Camilo Chacón Sartori - Computación y programación funcional

Al final del libro se incorpora una lista de lecturas recomendadas y un glosario de términos que sirve de soporte y ampliación a lo exhibido en esta obra.

A quién va dirigido el libro

Es para cualquier persona que tenga algún conocimiento básico en programación. Este libro incorpora temas que no han sido tratados en la literatura disponible en español de manera conjunta, por ende, puede ser interesante para todo aquel que quiera incorporar estos conocimientos a su ambiente laboral, ya sea un programador o programadora con varios años de experiencia o que recién este dando sus primeros pasos en el desarrollo de software.

Será de primordial interés para una persona que quiera comprender la programación funcional desde un contexto histórico y teórico antes de enfocarse en la tecnología. Alguien a quien le gusta la computación independientemente de la herramienta de moda. Igualmente, para esa persona que no desprecia la filosofía, la teoría, ni los múltiples paradigmas de la programación y, por ello, mantiene su curiosidad en el transcurso de la vida y suele evadir centrarse en una sola herramienta sin un contexto. En resumen, es para quien ama aprender.

Un camino visual de cómo leer el libro se ve en la siguiente figura:

Cada nodo del grafo es un capítulo del libro y las flechas (aristas) representan la prioridad de lectura. Por ejemplo, para leer el capítulo 4podría leer los capítulos 1y 2o 1 y 3. O si usted prefiere, puede leer los capítulos 1, 2y 3. Nada lo imposibilita. Asimismo, se añade a la derecha el enfoque de cada parte del libro.

Notas

De principio a fin de este libro, aparecen contenidos en un cuadro como este. Se trata de información extra, aclaraciones y comentarios que son relevantes como complemento a lo que se está tratando en dicho apartado. Por lo cual, le rogamos no omitirlo .

Ejercicios

Al final de cada capítulo de las partes IIy IIIse encontrará con una sección de ejercicios. Cada uno de ellos tiene asociado el signo «*» que representa la dificultad del problema:

• (*) Fácil

• (**) Intermedio

• (***) Difícil

Cualquier otro signo indica que el autor de este libro le está proponiendo un desafío intelectual o, quizá, una broma.

Material

Toda la información está disponible en:

www.camilochacon.com

Ahí se encuentra el enlace al repositorio de GitHub que contiene lo siguiente:

• Cada código utilizado en la parte III.

• Cada figura en una mayor resolución y a color.

• Enlace para instalar Racket, Python y Haskell. (Usamos las últimas versiones de cada uno.)

• Enlace al intérprete web. Para este libro se ha creado un entorno que permite evaluar expresiones del cálculo lambda, por ello, usted podrá ejecutar cada ejemplo de la parte IIy saber y verificar si ha podido resolver exitosamente cada ejercicio. Será su asistente en el aprendizaje.

1. ¿Qué es la computación?

2. ¿Qué es la programación?

3. Lenguajes de programación

La computación es esencial en nuestra vida. Y la programación la hace posible. Ambas se combinan a través de los lenguajes de programación, que son piezas vitales para entender su rol, contexto y relevancia.

Si alguien me preguntara qué consejo le daría a un joven [...] Creo que una de las cosas que le diría es que no porque algo esté de moda significa que sea bueno. Probablemente iría más allá: si encuentro demasiada gente adoptando una cierta idea, probablemente pensaría que está mal o, ya sabes, si mi trabajo se hubiera vuelto demasiado popular, probablemente pensaría que tengo que cambiar.

Donald Knuth

Esta pregunta puede parecer simple en su formulación, pero nos puede llevar a confines que van desde aspectos técnicos hasta filosóficos. A su vez, la misma se ha vuelto relevante con el paso de los años y tuvo su mayor auge a comienzo del siglo XX, en particular, hacia la década de los treinta, cuando un grupo de científicos, matemáticos y lógicos buscaban comprender qué era la computación como tal, ya sea desde un punto de vista teórico o práctico.

Así como también sus posibilidades y limitaciones para tratar con diversos problemas. De esta manera, y producto de sus esfuerzos, fue como nació el concepto de «modelos de computación». Este concepto apareció antes de la existencia del primer ordenador digital (de nombre ENIAC, construido durante la segunda guerra mundial [1943]).

Pero ¿qué es un modelo de computación? Esta pregunta usa dos palabras relevantes: «modelo» y «computación». Primero, un «modelo» es una representación del funcionamiento de algo en particular (ya sea abstracto o concreto) que puede ser reproducible. Por otra parte, «computación» refiere a la capacidad de hacer tareas repetitivas que se puedan automatizar sin la intervención humana, de lo cual se desprenden dos cuestiones: (1) la acción de hacer estas tareas se llama computar y (2) si es posible realizar dichas tareas, entonces se suele decir que son computables.

Así, un «modelo de computación» es una representación abstracta que representa qué tareas son computables o no a través de computar operaciones. Dado que estos modelos son abstractos, podemos decir que un modelo de computación es equivalente a un modelo matemático. Con la salvedad de que el primero se enfoca en el contexto de la computación y hace uso de sus ventajas y desventajas.

Por ello la computación es en sí —al menos en su origen— es un área de las matemáticas. Por lo tanto, la computación es un conjunto de modelos de computación.

Sin embargo, la computación misma ha sufrido cambios en las últimas décadas, y decir que solo se trata de un conjunto de modelos de computación parece caer en un reduccionismo teórico. Más bien, tomaremos partido por ampliar esta definición a la siguiente: la computación es un conjunto de modelos de computación que se pueden expresar a través de artefactos abstractos (software) y concretos (hardware), mediante el uso de una metodología científica o ingenieril, teórica o práctica.

Objetivos de este capítulo:

• Conocer los principales modelos de computación.

• Conocer qué es la tesis de Church-Turing y cuáles son sus implicaciones en la computación.

• Comprender qué es la filosofía de la ciencia de la computación y cómo nos puede ayudar a ser mejores conocedores de nuestra propia área.

Nota:

Aún hoy, existe un debate sobre la naturaleza de la computación. ¿Es una ciencia? ¿Una ingeniería? ¿O algo totalmente nuevo? Son preguntas difíciles de responder que han suscitado libros, artículos y amplios debates en las últimas décadas. Pero tomaremos una postura. Creemos, como dicen Peter J. Denning y Peter A. Freeman en su interesante artículo «Computing’s Paradigm» («Paradigma de la computación») de 2009, que la computación es un «nuevo paradigma» que combina cuestiones de diversas disciplinas del saber: ciencias, ingeniería y matemáticas. Además, ellos dicen que la computación no trata sobre ordenadores, sino más bien sobre el procesamiento de la información, y los ordenadores son máquinas que implementan esos procesos .

Y no faltan motivos para creerlo, ya que la computación puede ser una herramienta muy útil para una innumerable cantidad de áreas, desde humanidades hasta ciencias, aparte de estudiarse a sí misma (procesos computacionales y sus límites teóricos). Algo que no se compara con nada hasta la fecha. Por tanto, deberíamos tratarla como algo nuevo, en desarrollo y en búsqueda de su propio significado .