matthijs/introduction.lhs

   1 %include talk.fmt
   2 \section{Presentation Matthijs}
   3 \title{Haskell as a higher order structural hardware description language}
   4 \author{Matthijs Kooijman}
   5 \date{December 14, 2009}
   6
   7 \frame{\titlepage \setcounter{framenumber}{1}}
   8
   9
  10 \frame
  11 {
  12   \frametitle{Functions}
  13
  14   \begin{block}{Applying the $sqrt$ function to 4}<1>
  15   $ sqrt(4) = 2$
  16   \end{block}
  17   \begin{block}{A mathematical square function}<2->
  18   $ f(x) = x * x$
  19   \end{block}
  20
  21   \begin{block}{A square function in Haskell}<3->
  22   \texttt{square x = x * x}
  23   \end{block}
  24 }
  25
  26 \note[itemize]
  27 {
  28   \item Functionele taal -$>$ Wiskunde-achtig
  29   \item Functies staan centraal
  30   \item Next sheet: sqrt example
  31   \item Van buitenaf:
  32     \begin{itemize}
  33       \item Stop er argumenten in (toepassen)
  34       \item Krijg een resultaat terug
  35     \end{itemize}
  36   \item Next sheet: f(x) = x*x example
  37   \item Van binnenaf:
  38     \begin{itemize}
  39       \item \emph{Hoe} werkt de functie (definitie)
  40     \end{itemize}
  41   \item Next sheet: square in Haskell
  42   \item Geen haakjes
  43 }
  44
  45 \frame
  46 {
  47   \begin{columns}
  48     \begin{column}{8cm}
  49       \begin{block}{Pythagoras' theorem}
  50       $ a^2 + b^2 = c^2 $
  51
  52       or
  53
  54       $ c = \sqrt{a^2 + b^2} $
  55       \end{block}
  56     \end{column}
  57     \begin{column}{3cm}
  58       \includegraphics[width=3cm]{figures/Pythagoras}
  59     \end{column}
  60   \end{columns}
  61
  62   \pause
  63   % TODO: Alignment is weird due to mixing columns and non-columns
  64   \begin{block}{Calculating $c$ in Haskell}
  65     \texttt{pyth a b = sqrt ((square a) + (square b))}
  66   \end{block}
  67 }
  68
  69 \note[itemize]
  70 {
  71   \item Functies kunnen door andere functies gebruikt worden
  72   \item Next sheet: Pyth function
  73   \item Complexere functie
  74   \item Next sheet: Pyth in Haskell
  75 }
  76
  77 \frame
  78 {
  79   \begin{block}{}
  80     \texttt{pyth a b = sqrt ((square a) + (square b))}
  81   \end{block}
  82
  83   \begin{figure}
  84     \includegraphics[width=9.5cm]{figures/archs/Pyth}
  85   \end{figure}
  86 }
  87
  88 \note[itemize]
  89 {
  90   \item Next sheet: Pyth hardware
  91   \item Argumenten -$>$ input poorten
  92   \item Toepassing -$>$ component
  93   \item Resultaat -$>$ output poort
  94   \item (Combinatorische) hardware is continu
  95 }
  96
  97 \frame
  98 {
  99   \frametitle{Purity}
 100
 101   \begin{block}{Pure functions}
 102     sqrt, pyth
 103   \end{block}
 104   \begin{block}{Impure functions}
 105     random, delete\_file
 106   \end{block}
 107 }
 108
 109 \note[itemize]
 110 {
 111   \item Next sheet: Purity
 112   \item Wiskundige en functionele functies zijn (meestal) puur.
 113   \item Zelfde argumenten -$>$ zelfde resultaten
 114   \item Geen bijwerkingen.
 115 }
 116
 117 \frame
 118 {
 119   TODO: Impure (stateful) example.
 120 }
 121
 122 \note[itemize]
 123 {
 124   \item TODO
 125 }
 126
 127 \frame{
 128   \begin{center}
 129   {\Huge \clash}
 130
 131   \bigskip
 132   CAES language for hardware descriptions
 133   \end{center}
 134 }
 135
 136 \note[itemize]
 137 {
 138   \item Next sheet: \clash
 139   \item Hardware beschrijven in Haskell: \clash
 140   \item Nog niet gezien: keuzes, pattern matching, polymorfisme, hogere orde
 141   functies....
 142   \item Dit was de taal -$>$ compiler nodig
 143 }
 144
 145 \frame
 146 {
 147   \begin{block}{Compiler pipeline}
 148   $\xrightarrow{Haskell}{GHC frontend}
 149   \xrightarrow{Core}{Normalization}
 150   \xrightarrow{Core}{Backend}
 151   \xrightarrow{VHDL}$
 152   \end{block}
 153 }
 154
 155 \note[itemize]
 156 {
 157   \item Next sheet: \clash\ pipeline
 158   \item GHC: bestaande compiler
 159   \item Core: simpele functionale taal, niet minder expressief (vergelijk:
 160   taal zonder synoniemen)
 161   \item VHDL: Complexe HDL, gebruiken alleen netlist onderdelen.
 162   \item Normalisatie: Nog simpeler maken.
 163 }
 164
 165 \frame
 166 {
 167   \frametitle{Netlists}
 168
 169   \bigskip
 170   \bigskip
 171   \begin{figure}
 172     \includegraphics[width=9.5cm]{figures/archs/Square}
 173   \end{figure}
 174
 175   \begin{block}{Remember \texttt{square}}
 176     square x = x * x
 177   \end{block}
 178
 179 }
 180
 181 \note[itemize]
 182 {
 183   \item Next sheet: Square netlist
 184   \item Core hetzelfde als Haskell -$>$ gebruik Haskell syntax voor Core
 185   \item Netlist is componenten (vierkantjes) en verbindingen (lijntjes)
 186   \item Component heeft poorten, poorten moeten een naam hebben
 187   \item Resultaat van square heeft geen naam -$>$ geen normaalvorm
 188 }
 189
 190 \frame
 191 {
 192   \frametitle{Transformation}
 193   \begin{columns}
 194     \begin{column}{5cm}
 195       func = E
 196
 197       \smallskip
 198       \hrule
 199
 200       \smallskip
 201       func = let res = E in res
 202     \end{column}
 203     \begin{column}{5cm}
 204       E has no name
 205     \end{column}
 206   \end{columns}
 207
 208   \pause
 209   \bigskip
 210   \begin{block}{Apply to square}
 211     square x = x * x
 212
 213     \smallskip
 214     \hrule
 215
 216     \smallskip
 217     square x = let res = x * x in res
 218   \end{block}
 219 }
 220
 221 \note[itemize]
 222 {
 223   \item Next sheet: transformation example
 224   \item Transformatie nodig om output poort een naam te geven
 225   \item Next sheet: Apply to square
 226   \item Toepassen op square, res heeft nu een naam.
 227 }
 228
 229 \frame
 230 {
 231   \frametitle{Normalization system}
 232
 233   \begin{figure}
 234     \includegraphics[width=9.5cm]{figures/norm/Normalizing}
 235   \end{figure}
 236 }
 237
 238 \note[itemize]
 239 {
 240   \item Systeem van transformaties
 241   \item Volgorde ongedefinieerd: Doe maar wat, tot het net meer kan.
 242   \item Next sheet: Graafnotatie
 243   \item Lijnen zijn transformaties
 244   \item Keuzes (meerdere uitgaande lijnen)
 245   \item Alles komt onderin uit
 246 }
 247
 248 \frame
 249 {
 250   \frametitle{Normalization system}
 251
 252   \begin{figure}
 253     \includegraphics[width=8cm]{figures/norm/Incorrect}
 254   \end{figure}
 255 }
 256
 257 \note[itemize]
 258 {
 259   \item Meerdere normaalvormen
 260   \item Cykel
 261   \item Systeem werkt nu \emph{meestal}
 262   \item verbeteringen en bewijzen nodig
 263 }
 264
 265 \frame
 266 {
 267   \frametitle{Normalization system}
 268
 269   \begin{itemize}
 270     \item Easy to work with
 271     \item Allows analysis
 272     \item Still complex
 273   \end{itemize}
 274 }
 275
 276 \note[itemize]
 277 {
 278   \item Goede scheiding
 279   \item Makkelijk implementeren
 280   \item Wiskundige beschrijving -$>$ bewijzen
 281   \item Huidige systeem is nog incompleet
 282   \item De goede weg
 283 }
 284
 285 \frame
 286 {
 287   \frametitle{But now?}
 288   \begin{itemize}
 289     \item \clash\ has a solid base
 290     \item Lots of work left
 291     \item Needs testing!
 292   \end{itemize}
 293 }
 294
 295 \note[itemize]
 296 {
 297   \item \clash\ is helemaal nieuw werk
 298   \item Tekortkomingen: Haskell is niet ideaal, state beschrijvingen zijn
 299   niet compact, transformaties zijn nog niet (bewezen compleet).
 300   \item Meer testen nodig,
 301 }
 302
 303 \frame
 304 {
 305   {\Huge Thanks!}
 306
 307 }
 308
 309 % vim: set filetype=tex sw=2 sts=2 expandtab: