: Aktiv deltakelse og fullføring av tildelte fagfelle-/peer-review-aktiviteter (gi og motta tilbakemelding som instruert).
• Eksamensadgang: Begge arbeidskrav må være godkjent for å kunne gå opp til slutt­eksamen.
• Gyldighet: Godkjente arbeidskrav gjelder for inneværende eksamenstermin og for neste års emnetilbud.

Akademisk integritet og opptreden

• Regler for samarbeid og bruk av KI-/kodegenereringsverktøy angis per oppgave.

Det eksakte kursmaterialet kan variere fra år til år, basert på utviklingen innen programmeringsspråk, og nye versjoner og oppdateringer til standarder.

Eksempler på kursmateriell kan inneholde, men ikke være begrenset til, følgende:

• Haskell programming patterns
• Rust programming book
• Meta-programming, multi-threading patterns
• Advanced programming techniques
• Functional programming patterns: functors, monads, pure functions, higher-order functions
• Abstract data types (Haskell/Rust)
• Domain modeling using OO and Functional paradigms
• Languages used for examples: Haskell, Rust, C++, Python, Golang, Kotlin, Dart
• Reactive programming
• Advanced security techniques: defensive programming

• Forelesninger
• Laboratorieøvelser, gruppeoppgaver
• Nettbasert læring (nettbaserte leseressurser, nettførelesninger og video-veiledninger)

Merk: Avhengig av underviseres tilgjengelighet vil forelesninger og undervisningsaktiviteter gjennomføres på campus eller digitalt.