Referentin: Sibylle Weber-Böttler

Präsentation zum Thema: "Referentin: Sibylle Weber-Böttler"—  Präsentation transkript:

1 Referentin: Sibylle Weber-Böttler
John McCarthy und LISP Seminar Geschichte der Informatik Universität des Saarlandes FR 6.2 Informatik Lehrstuhl Prof. Dr. Siekmann WS 2001/02 Referentin: Sibylle Weber-Böttler

2 Vorstellung des Themas
LISP-Vorbemerkungen John McCarthy Geburt der KI LISP und seine Dialekte Weiterentwicklung Anwendungen Seminar Geschichte der Informatik

3 Seminar Geschichte der Informatik
Was ist LISP? LISP = LISt Processing (Darstellung durch Listenstrukturen) Eine der „Ursprachen“ der Informatik Vorarbeiten ab 1956 Konzeption, Implementierung und erste Anwendungen Funktionale Programmiersprache Theoretische Basis: λ-Kalkül An Lisp angelehnt: ML Seminar Geschichte der Informatik

4 Seminar Geschichte der Informatik
Lambda-Kalkül Aussagenlogisches System, in dem der Lambda-Operator eine zentrale Rolle spielt Einfache algorithmische Sprache Beispiel: Darstellung einer Funktion als Berechnungsvorschrift (x² + x)² (λx(x² +x)²) x wird als Variable gekennzeichnet und gebunden Rein syntaktische Manipulationen anhand fester Reduktions- und Konversionsregeln Modell berechenbarer Funktionen Seminar Geschichte der Informatik

5 Funktionales Programmieren
Alle Programme sind Funktionen Funktionsdefinition: plus(x; y) := x +y Funktionsanwendung/-aufruf: plus(2; 3) = 2 +3 = 5 Schreibweise in LISP (> ist der Systemprompt): > (plus 2 3) Funktionsanwendung 5 Rückgabe Seminar Geschichte der Informatik

6 Seminar Geschichte der Informatik
John McCarthy Pionier in der KI 3 Hauptforschungsbereiche: Beschreibung des Alltagsverstandes (Common Sense) Mathematisierung der Informatik Nichtmonotone Schließverfahren „Erfindung“ von LISP Entwickelte Konzept des Time-Sharings 1971 Turing Award Seminar Geschichte der Informatik

7 Seminar Geschichte der Informatik
Vita - John McCarthy *1927 in Boston 1946 Studium der Mathematik 1951 PhD in Mathematik in Princeton Assistant Professor für Mathematik an der Universität von Stanford Assistant Professor für Mathematik am Dartmouth College Associate Professor für Kommunikationswissenschaft am MIT Professor für Informatik in Stanford Direktor des KI-Instituts in Stanford 2000 Ehrendoktorwürde der Uni Erlangen Seminar Geschichte der Informatik

8 McCarthy`s 1.Modell menschlicher Intelligenz auf einer Maschine (1949)
„I considered an intelligent thing as a finite automaton connected to an environment that was a finite automaton. I made an appointment to see John von Neumann. He was encouraging. He said, „write it up, write it up.“ But I didn`t write it up because I didn`t feel it was really good.“

9 Seminar Geschichte der Informatik
Geburt der KI 1956 Summer Research Project on Artifical Intelligence am Dartmouth-College, New Hampshire Organisiert von McCarthy und Minsky 10 Teilnehmer u.a. Shannon, Rochester, Newell und Simon McCarthy und Minsky waren in den folgenden Jahren die prägenden Persönlichkeiten in der Forschung zur Künstlichen Intelligenz Name Artificial Intelligence etabliert sich 1958 Geburtsjahr der KI, McCarthy geht ans MIT ; gründet KI Projekt und entwickelt LISP Seminar Geschichte der Informatik

10 Seminar Geschichte der Informatik
Motivation für LISP McCarthy hatte Vision vom Advice Taker, einem System, dem man (symbolische) Informationen über über zu lösende Aufgaben mitteilt (statt einer Anweisungskette). Advice Taker stellte bestimmte Forderungen an Programmiersprache: symbolische Darstellbarkeit und Möglichkeit von Manipulationen auf diesen Ausdrücken Geburt von LISP Seminar Geschichte der Informatik

11 Seminar Geschichte der Informatik
LISP Syntax Einfache Syntax ( ) Ausdruck mit Wert 6 (+(+2 3)(+4 5)) Evaluation von 2+3, dann 4+5, dann 5+9 (append(Bob kissed)Alice) wertet aus zu: (Bob kissed Alice) (reverse (append(Bob kissed)Alice) wertet aus zu: (Alice kissed Bob) Seminar Geschichte der Informatik

12 LISP - Grundeigenschaften
LISP ermöglicht interaktive Arbeitsweise: Benutzer gibt Ausdruck ein, LISP-System interpretiert ihn und gibt Resultat aus Schritt für Schritt Erstellen und Testen von Programmen möglich LISP-Programme und LISP-Daten haben dieselbe Form: LISP-Programm kann anderes LISP-Programm als Daten verwenden Seminar Geschichte der Informatik

13 Universelle LISP-Funktion
McCarthy wollte zeigen, dass man mit LISP die berechenbaren Funktionen sehr einfach beschreiben kann. Deshalb schrieb er eine allgemeine (universelle) LISP-Funktion. Er zeigte, dass sie kürzer und verständlicher ist als die Beschreibung einer universellen Turing-Maschine. Seminar Geschichte der Informatik

14 LISP – die ersten Versionen
1958 führt McCarthy LISP am MIT ein LISP 1 wird 1959 fertiggestellt Kennt keine Integer, sondern nur Gleitkommazahlen Verwendet noch nicht die LAMBDA-Notation zur Bezeichnung von Funktionen Sprache umfasst 90 vordefinierte Definitionen Implementierung auf einer IBM 704 Seminar Geschichte der Informatik

15 Seminar Geschichte der Informatik
IBM 704 Seminar Geschichte der Informatik

16 Seminar Geschichte der Informatik
LISP 1.5 Einführung ganzer Zahlen Einführung von Feldern Funktionen mit bis zu 20 Argumenten erlaubt (in LISP 1 nur 10) Erweiterung des Sprachkerns auf 150 Funktionen Verbesserung der Ein-/Ausgabefunktionen Seminar Geschichte der Informatik

17 Seminar Geschichte der Informatik
LISP von McCarthy wechselt nach Stanford Entstehung eines 2. LISP-Zentrums Bei BBN (Bolt, Beranek &Newman), einer Datenverarbeitungsfirma entsteht ein drittes Zentrum Diese beiden und MIT treiben die Weiterentwicklung von LISP voran Neue Versionen Verbesserte Entwicklungsumgebungen Debugging- Möglichkeiten Seminar Geschichte der Informatik

18 Standardisierungsversuche
Weiterentwicklung In den 70er Jahren Entwicklung verschiedener Lisp-Dialekte: Maclisp (am MIT) Interlisp (in Cambridge, später am PARC von Xerox in Palo Alto) Standardisierungsversuche COMMON LISP (1984) Seminar Geschichte der Informatik

19 LISP-Maschine von Siemens (1987)

20 Seminar Geschichte der Informatik
Geschichte von LISP LISP 1960 ISWIM Mac Lisp Inter Lisp ML Scheme 1980 Comon Lisp Standard ML CLOS Haskell Gofer Seminar Geschichte der Informatik

21 LISP-basierte Software
Emacs (Texteditor) AutoCAD (CAD-System) Interleaf (Professionelles Publishing-System) Das Scheduling des Hubble-Teleskops Macsyma/Reduce (Computeralgebrasysteme) Crash Bandicot (Sony Playstation Game) Seminar Geschichte der Informatik

22 Seminar Geschichte der Informatik
Fazit In den 60er Jahren große Euphorie – man erwartete bis Ende des 20.Jahrhunderts Computer, die sich menschlich verhalten würden Es entstanden viele Science-Fiction-Filme, die den Menschen in naher Zukunft eine schöne Technik-Welt suggerierten Die Ziele wurden mit den Jahren realistischer formuliert: Es wurden weniger „konkurrierende“ Maschinen entwickelt, sondern Systeme, die sich mit Problemen der Mustererkennung, Sprachverarbeitung oder Robotik beschäftigen. Seminar Geschichte der Informatik

23 „Viele Innovationen der Informatk enttstanden [...] als Nebeneffekte.
Das eigentliche Ziel war die KI, aber die Softwaretechnik wurde vorangetrieben.“ Christiane Floyd, „Pioniere der Informatik“ McCarthy hat LISP nur als Mittel zum Zweck gesehen, um sein Ziel einer intelligenten Maschine zu erreichen LISP hat große Bedeutung für die Entwicklung textverarbeitender Systeme erlangt – denn Lisp unterstützt die Arbeit mit Zeichenketten. Nichtmonotones Schliessen Neue Ideen für Sprachdesign – Beeinflussung der Entwicklung anderer Programmier-Sprachen - Rekursion –Konditionale Ausdrücke Hat andere Computerwissenschaftler aus verschiedenen Gebieten: Rabin in Kryptografie Tarjan LISP beruht auf rein mathemat. Theorie

24 „If you want the computer to have general intelligence, the outer structure has to be commonsense knowledge and reasoning.“ - John McCarthy - Wenn menschliche Intelligenz präzise genug beschrieben wird, dann kann eine Maschine sie simulieren.