ITIS G. Marconi – Gara Abacus Verona, 29 Novembre 2006 Roberto Segala University of Verona 1 Il...

ITIS G. Marconi – Gara AbacusVerona, 29 Novembre 2006

Roberto SegalaUniversity of Verona 1

Il Futuro per le Scienze Informatiche

Roberto SegalaUniversity of Verona



Informatica: una storia lunga un secolo

GodelGodelTuringTuring

HilbertHilbert

19021902 19361936 19451945 19601960 19701970 19801980 19901990 2000…….2000…….

QuantumQuantum

DNADNA

von Neumannvon Neumann

Global Global computingcomputing

HCIHCI

ALGOLALGOLPascalPascalModelliModelli

P=NP?P=NP?

CookCook

C++C++MLML

PrologProlog

IBM-360IBM-360LISPLISP

FortranFortran

JavaJavaEmbeddedEmbedded

VerificaVerifica

InternetInternet@@

SQLSQL

-calcolo-calcoloCCSCCS

MilnerMilner

ChurchChurch

DijkstraDijkstra KnuthKnuth

-calcolo-calcolo

UNIXUNIX

ENIACENIAC

TarjanTarjan

AlgoritmiAlgoritmi

ProgrammingProgramming

VLSIVLSI

PCPC

Software engineeringSoftware engineering

CalcolabilitàCalcolabilitàKleeneKleene

AlgoAlgodistribuitidistribuiti



L inguagg i

V er if ica -co rre ttezza

C oord inam ento

A rchite t ture S W

B anche da t iW eb

Inte lligenza A rt if ic ia le

Inte razione uom o m acchinag ra f ica

O rganizzazione

C a lco lab ilità

C r it tog ra f ia e s icurezza

C om p less ità

S is tem i ope ra t ivi-R e t i

D ispos it ivi d ig ita li

S is tem i HW

Q uantum

D NA

M ode lli

C ontro llo -robo t ica

Im m ag ini

S uoni

R ea ltà vir tua le

M ult im ed ia lità

S egna li

INFO R M A ZIO NE

Informatica e Informazione



InformaticiSanno fare Marketing?

• Hanno reso tutto facile– … troppo facile

• … facilissimo– … a cosa servono?

• Perché tutto facile?– Interfacce “user friendly”– Fogli di calcolo– Software di editoria– Sistemi che si installano da soli

• E’ sempre colpa del software, non di chi lo usa



Si dice che servono Molti Informatici

• Davvero?????– … che sanno configurare un computer– … che sanno configurare una rete

• ehm … il router xxx della ditta yyy

– … che sanno scrivere le macro in word– … che conoscono tutti i linguaggi esistenti– … che conoscono i problemi del “wireless”

• A quanto pare servono Tecnici!



A Cosa Servono gli Informatici?

• Qualcuno i linguaggi li deve inventare– Programmazione strutturata– Programmazione ad oggetti– Programmazione concorrente– Analisi statica

• Qualcuno i microprocessori li deve progettare– Pipelining, Caching, Dual core

• Qualcuno i sistemi operativi li deve costruire– Uso efficiente delle risorse

• Qualcuno le basi di dati le deve migliorare– Modello relazionale– Basi di dati temporali

• Qualcuno gli algoritmi se li deve inventare– Complessità, Calcolabilità



Quale Futuro Dunque?

• Informatica pervasiva– Embedded systems– Organizzazione dell’informazione– Sensor networks– Grid computing– Sicurezza– Quantum computing– Bioinformatica

• Varie discipline si stanno informatizzando– … o l’informatica si sta specializzando



Embedded Systems

• Computer inseriti ovunque– Controllo auto, lavatrici, penne– Digitalizzazioni dei controlli

• Quali architetture si prestano meglio?– General purpose, specializzate?– Autonome, interagenti?

• Come far interagire analogico e digitale?– Sistemi ibridi– Che matematica usare?– Come descrivere il mondo circostante?



Organizzazione dell’Informazione

• Siamo immersi nell’informazione• Come trovare ciò che cerchiamo?

– Dalla sintassi alla semantica• Intelligenza artificiale• Ontologie formali

• Come strutturare i dati in un archivio?– La struttura ad albero è ancora efficace?



Concorrenza

• I microprocessori hanno raggiunto un limite– Per maggiore velocità serve il multi-core– In pratica serve concorrenza

• Come programmare in modo concorrente?– Linguaggi che permettono di evidenziare la

concorrenza– Costrutti di sincronizzazione– Compilatori che “costruiscono” thread



Sensor Networks

• Migliaia di dispositivi eterogenei– Interagiscono tra di loro (wireless)– Costituiscono una rete molto dinamica

• Come gestire la rete?– Algoritmi di routing– Cambio di connettività– Sicurezza, privacy– Prestazioni



Grid Computing

• Abbiamo una rete immensa di computer– … usati molto poco

• Come sfruttare meglio le risorse?– Mettiamo i computer in comune– Lasciamo che altri li “usino” quando noi non li

usiamo

• Problemi– Come suddividere il lavoro?– Come gestire la sicurezza?



Sicurezza

• Cosa significa segretezza?– Qualcuno non conosce un’informazione

• Un dato criptato contiene informazione

• Chi ha diritto di accesso e come?– Modelli di controllo accessi– Sistemi distribuiti di autenticazione– Deleghe dei diritti

• Di chi mi fido? Quanto mi fido?– Modelli di trust



Quantum Computing

• Non abbiamo più spazio sui chip– Dobbiamo trovare nuove tecnologie– Dobbiamo trovare nuovi paradigmi

• Cerchiamo di usare la meccanica quantistica– Quantum bit– Computazioni attraverso trasformazioni reversibili

• Quali linguaggi di programmazione?– Algoritmi efficienti per problemi difficili– … ma non riusciamo ad osservare i risultati

• Crittografia quantistica– I dati sono fotoni polarizzati– Servono filtri appropriati per leggerli (chiavi)– Le osservazioni alterano i dati

• … quindi scopriamo gli attacchi passivi



Bioinformatica

• Calcolo biomolecolare– DNA computing

• 1g di DNA equivale a 1000 miliardi di CD-ROM• 1g di DNA esegue 100.000 miliardi di operazioni al

secondo consumando qualche milliwatt– Cellular computing

• Caratterizzazione di processi biomolecolari– Systems biology

• Studio delle pathways• Studio delle ciclicità e stabilità• Proprietà emergenti

– Computational biology• Sequenziazione del genoma• Protein folding

• Medicine programmabili



Chi può lavorare su Bioinformatica?

• Un informatico?– Deve imparare la biologia

• C’è molto da lavorare

– Deve cambiare forma mentis• Approccio sperimentale

• Un biologo?– Conosce l’informatica semplice– Non conosce i principi dell’informatica

• Un bioinformatico?– Va formato dall’inizio



Corso di Laurea in Bioinformatica

Riconoscimento dati biologici Recupero dell'informazione Biologia molecolare, Fisiologia generale Laboratorio di bioinformatica II Attività a scelta, Prova finale

III anno

Algoritmi, Sistemi operativi, Basi di dati Calcolo numerico, Statistica, Analisi II, Chimica Fisica Biochimica, Genetica Laboratorio di bioinformatica

II anno

Informatica e Matematica di base Analisi, Algebra, Fisica Biologia, Chimica generale, Chimica organica Programmazione , Architettura dell’elaboratore

I anno



Scuola di Dottorato inScienze, Ingegneria e Medicina

• Quattro dottorati di ricerca– Biotecnologie applicate– Informatica– Neuroscienze– Scienze psicologiche e psichiatriche

• Dottorati diversi con basi simili– Aspetto cognitivista– Intelligenza (artificiale e non)– Biologia come espressione di informazione



Che dire del nostro contesto dal punto di vista delle Scienze Informatiche?

• L’Italia sembra più consumatore che produttore

• L’Europa non è molto diversa– … però qualcosa si muove

• Siamo dunque un paese di tecnici?– Diciamo che ci interessano di più i

tecnici– Però un tecnico illuminato è più creativo– … e forse può diventare produttore



Che dire del nostro sistema di Formazione?

• La formazione è decisamente carente– … ma non è tutta colpa nostra

• Non c’è peggior sordo di chi non vuol sentire– Perché gli studenti guardano solo al voto?– Perché è così scarsa la voglia di imparare?

• Cosa possiamo fare per invertire la rotta?– Valorizziamo chi si impegna– Cerchiamo di combattere l’appiattimento– Vale la pena continuare ad alzare l’età in cui si

impara qualcosa?

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