Stephen Gilmore is a Senior Lecturer in the Laboratory for Foundations of Computer Science at The University of Edinburgh. His research interests include the definition, development and use of functional programming languages. He has previously edited the second volume in this series.

• 1     Is It Time for Real-Time Functional Programming?               11.1     Introduction               11.2     What is Real-Time Programming?               21.2.1     The Importance of Real-Time Systems               21.2.2     Essential Properties of Real-Time Languages               21.3     Languages for Real-Time Programming Systems               31.3.1     Using General Purpose Languages for Real-Time Programming               31.3.2     Domain-Specific Languages for Real-Time Programming               41.3.3     Functional Language Approaches               51.4     Bounding Time and Space Usage               71.4.1     Real-Time Dynamic Memory Management               71.4.2     Static Analyses for Bounding Memory Usage               71.4.3     Worst Case Execution Time Analysis               81.4.4     Syntactically Restricted Functional Languages               91.5     Functional Languages for Related Problem Areas               91.6     The Hume Language               101.6.1     Real Time and Space Behaviour of FSM-Hume Programs               121.7     The Challenges               131.8     Conclusion               14 2     FSM-Hume is Finite State               192.1     Introduction               192.2     Single Box FSM-Hume Programs are Finite State               222.3     Multi-Box FSM-Hume Programs are Finite State               232.4     Example: Vehicle Simulation               252.4.1     Single-box FSM-Hume               262.5     Conclusion               28 3     Camelot and Grail: Resource-Aware Functional Programming for the JVM               293.1     Introduction               293.2     Camelot               303.2.1     Basic Features of Camelot               313.2.2     Diamonds and Resource Control               323.3     Grail               353.3.1     The Grail Type System               363.3.2     Compilation of Grail               363.4     Compiling Camelot to Grail               383.4.1     Representing Data               383.4.2     Compilation of Programs               393.4.3     Initial Transformations               403.4.4     Compilation of Expressions               413.5     Performance               413.6     Final Remarks               44 4     O'Camelot: Adding Objects to a Resource-Aware Functional Language               474.1     Introduction               474.2     Camelot               484.3     Extensions               494.4     Typing               534.5     Translation               554.6     Objects and Resource Types               574.7     Related Work               584.8     Conclusion               59 5     Static Single Information from a Functional Perspective               635.1     Introduction               635.2     Related Work               675.3     Static Single Information               685.4     Transformation               695.5     Optimistic versus Pessimistic               715.6     Converting Functional Programs Back to SSI               725.7     Motivation               735.8     Conclusions               74 6     Implementing Mobile Haskell               796.1     Introduction               796.2     Mobile Haskell               816.2.1     Communication Primitives               816.2.2     Discovering Resources               826.2.3     Remote Thread Connection               836.2.4     A Simple Example               836.3     Implementation Design               836.3.1     Introduction               836.3.2     Evaluating Expressions before Communication               846.3.3     Sharing Properties               856.3.4     MChannels               866.4     The Implementation               866.4.1     Packing Routines               866.4.2     Communicating User Defined Types               876.4.3     Evaluating Expressions               886.4.4     Implementations of MChannels               896.5     Initial Evaluation               906.6     Related Work               916.7     Conclusions and Future Work               92 7     Testing Scheme Programming Assignments Automatically               957.1     Introduction               957.2     WebAssign and AT(x)               977.3     A Sample Session               987.4     Structure of the AT(x) Framework               1007.4.1     Components of the AT(x) System               1007.4.2     Communication Interface of the Analysis Component               1017.4.3     Function and Implementation of the Interface Component               1017.4.4     Global Security Issues               1037.5     The Core Analysis Component               1047.5.1     Requirements on the Analysis Components               1047.5.2     Analysis of Scheme Programs               1067.6     Implementation and Experiences               1077.7     Related Work               1087.8     Conclusions and Future Work               109 8     Testing Reactive Systems with GAST               1118.1     Introduction               1118.2     Overview of G∀ST               1128.2.1     Testing and Results               1138.2.2     Evaluating Test Results               1138.2.3     Logical Operators in G∀ST               1148.2.4     Automatic Generation of Test Values               1148.3     Specific Reactive Systems in G∀ST               1158.3.1     Labelled Transition Systems               1168.3.2     Example: Conference Protocol               1178.3.3     Executing a Deterministic LTS               1188.3.4     The Implementation Under Test               1208.3.5     Testing the Conference Protocol               1208.3.6     Implementations with Other Types               1218.4     Better Test Data Generation from the LTS               1218.5     Functional and Nondeterministic Specifications               1238.6     Testing Nondeterministic Systems               1258.7     Related Work               1268.8     Conclusion               127

Stephen Gilmore is a Senior Lecturer in the Laboratory for Foundations of Computer Science at The University of Edinburgh. His research interests include the definition, development and use of functional programming languages. He has previously edited the second volume in this series.

• 1     Is It Time for Real-Time Functional Programming?               11.1     Introduction               11.2     What is Real-Time Programming?               21.2.1     The Importance of Real-Time Systems               21.2.2     Essential Properties of Real-Time Languages               21.3     Languages for Real-Time Programming Systems               31.3.1     Using General Purpose Languages for Real-Time Programming               31.3.2     Domain-Specific Languages for Real-Time Programming               41.3.3     Functional Language Approaches               51.4     Bounding Time and Space Usage               71.4.1     Real-Time Dynamic Memory Management               71.4.2     Static Analyses for Bounding Memory Usage               71.4.3     Worst Case Execution Time Analysis               81.4.4     Syntactically Restricted Functional Languages               91.5     Functional Languages for Related Problem Areas               91.6     The Hume Language               101.6.1     Real Time and Space Behaviour of FSM-Hume Programs               121.7     The Challenges               131.8     Conclusion               14 2     FSM-Hume is Finite State               192.1     Introduction               192.2     Single Box FSM-Hume Programs are Finite State               222.3     Multi-Box FSM-Hume Programs are Finite State               232.4     Example: Vehicle Simulation               252.4.1     Single-box FSM-Hume               262.5     Conclusion               28 3     Camelot and Grail: Resource-Aware Functional Programming for the JVM               293.1     Introduction               293.2     Camelot               303.2.1     Basic Features of Camelot               313.2.2     Diamonds and Resource Control               323.3     Grail               353.3.1     The Grail Type System               363.3.2     Compilation of Grail               363.4     Compiling Camelot to Grail               383.4.1     Representing Data               383.4.2     Compilation of Programs               393.4.3     Initial Transformations               403.4.4     Compilation of Expressions               413.5     Performance               413.6     Final Remarks               44 4     O'Camelot: Adding Objects to a Resource-Aware Functional Language               474.1     Introduction               474.2     Camelot               484.3     Extensions               494.4     Typing               534.5     Translation               554.6     Objects and Resource Types               574.7     Related Work               584.8     Conclusion               59 5     Static Single Information from a Functional Perspective               635.1     Introduction               635.2     Related Work               675.3     Static Single Information               685.4     Transformation               695.5     Optimistic versus Pessimistic               715.6     Converting Functional Programs Back to SSI               725.7     Motivation               735.8     Conclusions               74 6     Implementing Mobile Haskell               796.1     Introduction               796.2     Mobile Haskell               816.2.1     Communication Primitives               816.2.2     Discovering Resources               826.2.3     Remote Thread Connection               836.2.4     A Simple Example               836.3     Implementation Design               836.3.1     Introduction               836.3.2     Evaluating Expressions before Communication               846.3.3     Sharing Properties               856.3.4     MChannels               866.4     The Implementation               866.4.1     Packing Routines               866.4.2     Communicating User Defined Types               876.4.3     Evaluating Expressions               886.4.4     Implementations of MChannels               896.5     Initial Evaluation               906.6     Related Work               916.7     Conclusions and Future Work               92 7     Testing Scheme Programming Assignments Automatically               957.1     Introduction               957.2     WebAssign and AT(x)               977.3     A Sample Session               987.4     Structure of the AT(x) Framework               1007.4.1     Components of the AT(x) System               1007.4.2     Communication Interface of the Analysis Component               1017.4.3     Function and Implementation of the Interface Component               1017.4.4     Global Security Issues               1037.5     The Core Analysis Component               1047.5.1     Requirements on the Analysis Components               1047.5.2     Analysis of Scheme Programs               1067.6     Implementation and Experiences               1077.7     Related Work               1087.8     Conclusions and Future Work               109 8     Testing Reactive Systems with GAST               1118.1     Introduction               1118.2     Overview of G∀ST               1128.2.1     Testing and Results               1138.2.2     Evaluating Test Results               1138.2.3     Logical Operators in G∀ST               1148.2.4     Automatic Generation of Test Values               1148.3     Specific Reactive Systems in G∀ST               1158.3.1     Labelled Transition Systems               1168.3.2     Example: Conference Protocol               1178.3.3     Executing a Deterministic LTS               1188.3.4     The Implementation Under Test               1208.3.5     Testing the Conference Protocol               1208.3.6     Implementations with Other Types               1218.4     Better Test Data Generation from the LTS               1218.5     Functional and Nondeterministic Specifications               1238.6     Testing Nondeterministic Systems               1258.7     Related Work               1268.8     Conclusion               127

Stephen Gilmore is a Senior Lecturer in the Laboratory for Foundations of Computer Science at The University of Edinburgh. His research interests include the definition, development and use of functional programming languages. He has previously edited the second volume in this series.

• 1     Is It Time for Real-Time Functional Programming?               11.1     Introduction               11.2     What is Real-Time Programming?               21.2.1     The Importance of Real-Time Systems               21.2.2     Essential Properties of Real-Time Languages               21.3     Languages for Real-Time Programming Systems               31.3.1     Using General Purpose Languages for Real-Time Programming               31.3.2     Domain-Specific Languages for Real-Time Programming               41.3.3     Functional Language Approaches               51.4     Bounding Time and Space Usage               71.4.1     Real-Time Dynamic Memory Management               71.4.2     Static Analyses for Bounding Memory Usage               71.4.3     Worst Case Execution Time Analysis               81.4.4     Syntactically Restricted Functional Languages               91.5     Functional Languages for Related Problem Areas               91.6     The Hume Language               101.6.1     Real Time and Space Behaviour of FSM-Hume Programs               121.7     The Challenges               131.8     Conclusion               14 2     FSM-Hume is Finite State               192.1     Introduction               192.2     Single Box FSM-Hume Programs are Finite State               222.3     Multi-Box FSM-Hume Programs are Finite State               232.4     Example: Vehicle Simulation               252.4.1     Single-box FSM-Hume               262.5     Conclusion               28 3     Camelot and Grail: Resource-Aware Functional Programming for the JVM               293.1     Introduction               293.2     Camelot               303.2.1     Basic Features of Camelot               313.2.2     Diamonds and Resource Control               323.3     Grail               353.3.1     The Grail Type System               363.3.2     Compilation of Grail               363.4     Compiling Camelot to Grail               383.4.1     Representing Data               383.4.2     Compilation of Programs               393.4.3     Initial Transformations               403.4.4     Compilation of Expressions               413.5     Performance               413.6     Final Remarks               44 4     O'Camelot: Adding Objects to a Resource-Aware Functional Language               474.1     Introduction               474.2     Camelot               484.3     Extensions               494.4     Typing               534.5     Translation               554.6     Objects and Resource Types               574.7     Related Work               584.8     Conclusion               59 5     Static Single Information from a Functional Perspective               635.1     Introduction               635.2     Related Work               675.3     Static Single Information               685.4     Transformation               695.5     Optimistic versus Pessimistic               715.6     Converting Functional Programs Back to SSI               725.7     Motivation               735.8     Conclusions               74 6     Implementing Mobile Haskell               796.1     Introduction               796.2     Mobile Haskell               816.2.1     Communication Primitives               816.2.2     Discovering Resources               826.2.3     Remote Thread Connection               836.2.4     A Simple Example               836.3     Implementation Design               836.3.1     Introduction               836.3.2     Evaluating Expressions before Communication               846.3.3     Sharing Properties               856.3.4     MChannels               866.4     The Implementation               866.4.1     Packing Routines               866.4.2     Communicating User Defined Types               876.4.3     Evaluating Expressions               886.4.4     Implementations of MChannels               896.5     Initial Evaluation               906.6     Related Work               916.7     Conclusions and Future Work               92 7     Testing Scheme Programming Assignments Automatically               957.1     Introduction               957.2     WebAssign and AT(x)               977.3     A Sample Session               987.4     Structure of the AT(x) Framework               1007.4.1     Components of the AT(x) System               1007.4.2     Communication Interface of the Analysis Component               1017.4.3     Function and Implementation of the Interface Component               1017.4.4     Global Security Issues               1037.5     The Core Analysis Component               1047.5.1     Requirements on the Analysis Components               1047.5.2     Analysis of Scheme Programs               1067.6     Implementation and Experiences               1077.7     Related Work               1087.8     Conclusions and Future Work               109 8     Testing Reactive Systems with GAST               1118.1     Introduction               1118.2     Overview of G∀ST               1128.2.1     Testing and Results               1138.2.2     Evaluating Test Results               1138.2.3     Logical Operators in G∀ST               1148.2.4     Automatic Generation of Test Values               1148.3     Specific Reactive Systems in G∀ST               1158.3.1     Labelled Transition Systems               1168.3.2     Example: Conference Protocol               1178.3.3     Executing a Deterministic LTS               1188.3.4     The Implementation Under Test               1208.3.5     Testing the Conference Protocol               1208.3.6     Implementations with Other Types               1218.4     Better Test Data Generation from the LTS               1218.5     Functional and Nondeterministic Specifications               1238.6     Testing Nondeterministic Systems               1258.7     Related Work               1268.8     Conclusion               127