updates
authorMart Lubbers <mart@martlubbers.net>
Thu, 2 Feb 2023 14:52:50 +0000 (15:52 +0100)
committerMart Lubbers <mart@martlubbers.net>
Thu, 2 Feb 2023 14:52:50 +0000 (15:52 +0100)
asbook.tex
concl/concl.tex
top/lang.tex

index 5e6301d..b320532 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@
 \usepackage{pdfpages}
 
 \begin{document}
-%\includepdf[landscape,booklet,pages={1-22}]{thesis.pdf}%chktex 29 chktex 8
-\includepdf[landscape,booklet,pages={1-}]{concl/concl.pdf}%chktex 29 chktex 8
+%\includepdf[landscape,booklet,pages={69-128}]{thesis.pdf}%chktex 29 chktex 8
+\includepdf[landscape,booklet,pages={3-}]{top/lang.pdf}%chktex 29 chktex 8
 %\includepdf[pages={211,212}]{thesis.pdf}%chktex 29 chktex 8
 \end{document}
index cfbb92a..17a7828 100644 (file)
@@ -8,57 +8,85 @@
 \input{subfileprefix}
 \chapter{Coda}%
 \label{chp:conclusion}%
+\ifSubfilesClassLoaded{\glsunsetall}{}%
 \begin{chapterabstract}
        This chapter concludes the dissertation and reflects on the work.
 \end{chapterabstract}
 \section{Reflections}
-\todo[inline]{chap\-ter\-ab\-stract weg?}
-The term \gls{IOT} has already been known for almost thirty years.
-Only recently, the exponential growth of the number of \gls{IOT} edge devices is really ramping up.
-Programming layered systems such as \gls{IOT} systems is very complex.
-The complexity mainly arises from the fact that each layer of the system is built up using different computers, hardware architectures, programming languages, programming paradigms, and abstraction levels.
+
+This dissertation shed light on orchestrating complete \gls{IOT} systems using \gls{TOP}.
+
+The term \gls{IOT} refers to the interconnected network of physical devices that are connected to each other and the internet.
+The edge, or perception, layer of an \gls{IOT} systems is often powered by microcontrollers.
+These small and cheap computers do not have powerful hardware but are energy efficient and support many sensors and actuators.
+While the term \gls{IOT} has already been known for almost thirty years, only recently, the exponential growth of the number of \gls{IOT} edge devices is really ramping up.
+Programming \gls{IOT} systems is very complex because each layer of the system is built with different computers, hardware architectures, programming languages, programming paradigms, and abstraction levels.
 This generates a lot of semantic friction.
 Furthermore, \gls{IOT} systems become convoluted because they are dynamic, multi-tiered, multi-user, multitasking, interactive, distributed, and collaborative.
 \Gls{TOP} proves a suitable programming paradigm that allows the declarative specification of exactly such systems.
 However, edge devices are often too computationally restricted to be able to run a full-fledged \gls{TOP} system such as \gls{ITASK}.
-This thesis sheds light on how to orchestrate complete \gls{IOT} systems using \gls{TOP}.
-It specifically fills in the knowledge gap for edge devices.
-The contributions are split up into three episodes.
 
-In \cref{prt:dsl}, two novel techniques for embedding \glspl{DSL} in \gls{FP} languages are presented: the classy deep \gls{EDSL} embedding technique and a way of generating boilerplate for data types using template metaprogramming.
+The dissertation is structured as a purely functional rhapsody in three episodes.
+It shows different techniques that aid crafting the tools required, i.e.\ creating the programming languages.
+Then it shows the tool, \gls{MTASK}, a \gls{TOP} system for \gls{IOT} edge devices.
+Finally it compares how this tool compares to existing tools.
+
+\subsection{Tool craft}
+First some techniques for tool crafting are presented in \cref{prt:dsl} that are useful for creating \gls{TOP} languages for \gls{IOT} edge devices.
+It presents two novel techniques for embedding \glspl{DSL} in \gls{FP} languages:
+Classy deep embedding is a novel \gls{EDSL} embedding technique.
 In \gls{DSL} embedding techniques, one always has to make concessions.
 Either it is easy to extend the language in language constructs or in interpretations but never both.
 Tagless-final embedding offers a way of extending a shallowly embedded \gls{DSL} both in constructs and interpretations.
 Classy deep embedding is the organically grown counterpart for deep embedding a \gls{DSL}.
 It allows orthogonal extension of language constructs and interpretations with minimal boilerplate and no advanced type system extensions.
-Furthermore, when embedding a \gls{DSL} in a language, much of the machinery is inherited.
-However, data types are not automatically useable in the \gls{DSL} because the interfaces such as constructors, deconstructors and constructortests are not inherited.
+
+When embedding a \gls{DSL} in a language, much, but not all, of the machinery is inherited
+For example, data types are not automatically useable in the \gls{DSL} because the interfaces such as constructors, deconstructors and constructor predicates are not inherited.
 I show how to automatically generate boilerplate for \glspl{DSL} in order to make data types first-class citizens in the \gls{DSL}.
 The scaffolding is generated using template metaprogramming and quasiquotation is used to alleviate the programmer from the syntax burden.
 
-\Cref{prt:top} contains a complete overview of the \gls{MTASK} system: its design, integration with \gls{ITASK}, implementation, and green computing facilities.
+\subsection{Tools}
+General-purpose \gls{TOP} systems cannot run on edge devices due to their sizeable hardware requirements.
+However, using advanced \gls{DSL} embedding techniques, \glspl{DSL} can be created that can be executed on edge devices while maintaining the high abstraction level.
+By embedding domain-specific knowledge into the language and execution platform, and leaving out general-purpose functionality \gls{TOP} languages can be made suitable for edge devices.
+
+\Cref{prt:top} contains a complete overview of such a tool: the \gls{MTASK} system.
+Its design, integration with \gls{ITASK}, implementation, and green computing facilities are shown.
 The \gls{MTASK} language is a unique domain-specific \gls{TOP} \gls{EDSL} designed system for edge devices.
 The \gls{MTASK} system is fully integrated with the \gls{ITASK} system, a \gls{TOP} system for programming distributed web applications.
 In the \gls{ITASK} system, there are abstractions for details such as user interfaces, data storage, client-side platforms, and persistent workflows.
 The \gls{MTASK} language abstracts away from edge device specific details such as sensor and actuator access, heterogeneity in hardware, and multitasking and scheduling.
 Tasks in the \gls{MTASK} system are compiled at run time and sent to the device dynamically in order to support create dynamic systems where tasks are tailor-made for the current work requirements.
 This tight integration makes programming full \gls{IOT} systems using \gls{TOP} possible without major compromises.
-All layers of the entire \gls{IOT} system are specified in a single source, the same strong type system, and similar high abstraction level.
-Therefore, they are simultaneously checked by a single compiler, reducing interoperability problems.
-Furthermore, all communication and integration is automatically generated, reducing the interoperability even more.
 Using only three simple functions, devices are connected to \gls{ITASK} servers, \gls{MTASK} tasks are integrated in \gls{ITASK}, and \gls{ITASK} \glspl{SDS} accessed from within \gls{MTASK} tasks.
-\todo[inline]{benoem geïntroduceerde semantische wrijving? Het feit dat mTask strikter is?}
 
-In \Cref{prt:tvt}, traditional \gls{IOT} system programming, tiered programming, is qualitatively and quantitatively compared to tierless programming.
-The comparison demonstrates that programming such complex systems using a tierless approach such as using \gls{MTASK} or even \gls{ITASK} reduces the development effort required to making these systems.
-Concretely, it results in fewer \gls{SLOC}, files, programming languages and programming paradigms.
+\subsection{Comparison}
+Previous episodes show that it is possible to program all layers of an \gls{IOT} systems using \gls{TOP}.
+Using tierless programming, many issues that arise with tiered programming are mitigated.
+This has already been observed in web applications.
+The question whether this novel approach to programming tiered systems also reduces the develop grief is answered in \cref{prt:tvt}.
+This episode presents a four-way qualitatively and quantitatively comparison of the following systems:
+\begin{enumerate*}
+       \item \gls{PRS}, a tiered system based on resource-rich edge devices powered by \gls{PYTHON};
+       \item \gls{PWS}, a tiered system based on resource-constrained edge devices by \gls{MICROPYTHON};
+       \item \gls{CRS}, a tierless system based on resource-rich edge devices powered by \gls{ITASK};
+       \item \gls{CWS}, a tierless system based on resource-constrained edge devices powered by \imtask{}.
+\end{enumerate*}
+
+This comparison shows that when using a programming paradigm that is available both for resource-rich and resource-constrained edge devices, there is little difference in developer grief.
+On the other hand, using a tierless system compared to a tiered system reduces the developer grief significantly.
 
-However, it is not a silver bullet.
-However, it has some disadvantages as well.
-Tierless languages are novel, and hence lacking tooling and community support.
-They contain many high-level tierless abstractions that the programmer has to master.
-The low-level specific semantics of the final application may become more difficult to destill from the specification.
-Finally, the system is quite monolithic.
+Using either \imtask{} when dealing with resource-constrained devices such as microcontrollers or just \gls{ITASK} for all layers all layers of the entire \gls{IOT} system are specified in a single source, the same strong type system, and similar high abstraction level.
+The tierless approach results in fewer \gls{SLOC}, files, programming languages and programming paradigms.
+All code is simultaneously checked by a single compiler, reducing interoperability problems.
+Furthermore, all communication and integration is automatically generated, reducing interoperability issues even more.
+%
+However, it is not a silver bullet, there are some disadvantages as well.
+Tierless languages are novel, and hence often lack tooling and community support.
+They contain high-level tierless abstractions that the programmer has to master.
+The low-level specific semantics of the final application may become more difficult to distill from the specification.
+Finally, the system is more monolithic compared to tiered approaches.
 Changing components within the system is easy if it already is supported in the \gls{EDSL}.
 Adding new components to the system requires the programmer to add it to all complex components of the languages such as the compiler, and \gls{RTS}.
 
index d0945c9..2c5cb70 100644 (file)
@@ -9,7 +9,7 @@
 \chapter{The \texorpdfstring{\gls{MTASK}}{mTask} language}%\texorpdfstring{\glsxtrshort{DSL}}{DSL}}%
 \label{chp:mtask_dsl}
 \begin{chapterabstract}
-       \noindent This chapter introduces the \gls{TOP} language \gls{MTASK} language by:
+       This chapter introduces the \gls{TOP} language \gls{MTASK} language by:
        \begin{itemize}
                \item introducing the setup of the \gls{EDSL};
                \item describing briefly the various interpretations;