Researchers in the Forms/3 group have previously developed the WYSIWYT methodology, exploring a way of systematically testing spreadsheet languages. The previous work presented the WYSIWYT methodology for individual spreadsheet cells, and later partially extended it to large grids in which some cells share the same formula. The Forms/3 spreadsheet language supports not only operations of individual cells but also some advanced programming features such as homogeneous grids, recursive programs, and user-defined abstract data types. Therefore, it is important for the testing methodology to support even these more powerful features of the language, not just the "easy parts". In this document, we present extensions to the WYSIWYT methodology for these advanced features. We optimized the visual aspects of testing spreadsheet grids and collected experimental information about scalability. We also developed two possible ways the WYSIWYT methodology could be extended to accommodate recursion in terms of their testing theoretic aspects, implementation strategies, algorithms and time complexities. Since the ultimate goal is to help the people using these languages, we also conducted an empirical study and used its results to inform our choice as to which of these two approaches to adopt. Finally, we developed an approach of testing user-defined abstract data types; here we present design, implementation issues, algorithms and time complexities. / Graduation date: 2002

E-commerce has begun to evolve beyond simple web pages to more sophisticated ways of conducting e-business transactions, such as through electronic advertising, negotiation, and delivery. However, to participate in these advances requires the skills of professional programmers, and end-user owners of small businesses often cannot justify this expense. In this thesis, we present FAR, an end-user language to offer and deliver e-services. The novel aspects of FAR are its support of small e-services and its multiparadigm approach to combining ideas from spreadsheets and rule-based programming with drag-and-drop web page layout devices. / Graduation date: 2002

How can rigorous forms of testing be supported in a way that is both compatible with the visual aspect of visual programming languages, and usable by the audiences using those languages - even when the audience has no background in software engineering? Visual programs are likely to contain at least some errors, and supporting a visual form of testing would give users a way to spot those errors early in the program's life. In previous work, we have developed a visual testing methodology known as WYSIWYT, for use in visual spreadsheet languages, and in this work, we show formally that this methodology can be generalized to screen transition diagrams. The algorithms and accompanying proof of the coverage equivalence that they ensure provide the mechanisms needed for the screen transition paradigm to incorporate WYSIWYT testing for both professional and end-user programming audiences. / Graduation date: 2004 / Best scan available for figures. Original is blurry.

How might capabilities for algorithm animation be seamlessly integrated into a programming language that is both visual and declarative? Until now, visual programming language researchers have not attempted to answer that question, making the fruits of algorithm animation available only to users of textual programming languages. Users of visual programming languages (VPLs) have been deprived of the unique semantic insights algorithm animation offers, insights that would foster the understanding and debugging of visual programs. We have answered the question by seamlessly integrating algorithm animation capabilities into Forms/3, a general-purpose, declarative VPL. Our results show that such a VPL can support algorithm animation without leaving the declarative, visual model, without adding new concepts to the language or how to program in it, and without deviating from the uniform representation established for the language. In addition, our research shows that the characteristics of declarative VPLs result in some interesting algorithm animation features not found in other systems. / Graduation date: 1995

Graduation date: 2006 / Functional programming is concerned with referential transparency, that is, given a certain function and its parameter, that the result will always be the same. However, it seems that this is violated in applications involving uncertainty, such as rolling a dice. This thesis defines the background of probabilistic programming and domain-specific languages, and builds on these ideas to construct a domain-specific embedded language (DSEL) for probabilistic programming in a purely functional language. This DSEL is then applied in a real-world setting to develop an application in use by the Center for Gene Research at Oregon State University. The process and results of this development are discussed.

This study describes an interview survey of college instructors of foreign and programming languages as well as a content analysis of textbooks from these fields. Seven interviews were conducted with instructors in Romance Languages and Computer Science at five colleges in central North Carolina. The purpose of the interviews was to determine how instructors of foreign and programming languages view their teaching methodology and how this relates to the textbooks they choose. Based on the information gathered at the interviews and a subsequent content analysis of six textbooks, this study explored the possibilities that exchanging teaching ideas between foreign and programming language texts might afford if these were applied creatively across these two curricula.

Cette thèse décrit une nouvelle approche pour la méta-programmation sûre. Un méta-programme est un programme qui manipule des programmes ou assimilés. Les compilateurs et systèmes de preuves sont de bons exemples de méta-programmes qui bénéficieraient de cette approche. Dans ce but, ce travail se concentre sur la représentation des noms et des lieurs dans les structures de données. Les erreurs de programmation étant courantes avec les techniques usuelles, nous proposons une interface abstraite pour les noms et les lieurs qui élimine ces erreurs. Cette interface est implémentée sous forme d'une bibliothèque en Agda. Elle permet de définir et manipuler des représentations de termes dans le style nominal. Grâce à l'abstraction, d'autres styles sont aussi disponibles : le style de De Bruijn, les combinaisons de ces styles, et d'autres encore. Nous indiçons les noms et les termes par des mondes. Les mondes sont en même temps précis et abstraits. Via les relations logiques et la paramétricité, nous pouvons démontrer dans quel sens notre bibliothèque est sûre, et obtenir des "théorèmes gratuits" à propos des fonctions monde-polymorphiques. Ainsi une fonction monde-polymorphique de transformation de termes doit commuter avec n'importe quel renommage des variables libres. La preuve est entièrement conduite en Agda. Notre technique se montre utile sur plusieurs exemples, dont la normalisation par évaluation qui est connue pour être un défi. Nous montrons que notre approche indicée par des mondes permet d'exprimer un large panel de type de données grâce a des langages de définition embarqués.

Program behavior that relies on contextual information, such as physical location or network accessibility, is common in today's applications, yet its representation is not sufficiently supported by programming languages. With context-oriented programming (COP), such context-dependent behavioral variations can be explicitly modularized and dynamically activated. In general, COP could be used to manage any context-specific behavior. However, its contemporary realizations limit the control of dynamic adaptation. This, in turn, limits the interaction of COP's adaptation mechanisms with widely used architectures, such as event-based, mobile, and distributed programming. The JCop programming language extends Java with language constructs for context-oriented programming and additionally provides a domain-specific aspect language for declarative control over runtime adaptations. As a result, these redesigned implementations are more concise and better modularized than their counterparts using plain COP. JCop's main features have been described in our previous publications. However, a complete language specification has not been presented so far. This report presents the entire JCop language including the syntax and semantics of its new language constructs. / Das Verhalten von modernen Software-Anwendungen benötigt häufig Informationen über den Kontext ihrer Ausführung, z.B. die geografische Position, die Tageszeit oder die aktuelle Netzwerkbandbreite. Dennoch bieten heutige Programmiersprachen nur wenig Unterstützung für die Repräsentation kontextspezifischen Verhaltens. Kontextorientiertes Programmieren ist ein Ansatz, der die explizite Modularisierung und Laufzeitaktivierung von kontextspezifischem Verhalten auf der Ebene von Programmiersprachkonstrukten ermöglicht. Die bisherigen Umsetzungen von kontextorientiertem Programmieren schränken jedoch die Kontrolle der Laufzeitaktivierungen solches kontextspezifischen Verhaltens ein. Daraus folgt eine Einschränkung der Anwendungsbereiche für kontextorientiertes Programmieren, unter anderem für solche Domänen, in denen Programme sehr häufig kontextabhängiges Verhalten bereitstellen, z.B. ereignisbasierte, mobile und dienstorientierte Systeme. Die Programmiersprache JCop erweitert Java um Sprachkonstrukte für kontextorientieres Programmieren und bietet zusätzlich eine domänenspezifische Aspektsprach an, mit deren Hilfe Laufzeitadaptionen deklarativ spezifiziert werden können. Die Kernkonzepte von JCop wurden bereits in mehrern Publikationen vorgestellt, dieser Bericht enthält nun eine umfassende Sprachspezifikation von JCop.

La programmation par aspects est un paradigme de programmation qui permet de mieux séparer les préoccupations d'une application. Un aspect est défini pour chaque préoccupation qui ne peut pas être isolée dans un module. Les aspects sont ensuite ajoutés au programme de base par un processus automatique appelé tissage. Cependant, l'expressivité des langages d'aspect généraux permet de modifier totalement la sémantique du programme de base (par ex., un aspect peut remplacer certains appels de méthode par du code arbitraire). Ce comportement peut entraîner la perte des avantages (lisibilité, maintenabilité, réutilisabilité, etc.) d'une meilleure modularisation des préoccupations. Il devient impossible de raisonner sur le programme de base sans regarder le programme tissé. Cette thèse apporte une réponse aux problèmes ci-dessus en définissant des catégories d'aspects dont l'impact sur la sémantique du programme de base reste sous contrôle. Pour chaque catégorie d'aspects, nous déterminons l'ensemble des propriétés du programme de base qui est préservé par tissage. L'appartenance d'un aspect à une catégorie est garantie par construction grâce à des langages d'aspect dédiés pour chaque catégorie. L'utilisation de ces langages assure que le tissage préservera l'ensemble des propriétés associé à la catégorie concernée. Les propriétés préservées sont représentées comme des sous ensembles de LTL et de CTL*. Nous prouvons formellement que quelque soit le programme de base, le tissage de n'importe quel aspect d'une catégorie préserve les propriétés de la catégorie correspondante. Ces langages et catégories sont définis dans un cadre formel indépendant de tout langage de base ou d'aspect. L'expressivité de ce cadre est montrée en décrivant des primitives complexes de langages d'aspect comme AspectJ et CaesarJ et en effectuant une preuve de correction de transformation d'aspect.

Contrôler la consommation en ressources des programmes informatiques est d'importance capitale, non seulement pour des raisons de performance, mais aussi pour des questions de sécurité quand par exemple certains systèmes mobiles ou embarqués disposent de quantités limitées de ressources. Dans cette thèse, nous développons des critères statiques pour contrôler la consommation en ressources de programmes concurrents d'ordre supérieur. Nous prenons comme point de départ le cadre des Logiques Light qui a été étudié afin de contrôler la complexité de programmes fonctionnels d'ordre supérieur au moyen de la correspondance preuves-programmes. La contribution de cette thèse est d'étendre ce cadre aux programmes concurrents d'ordre supérieur. Plus généralement, cette thèse s'inscrit dans le domaine de la complexité implicite qui cherche à caractériser des classes de complexité par des principes logiques ou des restrictions de langage. Les critères que nous proposons sont purement syntaxiques et sont développés graduellement afin de contrôler le temps de calcul des programmes de plus en plus finement: dans un premier temps nous montrons comment garantir la terminaison des programmes (temps fini), puis nous montrons comment garantir la terminaison des programmes en temps élémentaire, et enfin nous montrons comment garantir la terminaison des programmes en temps polynomial. Nous introduisons également des systèmes de types tels que les programmes bien typés terminent en temps borné et retournent des valeurs. Enfin, nous montrons que ces systèmes de types capturent des programmes concurrents intéressants qui itèrent des fonctions produisant des effets de bord sur des structures de données inductives. Dans la dernière partie, nous étudions une méthode sémantique alternative afin de contrôler la consommation en ressources de programmes impératifs d'ordre supérieur. Cette méthode est basée sur la réalisabilité quantitative de Dal Lago et Hofmann et permet d'obtenir plusieurs bornes de complexité de manière uniforme. Cette dernière partie est un travail en collaboration avec Aloïs Brunel.