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[lambda.git] / index.mdwn
1 # Seminar in Semantics / Philosophy of Language #
2
3 or: **What Philosophers and Linguists Can Learn From Theoretical Computer Science But Didn't Know To Ask**
4
5 This course is co-taught by [Chris Barker](http://homepages.nyu.edu/~cb125/) and [Jim Pryor](http://www.jimpryor.net/). Linguistics calls it "G61.3340-002" and Philosophy calls it "G83.2296-001."
6 The seminar meets on Mondays from 4-6, in 
7 the Linguistics building at 10 Washington Place, in room 104 (back of the first floor).
8 One student session will be held every Wednesday from 3-4 on the
9 fourth floor at 10 Washington Place.
10
11 ## Announcements ##
12
13 <!--
14 *       This is the time of the semester when some people start slipping
15 behind with the homework.  Don't.
16 -->
17
18 *       We've added a page on [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
19
20 *       We've added some [commentary](/hints/assignment_6_commentary) on some common issues in your solutions to [[Assignment6]].
21
22 *       We've added a [[Monad Library]] for OCaml.
23
24 [[Older Announcements]]
25
26 ##[[Lambda Evaluator]]##
27
28 Usable in your browser. It can help you check whether your answer to some of
29 the homework questions works correctly.
30
31 There is also now a [library](/lambda_library) of lambda-calculus
32 arithmetical and list operations, some relatively advanced.
33
34 ##[[Monad Library]]##
35
36
37 ## Lecture Notes and Assignments ##
38
39 (13 Sept) Lecture notes for [[Week1]]; [[Assignment1]].
40
41 >       Topics: [[Applications]], including [[Damn]]; Basics of Lambda Calculus; Comparing Different Languages
42
43 (20 Sept) Lecture notes for [[Week2]]; [[Assignment2]].
44
45 >       Topics: Reduction and Convertibility; Combinators; Evaluation Strategies and Normalization; Decidability; [[Lists and Numbers]]
46
47 (27 Sept) Lecture notes for [[Week3]];  [[Assignment3]];
48 an evaluator with the definitions used for homework 3
49 preloaded is available at [[assignment 3 evaluator]].
50
51 >       Topics: [[Evaluation Order]]; Recursion with Fixed Point Combinators
52
53 (4 Oct) Lecture notes for [[Week4]]; [[Assignment4]].
54
55 >       Topics: More on Fixed Points; Sets; Aborting List Traversals; [[Implementing Trees]]
56
57
58 (18 Oct, 25 Oct) Lecture notes for [[Week5]] and [[Week6]]; [[Assignment5]].
59
60 >       Topics: Types, Polymorphism, Unit and Bottom
61
62 (1 Nov) Lecture notes for [[Week7]]; [[Assignment6]].
63
64 >       Topics: Monads; [[Reader Monad for Variable Binding]]; [[Reader Monad for Intensionality]]
65
66 (8 Nov) Lecture notes for [[Week8]].
67
68 >       Topics: Reader Monad for Jacobson's Variable-Free Semantics
69
70 (15 Nov) Lecture notes for [[Week9]]; [[Assignment7]]. Everyone auditing in the class is encouraged to do this assignment, or at least work through the substantial "hints".
71
72 >       Topics: Mutable Variables; Passing by Reference
73
74 (22 Nov) Lecture notes for [[Week10]]
75
76 >       Topics: Calculator Improvements, including mutation
77
78 (30 Nov) Lecture notes for [[Week11]]; [[Assignment8]].
79
80 >       Topics: [[Tree and List Zippers]]; [[Coroutines and Aborts]]; [[From List Zippers to Continuations]].
81
82 (6 Dec) Lecture notes for [[Week12]]
83
84 >       Topics: [[List Monad as Continuation Monad]]; [[Manipulating Trees with Monads]]; ...; [[Assignment9]].
85
86 (13 Dec) Lecture notes for Week13
87
88 [[Upcoming topics]]
89
90 [[Advanced Topics]]
91
92 >       Topics: Version 4 lists, Monads in Category Theory, Calculator Improvements
93
94 ##Scheme and OCaml##
95
96 See [below](#installing) for how to get the programming languages running on your computer.
97
98 *       Links for help [[learning Scheme]]
99
100 *       Links for help [[learning OCaml]]
101
102
103 ##[[Offsite Reading]]##
104
105 There's lots of links here already to tutorials and encyclopedia entries about many of the notions we'll be dealing with.
106
107
108
109 ## Course Overview ##
110
111 The goal of this seminar is to introduce concepts and techniques from
112 theoretical computer science and show how they can provide insight
113 into established philosophical and linguistic problems.
114
115 This is not a seminar about any particular technology or software.
116 Rather, it's about a variety of conceptual/logical ideas that have been
117 developed in computer science and that linguists and philosophers ought to
118 know, or may already be unknowingly trying to reinvent.
119
120 Philosphers and linguists tend to reuse the same familiar tools in
121 ever more (sometime spectacularly) creative ways.  But when your only
122 hammer is classical logic, every problem looks like modus ponens.  In
123 contrast, computer scientists have invested considerable ingenuity in
124 studying tool design, and have made remarkable progress.
125
126 "Why shouldn't I reinvent some idea X for myself? It's intellectually
127 rewarding!" Yes it is, but it also takes time you might have better
128 spent elsewhere. After all, you can get anywhere you want to go by walking, but you can
129 accomplish more with a combination of walking and strategic subway
130 rides.
131
132 More importantly, the idiosyncrasies of your particular
133 implementation may obscure what's fundamental to the idea you're
134 working with. Your implementation may be buggy in corner cases you
135 didn't think of; it may be incomplete and not trivial to generalize; its
136 connection to existing literature and neighboring issues may go
137 unnoticed. For all these reasons you're better off understanding the
138 state of the art.
139
140 The theoretical tools we'll be introducing aren't very familiar to
141 everyday programmers, but they are prominent in academic computer science,
142 especially in the fields of functional programming and type theory.
143
144 Of necessity, this course will lay a lot of logical groundwork. But throughout
145 we'll be aiming to mix that groundwork with real cases
146 in our home subjects where these tools play central roles. Our aim for the
147 course is to enable you to make these tools your own; to have enough
148 understanding of them to recognize them in use, use them yourself at least
149 in simple ways, and to be able to read more about them when appropriate.
150
151 Once we get up and running, the central focii of the course will be
152 **continuations**, **types**, and **monads**. One of the on-going themes will
153 concern evaluation order and issues about how computations (inferences,
154 derivations) unfold in (for instance) time.  The key analytic technique is to
155 form a static, order-independent model of a dynamic process. We'll be
156 discussing this in much more detail as the course proceeds.
157
158 The logical systems we'll be looking at include:
159
160 *       the pure/untyped lambda calculus
161 *       combinatorial logic
162 *       the simply-typed lambda calculus
163 *       polymorphic types with System F
164 *       some discussion of dependent types
165 *       if time permits, "indeterministic" or "preemptively parallel" computation and linear logic
166
167
168 <!--
169 Other keywords:
170         recursion using the Y-combinator
171         evaluation-order stratgies
172         normalizing properties
173         the Curry-Howard isomorphism(s)
174         monads in category theory and computation
175 -->
176
177 ## Who Can Participate? ##
178
179 The course will not presume previous experience with programming.  We
180 will, however, discuss concepts embodied in specific programming
181 languages, and we will encourage experimentation with running,
182 modifying, and writing computer programs.
183
184 The course will not presume lots of mathematical or logical background, either.
185 However, it will demand a certain amount of comfort working with such material; as a result,
186 it will not be especially well-suited to be a first graduate-level course
187 in formal semantics or philosophy of language. If you have concerns about your
188 background, come discuss them with us.
189
190 This class will count as satisfying the logic requirement for Philosophy
191 PhD students; however if this would be your first or only serious
192 engagement with graduate-level formal work you should consider
193 carefully, and must discuss with us, (1) whether you'll be adequately
194 prepared for this course, and (2) whether you'd be better served by
195 taking a logic course (at a neighboring department, or at NYU next year)
196 with a more canonical syllabus.
197
198
199 Faculty and students from outside of NYU Linguistics and Philosophy are welcome
200 to audit, to the extent that this coheres well with the needs of our local
201 students.
202
203
204 ## Recommended Software ##
205
206 During the course, we'll be encouraging you to try out various things in Scheme
207 and Caml, which are prominent *functional programming languages*. We'll explain
208 what that means during the course.
209
210 *       **Scheme** is one of two major dialects of *Lisp*, which is a large family
211 of programming languages. Scheme
212 is the more clean and minimalistic dialect, and is what's mostly used in
213 academic circles.
214 Scheme itself has umpteen different "implementations", which share most of
215 their fundamentals, but have slightly different extensions and interact with
216 the operating system differently. One major implementation used to be called
217 PLT Scheme, and has just in the past few weeks changed their name to Racket.
218 This is what we recommend you use. (If you're already using or comfortable with
219 another Scheme implementation, though, there's no compelling reason to switch.)
220
221         Racket stands to Scheme in something like the relation Firefox stands to HTML.
222
223 *       **Caml** is one of two major dialects of *ML*, which is another large
224 family of programming languages. Caml has only one active implementation,
225 OCaml, developed by the INRIA academic group in France.
226
227 *       Those of you with some programming background may have encountered a third
228 prominent functional programming language, **Haskell**. This is also used a
229 lot in the academic contexts we'll be working through. Its surface syntax
230 differs from Caml, and there are various important things one can do in
231 each of Haskell and Caml that one can't (or can't as easily) do in the
232 other. But these languages also have a lot in common, and if you're
233 familiar with one of them, it's not difficult to move between it and the
234 other.
235
236 <a name=installing></a>
237 [[How to get the programming languages running on your computer]]
238
239 [[Family tree of functional programming languages]]
240
241 [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
242
243
244 ## Recommended Books ##
245
246 It's not necessary to purchase these for the class. But they are good ways to get a more thorough and solid understanding of some of the more basic conceptual tools we'll be using.
247
248 *       *An Introduction to Lambda Calculi for Computer Scientists*, by Chris
249 Hankin, currently $17 on
250 [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0954300653).
251
252 *       (Another good book covering the same ground as the Hankin book, but
253 more thoroughly, and in a more mathematical style, is *Lambda-Calculus and Combinators:
254 an Introduction*, by J. Roger Hindley and Jonathan P. Seldin, currently $52 on [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0521898854). If you choose to read
255 both the Hankin book and this book, you'll notice the authors made some different
256 terminological/notational choices. At first, this makes comprehension slightly slower,
257 but in the long run it's helpful because it makes the arbitrariness of those choices more salient.)
258
259 *       (Another good book, covering some of the same ground as the previous two, but also delving much deeper into typed lambda calculi, is *Types and Programming Languages*, by Benjamin Pierce, currently $61 on [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0262162091). This book has many examples in OCaml.)
260
261 *   *The Little Schemer, Fourth Edition*, by Daniel P. Friedman and Matthias
262 Felleisen, currently $23 on [Amazon](http://www.amazon.com/exec/obidos/ASIN/0262560992).
263 This is a classic text introducing the gentle art of programming, using the
264 functional programming language Scheme. Many people love this book, but it has
265 an unusual dialog format that is not to everybody's taste. **Of particular
266 interest for this course** is the explanation of the Y combinator, available as
267 a free sample chapter [at the MIT Press web page for the
268 book](http://www.ccs.neu.edu/home/matthias/BTLS/).
269
270 *       *The Seasoned Schemer*, also by Daniel P. Friedman and Matthias Felleisen, currently $28
271 on [Amazon](http://www.amazon.com/Seasoned-Schemer-Daniel-P-Friedman/dp/026256100X)
272
273 *       *The Little MLer*, by Matthias Felleisen and Daniel P. Friedman, currently $27
274 on [Amazon](http://www.amazon.com/Little-MLer-Matthias-Felleisen/dp/026256114X).
275 This covers some of the same introductory ground as The Little Schemer, but
276 this time in ML. It uses another dialect of ML (called SML), instead of OCaml, but there are only
277 superficial syntactic differences between these languages. [Here's a translation
278 manual between them](http://www.mpi-sws.org/~rossberg/sml-vs-ocaml.html).
279
280
281
282 ----
283
284 All wikis are supposed to have a [[SandBox]], so this one does too.
285
286 This wiki is powered by [[ikiwiki]].
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