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[phd-thesis.git] / introduction / introduction.tex
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@@ -162,63 +162,132 @@ This approach to software development is also called \gls{TOSD}~\cite{wang_maint
 \end{description}
 
 \section{Outline}
+\todo[inline]{uitbreiden}
 %\epigraph{%
 %      \textbf{rhapsody} /\textipa{['r\ae{}ps@di]}/ \emph{noun} (pl.\ \textbf{-ies}) a piece of music that is full of feeling and is not regular in form: Liszt's Hungarian Rhapsodies.
 %}{%
 %      Oxford Advanced Learners Dictionary~\cite{margaret_deuter_rhapsody_2015}.
 %}
-Wikipedia defines a \emph{rhapsody} as follows~\cite{wikipedia_contributors_rhapsody_2022}:
+This thesis is structured as a purely functional rhapsody.
+On Wikipedia, a rhapsody is defined as follows~\cite{wikipedia_contributors_rhapsody_2022}:
 \begin{quote}
        A \textbf{rhapsody} in music is a one-movement work that is episodic yet integrated, free-flowing in structure, featuring a range of highly contrasted moods, colour, and tonality. An air of spontaneous inspiration and a sense of improvisation make it freer in form than a set of variations.
 \end{quote}
 
 This thesis follows the tradition and consists of three movements that are episodic yet integrated.
-The first movement is about embedded \gls{DSL} techniques, the second movement elaborates on \gls{TOP} for the \gls{IOT} and the third and last movement compares traditional tiered \gls{IOT} architectures to a tierless architectures such as \gls{TOP}.
+\Cref{prt:dsl} is about \gls{EDSL} techniques, \cref{prt:top} elaborates on \gls{TOP} for the \gls{IOT} and \cref{prt:tvt} compares traditional tiered \gls{IOT} architectures to a tierless architectures such as \gls{TOP}.
 The movements are readable independently if the reader is familiarised with the background material provided in \cref{chp:introduction}.
+The thesis wraps up with \cref{chp:conclusion} that provides a conclusion and an outlook on future work.
 
-\paragraph{\Cref{prt:dsl}} is a cumulative or paper-based movement that focusses on techniques for embedding \glspl{DSL} in functional programming lanugages.
+\subsection{\Cref{prt:dsl}: Domain-specific languages}
+This movement is a cumulative or paper-based movement that focusses on techniques for embedding \glspl{DSL} in functional programming lanugages.
 After reading the first chapter, subsequent chapters in this movement are readable as independently.
 
-\subparagraph{\Cref{chp:dsl_embedding_techniques}} shows all the basic techniques and compares the properties.
+\subsubsection{\Cref{chp:dsl_embedding_techniques}}
+This chapter shows all the basic techniques and compares the properties of several embedding methods.
 This chapter is not based on a paper and written as a background for the subsequent chapters in the movement.
 
-\subparagraph{\Cref{chp:classy_deep_embedding}} 
-This chapter is based on the paper: \emph{Deep Embedding with Class}~\todo[inline]{cite when published}.
+\subsubsection{\Cref{chp:classy_deep_embedding}} 
+This chapter is based on the paper: \emph{Deep Embedding with Class}~\todo{cite when published}.
+
 During a Master's thesis supervision~\cite{amazonas_cabral_de_andrade_developing_2018}, focussing on an early version of \gls{MTASK}, a seed was planted for a novel deep embedding technique for \glspl{DSL} where the resulting language is extendible both in constructs and in interpretation using type classes and existential data types.
 Slowly the ideas organically grew to form the technique shown in the paper.
 
 The research from this paper and writing the paper was solely performed by me.
 
-\subparagraph{\Cref{chp:first-class_datatypes}} shows how to inherit data types in embedded \glspl{DSL} using metaprogramming.
-This chapter is based on the paper: \emph{First-Class Data Types in Shallow Embedded Domain-Specific Languages using Metaprogramming}~\todo[inline]{cite when accepted}.
+\subsubsection{\Cref{chp:first-class_datatypes}} shows how to inherit data types in \glspl{EDSL} using metaprogramming.
+This chapter is based on the paper: \emph{First-Class Data Types in Shallow Embedded Domain-Specific Languages using Metaprogramming}~\todo{cite when accepted}.
 
-The research in this paper and writing the paper was performed by me, though there were weekly meetings with Pieter Koopman an Rinus Plasmeijer in which we discussed and refined the ideas.
+The research in this paper and writing the paper was performed by me, though there were weekly meetings with Pieter Koopman and Rinus Plasmeijer in which we discussed and refined the ideas.
 
-\subparagraph{\Cref{chp:strongly-typed_multi-view_stack-based_computations}} shows how to use advanced \gls{DSL} techniques to embed type safe stack-based computations in a host language.
-This chapter is based on the paper: \emph{Strongly-Typed Multi-View Stack-Based Computations}~\todo[inline]{cite when accepted}.
+\subsubsection{\Cref{chp:strongly-typed_multi-view_stack-based_computations}} shows how to use advanced \gls{DSL} techniques to embed type safe stack-based computations in a host language.
+This chapter is based on the paper: \emph{Strongly-Typed Multi-View Stack-Based Computations}~\todo{cite when accepted}.
+\todo{Zal ik dit paper wel opnemen? Aangezien Pieter het grotendeels gedaan heeft?}
 
-I supported Pieter Koopman in performing the research in this paper.
-The paper was mostly written by Pieter Koopman\todo{probably}.
+I supported Pieter Koopman in performing the research in this paper by writing some of the software.
+The paper was mostly written by Pieter Koopman\todo{probably will be}.
 
-\paragraph{\Cref{prt:top}} is a monograph focussing on \glspl{TOP} for the \gls{IOT}.
+\subsection{\Cref{prt:top}: Task-oriented \texorpdfstring{\acrlong{IOT}}{internet of things} programming }
+This part is a monograph focussing on \glspl{TOP} for the \gls{IOT}.
 Therefore, the chapters depend on eachother and are best read in order.
 The monograph is compiled from the following papers and revised lecture notes.
 
 \begin{itemize}
        \item \bibentry{koopman_task-based_2018}.
-       \item \bibentry{lubbers_task_2017} (extension of Master's thesis~\cite{lubbers_task_2018}).
+
+               This was the initial \gls{TOP}/\gls{MTASK} paper.
+               Pieter Koopman wrote it but I helped with the software and research.
+       \item \bibentry{lubbers_task_2018}.
+               
+               This paper was an extension of my Master's thesis~\cite{lubbers_task_2017}.
+               It shows how a simple imperative variant of \gls{MTASK} was integrated with \gls{ITASK}.
+               While the language was a lot different than later versions, the integration mechanism is still used in \gls{MTASK} today.
+
+               The research in this paper and writing the paper was performed by me, though there were weekly meetings with Pieter Koopman and Rinus Plasmeijer in which we discussed and refined the ideas.
        \item \bibentry{lubbers_multitasking_2019}.
-       \item \emph{Simulation of a Task-Based Embedded Domain Specific Language for the Internet of Things}~\todo[inline]{cite when published}
-       \item \emph{Writing Internet of Things applications with Task Oriented Programming}~\todo[inline]{cite when published}
+
+               This paper was a short paper on the multitasking capabilities of \gls{MTASK} in contrast to traditional multitasking methods for \gls{ARDUINO}.
+       \item \emph{Simulation of a Task-Based Embedded Domain Specific Language for the Internet of Things}~\todo{cite when published}
+
+               These revised lecture notes are from a course on the \gls{MTASK} simulator was provided at the 2018 CEFP/3COWS winter school in Ko\v{s}ice, Slovakia.
+
+               Pieter Koopman wrote and taught it though I helped with the software and research.
+       \item \emph{Writing Internet of Things applications with Task Oriented Programming}~\todo{cite when published}
+
+               These revised lecture notes are from a course on programming in \gls{MTASK} provided at the 2019 CEFP/3COWS summer school in Budapest, Hungary.
+
+               Pieter prepared half of the lecture. I wrote the lecture notes, prepared the other half of the lecture, the assignments and practical session.
        \item \bibentry{lubbers_interpreting_2019}.
-       \item \emph{Reducing the Power Consumption of IoT with Task-Oriented Programming}~\todo[inline]{cite when published} (extensios of Master's thesis by Sjoerd Crooijmans~\cite{crooijmans_reducing_2021}).
-       \item \emph{Asynchronous Shared Data Sources}~\todo[inline]{cite when accepted}
+
+               This paper showed an implementation for \gls{MTASK} for microcontrollers in the form of a compilation scheme and informal semantics description.
+
+               The research in this paper and writing the paper was performed by me, though there were weekly meetings with Pieter Koopman and Rinus Plasmeijer in which we discussed and refined the ideas.
+       \item \emph{Reducing the Power Consumption of IoT with Task-Oriented Programming}~\todo{cite when published}
+
+               This paper shows how to create a scheduler so that devices running \gls{MTASK} tasks can go to sleep more automatically.
+               Furthermore, it shows how to integrate hardware interrupts into \gls{MTASK}.
+               The research was carried out by Sjoerd Crooijmans during his Master's thesis~\cite{crooijmans_reducing_2021}.
+               I did the daily supervision and helped with the research, Pieter Koopman was the formal supervisor and wrote most of the paper.
+       \item \emph{Asynchronous Shared Data Sources}~\todo{cite when accepted}
+
+               \todo[inline]{This paper could in theory be dropped in favour of being done sooner with the thesis}
+
+               Asynchronous \glspl{SDS} are used in the current \gls{ITASK} system and allow bigger \gls{IOT} devices such as raspberry pi's to be used in a tierless \gls{ITASK} system.
+               The example application shown in \cref{prt:tvt} heavily uses asynchronous \glspl{SDS}.
+               This paper shows how to lift \glspl{SDS} to operate asynchronously independent of \gls{ITASK} or another \gls{TOP} implementation.
+
+               The initial research was carried out by Haye B\"ohm during his Master's thesis~\cite{bohm_asynchronous_2019}.
+               I did the daily supervision and helped with the research, Pieter Koopman and Rinus Plasmeijer were the formal supervisors.
+               I extended and generalised the research and wrote the paper.
        \item \emph{Green Computing for the Internet of Things}~\todo[inline]{cite when done}
-       \item \emph{T.B.A.}~\todo[inline]{cite when done}
+
+               These revised lecture notes are from a course on sustainable programming using \gls{MTASK} provided at the 2022 Sustrainable summer school in Rijeka, Croatia.
+
+               Pieter prepared half of the lecture. I wrote the lecture notes, prepared the other half of the lecture, the assignments and the practical session.
 \end{itemize}
 
-\paragraph{\Cref{prt:tvt}}
-This chapter focusses on comparing traditional tiered architectures to tierless architectures and is based on a single journal paper that extensed on a conference paper.
+The movement is made up out of the following chapters
+\todo[inline]{preliminary}
+
+\begin{itemize}
+       \item The mTask language (includes informal semantics)
+               \begin{itemize}
+                       \item Expressions
+                       \item Functions
+                       \item Tasks
+                       \item Shares
+                       \item Peripherals
+               \end{itemize}
+       \item Interpretations/views/backends\todo{decide on terminology}
+       \item Green computing
+       \item Integration with iTask
+       \item Implementation (based on IFL19 paper)
+       \item TOP for IoT beyond microprocessors
+\end{itemize}
+
+\subsection{\Cref{prt:tvt}: Tiered versus tierless programming}
+These chapters focus on comparing traditional tiered architectures to tierless architectures and are based on a single journal paper that extended on a conference paper.
+The conference paper was partly funded by the Radboud-Glasgow Collaboration Fund.
 It does both a qualitative and a quantitative four-way comparison of a smart campus application.
 
 The research in these papers and writing them was performed by all authors.
@@ -230,8 +299,6 @@ Adrian Ramsingh created the micropython implementation (\acrshort{PWS}), the ori
        \item \emph{Could Tierless Languages Reduce IoT Development Grief?}~\todo[inline]{cite when accepted}
 \end{itemize}
 
-\paragraph{\Cref{chp:conclusion}} finally concludes and provides an outlook on future work.
-
 \newcounter{secondauthorcnt}
 \newcounter{underreviewcnt}
 \newcounter{plannedcnt}
@@ -240,6 +307,7 @@ Adrian Ramsingh created the micropython implementation (\acrshort{PWS}), the ori
 \newcommand{\underreview}{\textsuperscript{$\dagger$}\stepcounter{underreviewcnt}}
 \newcommand{\planned}{\textsuperscript{$\ddagger$}\stepcounter{plannedcnt}}
 
+\subsection{List of publications}
 \begin{enumerate}
        \item \secondauthor{}
                A Task-Based DSL for Microcomputers
@@ -293,9 +361,6 @@ Adrian Ramsingh created the micropython implementation (\acrshort{PWS}), the ori
        \item \planned{} Green Computing for the Internet of Things
 
                M. Lubbers, P. Koopman (Sustrainable 2022 planned).
-       \item \planned{} T.B.A.
-
-               M. Lubbers, P. Koopman (Sustrainable 2023 planned).
 
                \setcounter{publicationscnt}{\value{enumi}}
 \end{enumerate}