Il Futuro per le Scienze Informatiche Roberto Segala University of Verona ITIS G. Marconi – Gara Abacus Verona, 29 Novembre 2006 Roberto Segala University of Verona

Informatica: una storia lunga un secolo von Neumann p-calcolo CCS HCI Hilbert ENIAC Software engineering Milner P=NP? Algo distribuiti Quantum VLSI Tarjan DNA Godel Turing Calcolabilità Kleene Cook Programming Global computing Church UNIX Algoritmi Dijkstra Knuth IBM-360 LISP Fortran ALGOL Pascal Modelli Internet @ SQL C++ ML Prolog Java Embedded Verifica PC l-calcolo 1902 1936 1945 1960 1970 1980 1990 2000……. ITIS G. Marconi – Gara Abacus Verona, 29 Novembre 2006 Roberto Segala University of Verona

Informatica e Informazione ITIS G. Marconi – Gara Abacus Verona, 29 Novembre 2006 Roberto Segala University of Verona

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Sicurezza Cosa significa segretezza? Chi ha diritto di accesso e come? 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 ITIS G. Marconi – Gara Abacus Verona, 29 Novembre 2006 Roberto Segala University of Verona

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

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

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

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

Scuola di Dottorato in Scienze, 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 ITIS G. Marconi – Gara Abacus Verona, 29 Novembre 2006 Roberto Segala University of Verona

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

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