Informatică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea unei companii din SUA, consultați Tehnologia informației (companie) .
O reprezentare artistică a mașinii Turing

Informatica este știința care se ocupă cu prelucrarea informațiilor prin proceduri automatizate, având ca obiect studiul bazelor teoretice ale informației, calculul acesteia la nivel logic și tehnicile practice pentru implementarea și aplicarea acesteia în sisteme electronice automatizate așa-numitele sisteme informatice ; ca atare, este o disciplină puternic legată de logica matematică , automată , electronică și, de asemenea, electromecanică .

Însoțește și integrează sau susține toate disciplinele științifice și, ca tehnologie, străbate aproape orice „mediu” sau „instrument” de utilizare obișnuită și zilnică, atât de mult încât (aproape) toți suntem într-un fel sau altul utilizatori de servicii IT. Valoarea tehnologiei informației în termeni socio-economici a urcat piramida lui Anthony în doar câțiva ani, trecând de la operațional (pentru a înlocui sau a sprijini sarcini simple și repetitive), la tactici (pentru a sprijini planificarea sau gestionarea pe termen scurt), la strategice. În acest context, tehnologia informației a devenit atât de strategică în dezvoltarea economică și socială a populațiilor încât incapacitatea de a o exploata, un statut redenumit cu expresia fractură digitală , este o problemă de interes global.

Împreună cu electronica și telecomunicațiile unificate împreună sub denumirea Tehnologiile informației și comunicațiilor (TIC), reprezintă acea disciplină și, în același timp, sectorul economic care a dat naștere și dezvoltare celei de-a treia revoluții industriale prin ceea ce este cunoscut sub numele de revoluție digitală . Tehnologia informației evoluează în special în domeniul telefoniei.

Etimologie și sens

NASA supercomputer Columbia în facilitatea de NASA avansată Supercomputing

Termenul italian „informatica” derivă din francezul „informatique”, o contracție a informat (ion) (automat) ique , inventat de Philippe Dreyfus în 1962. [1] [2] [3] [4] Primele date de utilizare italiană înapoi în 1968. [4]

În țările vorbitoare de limbă engleză, „informatică” se numește „informatică”, o expresie care apare pentru prima dată într-un articol din 1959 în Comunicări ale ACM [5] , în care Louis Fein discută despre crearea unei școli similare absolvite în științe informatice . la Harvard Business School , justificând numele spunând că, la fel ca știința managementului , informatica este prin natura sa un subiect de studiu aplicat și interdisciplinar, având în același timp caracteristicile tipice ale unei discipline academice. [5] Eforturile sale, precum și cele ale altora, precum analistul numeric George Forsythe , vor fi recompensate: universitățile vor institui astfel de cursuri, începând cu Purdue în 1962. [6] [7] Termenul „este, de asemenea, utilizat în Marea Britanie„ informatică ” .

Calculatorul, instrumentul de bază al informaticii, a devenit de neînlocuit în cele mai disparate domenii ale vieții și științei, grație vitezei de calcul și flexibilității remarcabile a arhitecturii sale tipice, modelul Von Neumann . De asemenea, este important de menționat semnificația diferită a originii între aceste trei limbi în denumirea computerului: [8]

  • procesor (sau calculator ), în italiană, pentru diversele sale abilități de procesare (deși astăzi cel mai folosit termen este computer);
  • computer , în franceză, pentru a-și sublinia capacitatea de a organiza date și informații;
  • computer , în engleză, literalmente calculator, în descendență directă a calculatoarelor, mai întâi mecanice, apoi electromecanice, apoi electronice.

Principiul fundamental al informaticii, care este, de asemenea, sensul cuvântului însuși, este acela că, prin intermediul unui computer, utilizatorul obține informații pornind de la date , prin intermediul unei prelucrări automate (printr-o procedură stabilită anterior, adică programul [9]). ). Programatorul organizează și scrie instrucțiunile programului (prin limbaje de programare specifice), programul este instalat pe un computer și în cele din urmă acesta își execută instrucțiunile programate, răspunzând la intrările utilizatorului. O intrare este o intrare, inserare, introducere de date, care este urmată de prelucrare, care se încheie cu ieșirea , adică o ieșire de informații organizată în așa fel încât să dobândească cunoștințe despre aceasta . [10] Prin urmare, activitatea unui computer este în esență executarea de calcule logico-aritmetice, care sunt efectuate prin executarea instrucțiunilor date anterior de către un programator.

Calculatorul nu este dotat cu o formă de conștiință de sine , deoarece are o formă de inteligență sui generis independentă de conștientizare . Potrivit lui Yuval Noah Harari , pentru a finaliza o sarcină care necesită prelucrarea datelor, un dispozitiv de calcul nu trebuie să returneze un rezultat și prin evaluarea experiențelor subiective . [11] El scrie că „astăzi dezvoltăm noi tipuri de inteligență inconștientă care pot îndeplini astfel de sarcini [jucând șah, conducând mașini etc.] mult mai eficient decât oamenii, deoarece toate aceste sarcini se bazează pe recunoașterea tiparului ” și că „experiențele subiective ale unui șofer de taxi real sunt infinit mai bogate decât cele ale unei mașini cu conducere automată , ceea ce nu dovedește absolut nimic. [...] Dar sistemul nu are nevoie de nimic din toate acestea de la un șofer de taxi. Tot ce își dorește cu adevărat este ca pasagerii să fie transportați din punctul A în punctul B în cel mai rapid, mai sigur și mai ieftin mod posibil. Și mașinile cu conducere automată vor putea în curând să facă mai bine decât un șofer uman, chiar dacă nu se pot bucura de muzică sau nu pot fi impresionați de magia existenței ". [11]

O ramură specifică a informaticii, inteligența artificială (AI), se ocupă cu crearea de tehnici, algoritmi și programe concepute pentru a simula procesele de gândire și raționament . Aceste tehnici nu sunt mai puțin algoritmice și deterministe în rezultatele lor decât cele utilizate în alte domenii de calcul, totuși au potențialul de a capta cunoștințe și de a le folosi pentru a oferi răspunsuri care sunt adesea de o calitate superioară decât se poate obține prin utilizarea oamenilor. experți. Potrivit filosofilor, inteligența artificială a mașinilor nu este o inteligență reală, deoarece le lipsește conștientizarea faptului de a fi-în-lume și o relație concretă cu mediul înconjurător, caracteristici tipice ființei umane. [12] Recent, studiul informaticii și-a asumat relevanță multidisciplinară în încercarea de a clarifica sau justifica procese și sisteme complexe ale lumii reale, cum ar fi capacitatea creierului uman de a genera gânduri pornind de la interacțiuni moleculare (studii referitoare la bioinformatică ).

fundal

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: tehnologia informației Istoria și Istoria computerului .
Diverse instrumente de calcul înainte de computerul modern

Istoria calculelor începe de fapt cu mult înainte de invenția computerului modern. De fapt, abacul (de asemenea, un dispozitiv digital, dar evident de o complexitate minimă) a fost deja folosit în antichitate pentru a efectua cele patru operații simple. Există și alte dispozitive automate precum mașinile lui Heron , automatele unor ingineri arabi din Evul Mediu , automatul cavaler al lui Leonardo da Vinci . A fost un matematician arab, Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī , care a sistematizat algebra (încă nu binară); de la numele său va fi inventat termenul „ algoritm ”, care indică o succesiune finită de operații.

Ceasul computerizat al lui Schickhard (1592-1635), Pascaline (1623-1662), Pascal (1623-1766), Leibniz's Stepped Reckoner (1646-1716), au fost primele calculatoare analogice utilizate ca instrumente auxiliare pentru calculele matematice . Babbage (1791-1871) a conceput o mașină de calcul automat extrem de complexă, mașina diferențială , pe care a reușit să o creeze cu mare dificultate, tot datorită limitărilor mecanicii timpului. Datorită unei metode cunoscute sub numele de diferențe, adecvată în mod special pentru a fi exprimată în termeni mecanici, Babbage a creat un sistem pentru executarea automată a calculelor necesare compilării tabelelor matematice . Apoi a conceput, pornind de la cărțile perforate ale francezului Jacquard , o nouă mașină, motorul analitic : pentru aceasta a identificat o unitate numerică de calcul (am spune un procesor ), o unitate pentru controlul execuției, o memorie de stocat rezultatele intermediare și un dispozitiv de ieșire pentru a afișa rezultatul calculului.

Părinții calculelor moderne sunt John von Neumann (1903-1957) și Alan Turing (1912-1954). Celor dintâi le datorăm organizarea conceptuală a computerului modern, cunoscut acum ca arhitectură von Neumann ; în al doilea rând, în schimb, trebuie să studiem criptografia (o disciplină deja începută în secolele precedente) și formalizarea mașinii Turing , modelul bazei teoretice a „mașinii” fiecărui sistem modern programabil. [10]

A se vedea intrările: Istoria computerelor din 1950 până în 1979 , Istoria computerelor din 1980 până în 1989 , Istoria computerelor din 1990 până în 1999 , Istoria computerelor din 2000 până în 2009 , Istoria computerelor din 2010 până în 2019 .

Caracteristici

Descriere

Schema de abstractizare și execuție de la utilizator la hardware care trece prin software și sistemul de operare

Există franjuri de oameni care confundă tehnologia informației cu domeniile profesionale care implică de obicei utilizarea programelor de birou (cum ar fi Microsoft Office ), navigarea pe web sau jocurile . În realitate, informatica actuală (care se distinge în teorie și aplicată) este studiul procedurilor , algoritmilor și limbajelor capabile să permită unei mașini să efectueze operațiuni în mod automat și, prin urmare, necesită cunoștințe și abilități considerabile în materii de studiu, cum ar fi matematica , logica , lingvistică , psihologie , precum și electronică , automată , telematică și altele. Deși sunt necesare cunoștințe tehnice considerabile pentru a aparține categoriei informaticienilor profesioniști , pentru a aparține celei a utilizatorilor finali este nevoie de mult mai puțin - uneori doar minimul - și asta datorită muncii primilor, orientată în mod constant pentru a face computerul utilizare pentru toată lumea. [10] Un informatician ar trebui să aibă întotdeauna un adevărat interes pentru fundamentele teoretice ale informaticii; că atunci, prin profesie sau pasiune, devine adesea un dezvoltator de software este posibil, dar, fiind capabil să-și exploateze abilitățile de rezolvare a problemelor în diferite domenii, nu este evident. În orice caz, informatica, cel puțin în partea sa aplicativă, este o disciplină puternic orientată spre rezolvarea problemelor.

Informatica, astăzi o disciplină autonomă de studiu, apare din convergența diferitelor domenii disciplinare care, în moduri diferite, au pus problema modului de automatizare a calculului, adică a manipulării simbolurilor prin anumite reguli, făcându-l executabil de o mașină. [13] Dar fundamentele teoretice ale disciplinei derivă direct din matematică ( matematică discretă ), la care informatica este strâns legată. Adevărata informatică variază între mai multe domenii restrânse: studiul limbajelor formale și automatelor , care se referă și la compilatoare ; studiul complexității de calcul , în special pentru minimizarea numărului de instrucțiuni care trebuie executate pentru rezolvarea unei probleme și pentru căutarea algoritmilor aproximativi pentru rezolvarea problemelor dificile NP ; criptologia , știința care studiază metodele pentru a face un mesaj de neînțeles pentru oricine nu are o cheie pentru citirea mesajului în sine; teoria codului , utilizată, de exemplu, pentru compresia datelor sau pentru a încerca să asigure integritatea datelor ; cercetare operațională , pentru a furniza instrumente matematice pentru susținerea activităților de luare a deciziilor; grafică pe computer , împărțită pe rând în grafică bitmap și grafică vectorială ; citând doar câteva subcâmpuri. Un caz particular sau subset de utilizare a calculelor este calculul corporativ .

Terminologia de bază

Având în vedere amploarea abordării tehnologiei informației, este, prin urmare, necesar să se definească, deși în linii mari, un cadru general în care să se înțeleagă subiectul. Prin urmare, această secțiune încearcă să fie un glosar introductiv al întregii discipline.

  • Algebra lui Boole - George Boole a introdus o adevărată revoluție în lumea logicii , care în fața sa timp de două milenii rămăsese ancorată la cea codificată de Aristotel . [14] El a fondat algebra logicii , creând un sistem în care este posibil să se ocupe de orice relație logică prin utilizarea formulelor algebrice. Operațiile (cum ar fi adunarea , scăderea și înmulțirea ) sunt înlocuite cu operații logice cu valori de conjuncție , disjuncție și negație , în timp ce singurele numere utilizate, 1 și 0, iau semnificațiile adevărat și respectiv fals. La aproximativ șaptezeci de ani de la moartea creatorului său, în anii 1930, logica booleană a dat naștere unei noi (și chiar mai largi) revoluții atunci când unui alt logician și inginer electronic, Claude Shannon , i-a venit ideea să o aplice circuitelor electronice , astfel crearea a ceea ce este încă baza pentru funcționarea logică a computerelor [14] (vezi Algebra booleană ).
  • Algoritm - un algoritm este o procedură de calcul sistematică, care rezolvă o problemă dată printr-o secvență finită de pași elementari. [13] Termenul derivă din transcrierea latină a numelui matematicianului persan al-Khwarizmi , care este considerat unul dintre primii autori care s-au referit la acest concept. Algoritmul este un concept fundamental al informaticii, în primul rând pentru că este baza noțiunii teoretice de calculabilitate : o problemă poate fi calculată atunci când poate fi rezolvată folosind un algoritm. Mai mult, algoritmul este, de asemenea, un concept cheie al fazei de programare a dezvoltării software-ului : luând automat o problemă, programarea constituie în esență traducerea sau codificarea unui algoritm pentru această problemă într-un program , scris într-un anumit limbaj , pe care îl poate prin urmare, să fie efectiv executat de un computer prin reprezentarea logicii sale de procesare (a se vedea algoritmul ).
  • Aplicație - termenul „aplicație pentru computer” indică un program care specializează funcționarea unui computer într-o anumită activitate (de exemplu procesorul de text , adică procesorul de text , este cel mai frecvent tip de aplicație în computerele personale). [4] Primele aplicații practice au avut loc între sfârșitul anilor șaizeci și începutul anilor șaptezeci , în marile companii și, în general, în marile organizații publice sau private, unde soluțiile IT destul de simple permiteau economii semnificative de timp în operațiunile zilnice și de rutină. . Este suficient să ne amintim INPS (lider de lungă durată al IT italian), Banca Italiei , Alitalia , Eni , Montedison , Enel . De-a lungul anilor și cu o dezvoltare din ce în ce mai rapidă a capacităților de procesare în paralel cu costuri mai mici, tehnologia informației a pătruns în fiecare sector, până la viața de zi cu zi și divertismentul personal (a se vedea aplicația pentru computer ).
  • Bit - este unitatea elementară de informații procesate de procesoare digitale; poate presupune două valori, indicate în mod convențional prin cifrele 0 și 1. Este abrevierea cifrei binare sau „cifrei binare” (vezi bitul ).
  • Byte - este unitatea de informații formată din 8 biți, utilizată ca unitate de măsură a capacității de memorie a unui sistem de procesare (a se vedea octetul ).
  • Calcul - procedura de calcul complet specificată, care este compusă dintr-un număr finit de operații elementare sau, la rândul său, descompozabile în operații elementare. [13] Calculul unei funcții , adică calculul valorii sale în corespondență cu anumite valori de intrare, se realizează printr-un algoritm exprimat într-un limbaj formal specific [13] (a se vedea calculul ).
  • Baza de date - structură complexă de organizare a datelor , care permite inserarea datelor noi și eliminarea celor vechi, precum și modificarea datelor în sine, actualizarea și prelucrarea acestora. [13] Unitatea de informații de bază a bazei de date este înregistrarea , concepută ca un șir organizat pe câmpuri pentru a permite stocarea unui număr mare de informații, chiar de diferite tipuri. Înregistrarea este, de fapt, un set format dintr-un număr finit de elemente, numite câmpuri ale înregistrării , fiecare dintre ele fiind identificat printr-un șir alfanumeric (vezi baza de date ).
  • Fișier - un fișier este un set de informații omogene, codate digital , corelate logic și înregistrate pe un mediu de stocare în masă al unui computer ( hard disk , DVD , cheie USB etc.). [13] Fișierele sunt toate binare, dar pot stoca entități diferite și sunt clasificate în funcție de tipul de informații la care se referă: un program executabil , un document text , o imagine , un sunet , un videoclip (vezi fișierul ).
  • Hardware - în informatica de pionierat din anii șaizeci, acest termen englezesc, literalmente „hardware” (înțelesul literal este „bunuri dure”), era potrivit pentru a indica mașinile folosite. Hardware-ul computerului este strâns legat de electronica ( analogică și digitală ) pe care o folosește pentru proiectarea și construcția sistemelor conexe. Sectorul rețelei de calculatoare și al echipamentelor conexe aparține, de asemenea, hardware-ului. Chiar și cu înlocuirea supapelor termionice în favoarea tranzistoarelor și apoi a primelor circuite integrate MOS, aceste mașini au fost compuse din cadre și panouri metalice rezistente, toate asamblate riguros prin șuruburi spectaculoase, pentru a conține circuitele electronice foarte prețioase și delicate care erau inima computerelor și primele periferice de bază. Astăzi, când este dificil să considerăm hardware-ul un mouse sau o cameră web, termenul a rămas mai mult decât orice altceva pentru a distinge tot ceea ce este mașină , echipament , de programe (software) pentru a face mașina sau instrumentul să funcționeze. În practică, hardware-ul este tot ceea ce este palpabil și vizibil cu ochii, cum ar fi un hard disk, un monitor, un cablu, o antenă, aceeași carcasă a unui PC. Alți termeni descriptivi generali pot fi: resurse fizice și materiale (vezi hardware ).
  • Calculul cuantic - calculul cuantic este ansamblul tehnicilor de calcul și studiul lor care utilizează quanta pentru a stoca și procesa informații . Există multe diferențe cu informatica clasică, în special în principiile fundamentale (a se vedea informatica cuantică ).
  • Interfață - punct de contact între un computer sau un dispozitiv controlat de computer și utilizator, sau între două componente fizice ale computerului. [4] Interfața grafică cu utilizatorul ( GUI ) este în schimb ceea ce reprezintă obiectele și entitățile interne computerului sau programului într-o formă grafică care poate fi manipulată direct de utilizator, de exemplu prin configurarea ecranului ca un birou (desktop) pe care meniuri, ferestre și pictograme [4] sunt active (consultați interfața și interfața grafică cu utilizatorul ).
  • Hipertext - set de informații interconectate, format din texte, indexuri ierarhice, note, ilustrații, tabele legate între ele prin referințe și legături logice. [4] Consultarea sa pe computer are loc pentru explorarea gratuită a utilizatorului, care poate decide ce linkuri urmează și în ce ordine. [4] Este structura pe care se bazează conținutul site-urilor de internet (vezi hipertext ).
  • Sistem computerizat - set de procesor și periferice, din care este compus un computer sau configurație hardware și software; nu trebuie confundat cu sistemul informațional care este în schimb setul de resurse tehnologice utilizate pentru a sprijini circulația informațiilor în cadrul unei organizații. [4] În afară de computerul personal clasic sau serverul de rețea, ne gândim, de exemplu, la telefonul mobil , camera digitală , o consolă de jocuri video , tabloul de bord al mașinii cu navigator prin satelit , monitorizarea în camera de recuperare etc. Toate acestea sunt sisteme informatice, care ne oferă servicii specifice. Să ne gândim la un avion modern: în interiorul acestuia putem găsi nu unul, ci multe sisteme de calculatoare, fiecare cu o sarcină specifică. Internetul ca un întreg este un sistem informatic, format la rândul său , printr - o rețea de sisteme informatice care lucrează pentru un scop comun: pentru a permite oricui să se conecteze și să facă schimb de informații cu oricine, în orice parte a globului ( a se vedea de calculator sistem și sistem de informații ).
  • Software - software este setul de componente intangibile și virtuale care permit utilizatorului să efectueze operațiuni. Este important să distingem software-ul de bază (numit acum sistemul de operare ) de software-ul aplicației (denumit în mod obișnuit un program sau o aplicație): software-ul de bază este utilizat pentru a face computerul operațional, software-ul aplicației este utilizat pentru a implementa noi funcții și / sau să facă operațional computerul pieselor. Cu toate acestea, multe funcții software de bază oferă, de asemenea, valoare adăugată utilizatorului final (de exemplu, sistemul de fișiere permite utilizatorului să stocheze și apoi să refolosească munca lor după cum este necesar). Prin urmare, în cadrul software-ului de bază este posibil să se distingă în continuare funcțiile cu valoare adăugată pentru utilizator și cele care sunt doar de serviciu pentru a garanta funcționarea mașinii. [15]

Domenii tematice

Ca disciplină, informatica variază de la studii teoretice cu privire la algoritmi și limitele de calcul până la probleme practice de implementare a sistemelor hardware și software ale computerului . [16] [17] CSAB, numit în mod oficial Computing Sciences Accreditation Board - care este format din reprezentanți ai ACM și ai IEEE Computer Society [18] - identifică patru domenii pe care le consideră cruciale pentru disciplina informaticii: teoria calculelor , algoritmi și structuri de date , metodologie și limbaje de programare , precum și arhitectură și elemente de calculatoare . În plus, CSAB identifică, de asemenea, domenii precum ingineria software, inteligența artificială, rețelele de comunicații și calculatoare, sistemele de baze de date, calcul paralel, calcul distribuit, interacțiunea om-mașină, grafica computerizată, sistemele de operare și calculul simbolic. Și numeric, ca domenii importante de informatică. [16]

Informatică teoretică

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: informatică teoretică .

Informatica teoretică este în esență abstractă și matematică, dar își derivă rațiunea de a fi din calcule practice și de zi cu zi. Scopul său este să înțeleagă natura calculului și, ca o consecință a acestei înțelegeri, să ofere metodologii din ce în ce mai eficiente.

Coduri și teoria informației

Teoria informației este legată de cuantificarea informațiilor. A fost dezvoltat de Claude Shannon pentru a găsi limitările fundamentale ale operațiunilor de procesare a semnalului , cum ar fi compresia datelor și stocarea și comunicarea fiabilă a acestora. [19] Teoria codării este studiul proprietăților codurilor (sisteme de conversie a informațiilor dintr-o formă în alta) și adaptabilitatea acestora pentru o aplicație specifică. Codurile sunt utilizate pentru compresia datelor, criptarea , detectarea și corectarea erorilor și , mai recent, și pentru criptarea rețelei. Codurile sunt concepute pentru a proiecta metode fiabile și eficiente de transmitere a datelor.

Teoria calculului

Secondo Peter Denning , la domanda fondamentale che soggiace l'informatica è «cosa può essere (efficientemente) automatizzato?». [20] La teoria della computazione cerca di rispondere alle domande fondamentali che riguardano che cosa può essere calcolato e la quantità di risorse necessarie per eseguire i calcoli. La teoria della computabilità si sforza di rispondere alla prima domanda, esaminando quali problemi computazionali sono risolvibili attraverso vari modelli teorici di computazione . Alla seconda domanda invece cerca di rispondere la teoria della complessità computazionale , che studia i costi in termini di spazio e tempo associati ad approcci differenti per risolvere una moltitudine di problemi computazionali.

Il famoso problema P = NP? , uno dei Problemi per il millennio , è un problema ancora aperto nella teoria della computazione.

DFAexample.svg Wang tiles.svg P = NP? GNITIRW-TERCES Blochsphere.svg
Teoria degli automi Teoria della computabilità Teoria della complessità computazionale Crittografia Teoria del calcolo quantistico ( computer quantistico )

Algoritmi e strutture dati

Questo campo studia i metodi di calcolo comunemente usati e la loro efficienza computazionale.

Sorting quicksort anim.gif Singly linked list.png TSP Deutschland 3.png SimplexRangeSearching.svg
Analisi degli algoritmi Algoritmi Strutture dati Ottimizzazione combinatoria Geometria computazionale

Teoria dei linguaggi di programmazione

La teoria dei linguaggi di programmazione è una branca dell'informatica che ha a che fare con la progettazione, implementazione, analisi, caratterizzazione, e classificazione dei linguaggi di programmazione e delle loro particolari caratteristiche. Rientra nella disciplina dell'informatica e allo stesso tempo dipende e influenza matematica , ingegneria del software e linguistica . È un'area di ricerca attiva, con numerosi giornali accademici dedicati.

Compiler.svg Python add5 syntax.svg
Teoria dei tipi Compilatori Linguaggi di programmazione

Metodi formali

Questo è un tipo particolare di tecnica basata sulla matematica per la specificazione, sviluppo e verifica di sistemi hardware e software . L'utilizzo dei metodi formali per la progettazione di hardware e software è motivata dall'aspettativa che, come nelle altre discipline ingegneristiche, eseguire analisi matematiche appropriate possa contribuire all'affidabilità e alla robustezza di un progetto. I metodi formali formano un importante pilastro dell'ingegneria del software, specialmente dove è coinvolta la sicurezza e rappresentano un utile aggiunta al collaudo del software poiché aiutano a evitare errori e possono anche fornire un framework per il collaudo stesso.

I metodi formali sono meglio descritti come l'applicazione di una sufficientemente ampia varietà di fondamenti dell'informatica teorica, in particolare calcolo logico , linguaggi formali , teoria degli automi , e semantica , ma anche sistemi dei tipi , tipi di dati algebrici , riguardo problemi nella specificazione e verifica dell'hardware e del software.

Informatica applicata

L'informatica applicata punta a identificare specifici concetti informatici che possono essere utilizzati direttamente per risolvere problemi del mondo reale.

Architettura dei calcolatori e ingegneria informatica

L' architettura dei calcolatori , o organizzazione dei calcolatori digitali, è il design concettuale e la struttura operativa fondamentale di un sistema computerizzato. Si focalizza ampiamente sul modo in cui la CPU svolge le operazioni internamente e accede agli indirizzi in memoria . [21] Il campo spesso coinvolge discipline dell' ingegneria informatica e dell' ingegneria elettrica , selezionando e interconnettendo i componenti hardware per costruire computer che vengano incontro a obiettivi funzionali, prestazionali ed economici.

NOR ANSI.svg Fivestagespipeline.png SIMD.svg
Logica digitale Microarchitettura Multiprocessing
Roomba original.jpg Flowchart.png Operating system placement.svg
Ubiquitous computing Architettura dei sistemi Sistemi operativi

Analisi della performance dei calcolatori

La computer performance è lo studio del lavoro svolto dai computer , che ha per obiettivi generali il miglioramento del throughput di dati, il controllo del tempo di risposta , l'uso efficiente delle risorse, l'eliminazione dei colli di bottiglia , e la predizione della performance sotto carichi di punta anticipati. [22]

Programmazione e sistemi

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Programmazione (informatica) e Sistema informatico .

In generale i due campi applicativi principali dell' informatica aziendale sono l'ambito di programmazione ovvero lo sviluppo software da parte di team di programmatori e l'ambito sistemistico ovvero la progettazione , realizzazione e gestione dell'infrastruttura IT a supporto delle decisioni di business e operative aziendali in tutte le sue componenti per opera di sistemisti .

Reti di calcolatori

Una rete di computer è un insieme di dispositivi hardware e software collegati l'uno con l'altro da appositi canali di comunicazione , che permette il passaggio da un utente all'altro di risorse, informazioni e dati in grado di essere pubblicati e condivisi.

Basi di dati

Una base di dati (database) è un sistema inteso per organizzare, memorizzare, e recuperare grandi quantità di dati facilmente. Una base di dati digitale è gestita utilizzando sistemi di gestione per memorizzare, creare, mantenere, e cercare dati, attraverso modelli e linguaggi di interrogazione .

Monitoraggio

Il monitoraggio informatico ( monitoring ) è l'area che si occupa di realizzare sistemi atti a sorvegliare l'andamento di funzioni e di prestazioni di risorse, applicazioni e infrastrutture. L'impiego di sensori software o strumenti hardware è alla base del monitoraggio.

Sistemi concorrenti, paralleli e distribuiti

La concorrenza è una proprietà dei sistemi in cui vengono eseguite svariate computazioni simultaneamente, e che potenzialmente interagiscono le une con le altre. Sono stati sviluppati diversi modelli per la generale computazione concorrente, fra cui la rete di Petri , process calculi , PRAM . Un sistema distribuito estende l'idea della concorrenza a più computer connessi attraverso una rete. Computer all'interno dello stesso sistema distribuito hanno una propria memoria, e l'informazione è spesso scambiata tra di essi per conseguire un obiettivo comune.

Sicurezza informatica e crittografia

La sicurezza informatica è una branca delle tecnologie dell'informazione , che ha per oggetto la protezione dell' informazione da accessi non autorizzati, interruzioni, o modifiche, pur mantenendo l' accessibilità e l' usabilità del sistema per gli utenti a cui è destinato. La crittografia è la pratica e lo studio dell'occultamento (criptaggio) e della decifrazione (decriptaggio) dell'informazione. La crittografia moderna è ampiamente connessa all'informatica, poiché molti algoritmi di criptaggio e decriptaggio sono basati sulla loro complessità computazionale .

Scienza computazionale

La scienza computazionale è il campo di studio che concerne la costruzione di modelli matematici e tecniche di analisi quantitativa tali da utilizzare il computer per analizzare e risolvere problemi scientifici. Nella pratica, tipicamente consiste nell'applicazione della simulazione al computer e altre forme di computazione a problemi in varie discipline scientifiche.

Lorenz attractor yb.svg Quark wiki.jpg Naphthalene-3D-balls.png 1u04-argonaute.png
Analisi numerica Fisica computazionale Chimica computazionale Bioinformatica

Computer grafica

La computer grafica è lo studio dei contenuti visuali digitali, e coinvolge la sintesi e manipolazione di dati immagine. Lo studio è connesso a molti altri campi dell'informatica, includendo la visione artificiale , l' elaborazione digitale delle immagini , la geometria computazionale , ed è pesantemente applicata nei campi degli effetti speciali e videogiochi .

Ingegneria del software

L' ingegneria del software è lo studio della progettazione, implementazione , e modifica del software , in maniera tale da garantire alta qualità, affidabilità, sostenibilità, e velocità nella costruzione. È un approccio sistematico al software design , che consiste nell'applicazione di pratiche ingegneristiche al software. L'ingegneria del software ha a che fare l'organizzazione e l'analisi del software, e non solo con la sua creazione e produzione, ma anche con la sua manutenzione interna e sistemazione.

Interazione uomo-macchina

L' interazione uomo-macchina è campo di ricerca che sviluppa teorie, principi, e linee guida per i progettisti delle interfacce utente , in modo che possano creare esperienze utente soddisfacenti con dispositivi desktop , laptop e mobile (vedi usabilità ).

Intelligenza artificiale

L' intelligenza artificiale ( IA ) punta o è richiesta per la sintesi di processi orientati agli obiettivi come per esempio problem solving, decision making, adattamento all'ambiente, apprendimento e comunicazione, riscontrabili in umani e animali. Fin dalle sue origini all'interno della cibernetica e nella Conferenza di Dartmouth (1956), la ricerca sull'intelligenza artificiale è stata necessariamente interdisciplinare, ricorrendo ad aree specialistiche come la matematica applicata , logica simbolica , semiotica , ingegneria elettrica , filosofia della mente , neurofisiologia e intelligenza sociale . L'IA è associata, secondo il pensiero comune, allo sviluppo dei robot , ma il campo principale in cui vi è un'applicazione pratica è lo sviluppo di software , che richiede una comprensione computazionale. Il punto di partenza è stato il quesito di Alan Turing «Can computers think?» dei tardi anni quaranta del XX secolo , che rimane effettivamente senza risposta, sebbene il Test di Turing sia ancora usato per valutare l' output del computer sulla scala dell' intelligenza umana . L' automazione delle attività di valutazione e predizione ha conosciuto crescenti successi nel sostituire il monitoraggio e l'intervento umano in campi dell' informatica applicata che coinvolgono dati del mondo reale di una certa complessità.

Nicolas P. Rougier's rendering of the human brain.png Human eye, rendered from Eye.png Corner.png
Apprendimento automatico Visione artificiale Elaborazione digitale delle immagini
KnnClassification.svg Julia iteration data.png Sky.png
Riconoscimento di pattern Data mining Computazione evolutiva
Neuron.svg English.png HONDA ASIMO.jpg
Rappresentazione della conoscenza Elaborazione del linguaggio naturale Robotica

Insegnamento, titoli di studio e certificazioni

L'insegnamento dell'informatica avviene in diversi modi ea diversi livelli. Nelle scuole secondarie di secondo grado esiste la specializzazione di perito informatico .

L'informatica è entrata nel panorama dell'insegnamento universitario italiano negli anni settanta . Oggi vi sono corsi di Informatica in praticamente tutte le Università che abbiano dipartimenti a carattere scientifico. Solitamente il corso di informatica appartiene alla facoltà di scienze matematiche, fisiche e naturali , anche se di fatto esiste anche un corso di laurea in ingegneria informatica presso la facoltà di ingegneria con elementi misti di informatica pura e sistemi hardware elettronici. L'attuale corso di studi è suddiviso in una laurea triennale , una laurea magistrale e il dottorato in informatica offrendo una formazione teorica di base e avanzata sull'informatica stessa. La laurea in Informatica permette inoltre di sostenere l'Esame di Stato per l'abilitazione alla professione di Ingegnere dell'Informazione. [23]

In Italia si hanno inoltre varie certificazioni che attestano il possesso di abilità informatiche o di competenze professionali:

  • ECDL - European Computer Driving Licence , detta anche Patente europea per l'uso del computer, per le abilità informatiche minimali.
  • EUCIP - European Certification of Informatics Professionals , sistema di servizi e certificazioni, di riferimento nel mondo delle professioni dell'informatica, dell'impresa e della formazione.

Esistono poi numerose altre certificazioni professionali in ambito programmazione (es. Microsoft .Net e Java della Sun Microsystems ) e sistemistico (es. Linux System Administration, Windows certification, application server certification, Vmware / Citrix virtualization certification, Oracle DBA certification, IBM DB2 certification, SAP certification, Cisco e Juniper networking certification), tutte altamente spendibili in ambito lavorativo nel mercato informatico aziendale, detto anche terziario avanzato , fortemente espanso a partire dai primi anni 2000 con la diffusione di Internet .

Note

  1. ^ Ma nel 1957 l'informatico tedesco Karl Steinbuch aveva già coniato la parola «Informatik» pubblicando un documento chiamato Informatik: Automatische Informationsverarbeitung .
  2. ^ informàtica in Vocabolario - Treccani , su www.treccani.it . URL consultato il 29 settembre 2017 .
  3. ^ ( FR ) Alain Le Diberder, Informatique , su LeMond.fr , 24 gennaio 2001. URL consultato il 25 marzo 2016 .
  4. ^ a b c d e f g h Francesco Sabatini e Vittorio Coletti, Il Sabatini Coletti dizionario della lingua italiana 2008. Con CD-ROM , Rizzoli Larousse, 31 luglio 2007, ISBN 978-88-525-0173-9 . URL consultato il 30 settembre 2017 .
  5. ^ a b Louis Fein, The Role of the University in Computers, Data Processing, and Related Fields , in Commun. ACM , vol. 2, n. 9, September 1959, pp. 7–14, DOI : 10.1145/368424.368427 . URL consultato il 29 settembre 2017 .
  6. ^ Durante i primi giorni del calcolo automatico, fu suggerito un gran numero di termini per i praticanti di tale campo in Communications of the ACM ‒ "turingeer", "turologist", "flow-charts-man", "applied meta-mathematician", e "applied epistemologist". Tre mesi dopo, nello stesso giornale, fu suggerito "comptologist", seguito nell'anno successivo da "hypologist". Fu suggerito anche il termine "computics".
  7. ^ Donald E. Knuth, George Forsythe and the Development of Computer Science ( PDF ), su stanford.edu , 20 ottobre 2013. URL consultato il 29 settembre 2017 (archiviato dall' url originale il 20 ottobre 2013) .
  8. ^ Carlo Sansotta, Nozioni di Informatica , Lulu.com, 2011, ISBN 978-1-4709-2502-4 . URL consultato il 29 settembre 2017 .
  9. ^ programma in Vocabolario - Treccani , su www.treccani.it . URL consultato il 29 settembre 2017 .
  10. ^ a b c Fiorenzo Formichi, Giorgio Meini e Ivan Venuti, Corso di informatica. Per le Scuole superiori. Con espansione online: 1 , Zanichelli, 1º gennaio 2012, ISBN 978-88-08-16180-2 . URL consultato il 29 settembre 2017 .
  11. ^ a b Yuval Noah Harari, Homo deus. Breve storia del futuro , Bompiani, 2017, ISBN 978-88-452-9279-8 . URL consultato il 29 settembre 2017 .
  12. ^ Giovanni Fornero e Franco Restaino, Storia della Filosofia. Il pensiero contemporaneo: il dibattito attuale , vol. 9, Gruppo Editoriale L'Espresso, 2006.
  13. ^ a b c d e f Walter Maraschini e Mauro Palma, Enciclopedia della Matematica , AL, Corriere della Sera, 2014.
  14. ^ a b Paolo Freguglia (a cura di), Boole , in Grandangolo Scienza , vol. 29, Corriere della Sera, 2016.
  15. ^ Si potrebbe argomentare che tutte le funzioni del SO offrono valore aggiunto all'utente, ma molte di queste operano in background e sono trasparenti rispetto all'utilizzatore del sistema, mentre altre sono parte integrante della computing experience .
  16. ^ a b Computer Science as a Profession , su csab.org , 17 giugno 2008. URL consultato il 30 settembre 2017 (archiviato dall' url originale il 17 giugno 2008) .
  17. ^ ( EN ) National Research Council, Computer Science: Reflections on the Field, Reflections from the Field , 4 ottobre 2004, DOI : 10.17226/11106 , ISBN 978-0-309-09301-9 . URL consultato il 30 settembre 2017 .
  18. ^ CSAB, Inc. , su www.csab.org . URL consultato il 30 settembre 2017 .
  19. ^ ( EN ) Graham P. Collins, Claude E. Shannon: Founder of Information Theory , in Scientific American . URL consultato il 30 settembre 2017 .
  20. ^ Peter J. Denning, Computer Science: The Discipline ( PDF ), su idi.ntnu.no , Encyclopedia of Computer Science, 25 maggio 2006. URL consultato il 30 settembre 2017 (archiviato dall' url originale il 25 maggio 2006) .
  21. ^ Ronald A. Thisted, Computer Architecture ( PDF ), Departments of Statistics, Health Studies, and Anesthesia & Critical Care, University of Chicago, 1997.
  22. ^ Bob Wescott, The Every Computer Performace Book , 1ª ed., ISBN 1-4826-5775-9 , OCLC 857903757 .
  23. ^ Iscrizione all'ordine degli ingegneri per laureati Informatici | ALSI , su www.alsi.it . URL consultato il 12 febbraio 2017 .

Bibliografia

  • G. Ausiello, C. Batini, V. Frosini, « Informatica » in Enciclopedia Italiana - Appendice VI , Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 2000.
  • AM Gambino, A. Stazi, Diritto dell'informatica e della comunicazione (Manuale), Giappichelli, Torino, 2009.
  • Camera dei deputati. Segretariato generale, ed. Ambiente e informatica: problemi nuovi della società contemporanea. Vol. 16. Servizio studi, legislazione e inchieste parlamentari, 1974.
  • Enrico Grassani, L'assuefazione tecnologica. Metamorfosi del sistema uomo-macchina, Editoriale Delfino, Milano 2014.

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 1576 · LCCN ( EN ) sh89003285 · GND ( DE ) 4026894-9 · BNF ( FR ) cb11932109b (data) · BNE ( ES ) XX525961 (data)
Informatica Portale Informatica : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di informatica