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ITIS G. Marconi – Gara AbacusVerona, 29 Novembre 2006
Roberto SegalaUniversity of Verona 1
Il Futuro per le Scienze Informatiche
Roberto SegalaUniversity of Verona
ITIS G. Marconi – Gara AbacusVerona, 29 Novembre 2006
Roberto SegalaUniversity of Verona 2
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
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Roberto SegalaUniversity of Verona 3
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
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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
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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!
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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
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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
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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?
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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?
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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
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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
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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?
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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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