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ⓘ Informatica



Informatica
                                     

ⓘ Informatica

L informatica è la scienza che si occupa del trattamento dellinformazione mediante procedure automatizzate. In particolare ha per oggetto lo studio dei fondamenti teorici dellinformazione, della sua computazione a livello logico e delle tecniche pratiche per la sua implementazione e applicazione in sistemi elettronici automatizzati detti quindi sistemi informatici. Come tale è una disciplina fortemente connessa con la logica matematica, lautomatica, lelettronica e anche lelettromeccanica.

Si accompagna e si integra o è di supporto a tutte le discipline scientifiche e no, e come tecnologia pervade pressoché qualunque "mezzo" o "strumento" di utilizzo comune e quotidiano, tanto che quasi tutti siamo in qualche modo utenti di servizi informatici. La valenza dellinformatica in termini socio-economici ha scalato in pochi anni la piramide di Anthony, passando da operativa in sostituzione o a supporto di compiti semplici e ripetitivi, a tattica a supporto della pianificazione o gestione di breve termine, a strategica. In tale ambito linformatica è diventata talmente strategica nello sviluppo economico e sociale delle popolazioni che il non poterla sfruttare, uno status ribattezzato con lespressione divario digitale, è un problema di interesse planetario.

Assieme allelettronica e alle telecomunicazioni unificate insieme sotto la denominazione Tecnologie dellinformazione e della comunicazione TIC, rappresenta quella disciplina e allo stesso tempo quel settore economico che ha dato vita e sviluppo alla terza rivoluzione industriale attraverso quella che è comunemente nota come rivoluzione digitale. Linformatica si evolve soprattutto nel campo della telefonia.

                                     

1. Etimologia e significato

Il termine italiano "informatica" deriva da quello francese "informatique", contrazione di information automatique, coniato da Philippe Dreyfus nel 1962. Il primo utilizzo italiano risale al 1968.

Nei paesi anglofoni, "informatica" si dice "computer science", espressione che appare per la prima volta in un articolo del 1959 in Communications of the ACM, nel quale Louis Fein discute la creazione di una Graduate School in Computer Sciences analoga alla Harvard Business School, giustificando il nome dicendo che, come la management science, la computer science è per sua natura una materia di studio applicata e interdisciplinare, avendo allo stesso tempo le caratteristiche tipiche di una disciplina accademica. I suoi sforzi, e quelli di altri come lanalista numerico George Forsythe, saranno ricompensati: le università istituiranno tali corsi, a partire da Purdue nel 1962. In Gran Bretagna è utilizzato anche il termine "informatics".

Il calcolatore, lo strumento base dellinformatica, è diventato insostituibile nei campi più disparati della vita e della scienza, grazie alla velocità di calcolo e alla notevole flessibilità della sua architettura-tipo, il modello di Von Neumann. È importante anche notare il differente significato di origine tra queste tre lingue nel denominare il computer:

  • elaboratore o calcolatore, in italiano, per le sue svariate capacità di elaborazione anche se oggi il termine più utilizzato è computer;
  • ordinateur, in francese, a sottolineare le sue capacità di organizzare i dati le informazioni;
  • computer, in inglese, letteralmente calcolatore, in diretta discendenza delle calcolatrici, prima meccaniche, poi elettromeccaniche, poi elettroniche.

Il principio fondamentale dellinformatica, che è anche il significato della parola stessa, è che attraverso un calcolatore lutente ottiene delle informazioni a partire da dati, per mezzo di una elaborazione automatica mediante una procedura stabilita in precedenza, cioè il programma. Il programmatore organizza e scrive le istruzioni del programma attraverso specifici linguaggi di programmazione, il programma viene installato su un calcolatore e infine questultimo ne esegue le istruzioni programmate, rispondendo agli input dellutente. Un input è una immissione, inserimento, ingresso di dati, a cui segue lelaborazione, che si conclude con loutput, ovvero una uscita di informazioni organizzate in modo tale da trarne conoscenza. Dunque, lattività di un calcolatore è essenzialmente lesecuzione di calcoli logico-aritmetici, che vengono svolti eseguendo istruzioni precedentemente impartitegli da un programmatore.

Il calcolatore non è dotato di una qualche forma di autocoscienza, poiché possiede una forma di intelligenza sui generis che prescinde dalla consapevolezza. Secondo Yuval Noah Harari non occorre, per portare a termine un compito che richiede lelaborazione di dati, che un dispositivo di calcolo restituisca un risultato valutando anche esperienze soggettive. Egli scrive che "oggi stiamo sviluppando nuovi tipi di intelligenza non cosciente che possono portare a termine tali compiti Ma il sistema non ha bisogno di niente di tutto questo da un tassista. Tutto quello che vuole davvero è che i passeggeri siano portati dal punto A al punto B nel modo più veloce, sicuro ed economico possibile. E lauto a guida autonoma sarà presto in grado di fare meglio di un conducente umano, anche se non può godere della musica o rimanere impressionata dalla magia dellesistenza".

Una branca specifica dellinformatica, lintelligenza artificiale IA, si occupa di creare tecniche, algoritmi e programmi atti a simulare processi di pensiero e ragionamento. Queste tecniche non sono meno algoritmiche e deterministiche nei loro esiti di quelle usate in altri settori dellinformatica, tuttavia hanno il potenziale di catturare conoscenza e farne uso per fornire risposte spesso di qualità superiore a quella ottenibile mediante luso di esperti umani. Secondo i filosofi, lintelligenza artificiale delle macchine non è vera e propria intelligenza, in quanto a esse mancano la coscienza di essere-nel-mondo e un rapporto concreto con lambiente circostante, caratteristiche tipiche dellessere umano. Di recente lo studio dellinformatica ha anche assunto rilevanza multidisciplinare nel cercare di chiarire o giustificare processi e sistemi complessi del mondo reale, quali ad esempio la capacità del cervello umano di generare pensieri a partire da interazioni molecolari studi facenti capo alla bioinformatica.

                                     

2. Cenni storici

Premessa

Sostanzialmente, i calcolatori si dividono in analogici e digitali:

  • un calcolatore analogico è un tipo di calcolatore che elabora i problemi per analogia, o in termini più scientifici, per quantità continue cioè ammette valori infiniti;
  • un calcolatore digitale è un tipo di calcolatore che elabora i problemi digitalizzando, ovvero le quantità che considera sono discrete cioè ammette valori finiti.

I dati cioè, possono essere rappresentati in due modi, analogico o digitale: un dato analogico è una rappresentazione continua, analoga allinformazione effettiva che rappresenta, mentre un dato digitale è una rappresentazione discreta, che spezza linformazione in elementi distinti poiché lelaborazione viene eseguita per passi finiti vedi algoritmo. Linformatica, per come si è sviluppata, ha preso maggiormente in considerazione la seconda categoria di calcolatori. La prova è che i computer contemporanei funzionano secondo lalgebra booleana, ovvero la logica di funzionamento di un normale computer ammette due stati precisi, rappresentati dalle cifre 0 e 1. Esempi di calcolatori analogici odierni sono il termometro e lorologio tradizionali: nonostante vi siano gli indicatori dei gradi o delle ore, in realtà essi non sono sufficienti per astrarre la posizione esatta del mercurio o delle lancette. Il mercurio nel termometro sale con continuità lungo le tacche, mentre un termometro digitale calcola la temperatura secondo una logica binaria e discreta.

Origini

La storia dellinformatica in realtà comincia ben prima dellinvenzione del computer moderno. Infatti, già labaco anchesso un dispositivo digitale, ma ovviamente di minima complessità veniva utilizzato nellantichità per fare le semplici quattro operazioni. Si riscontrano anche altri dispositivi automatici come le macchine di Erone, gli automi di alcuni ingegneri arabi nel Medioevo, lautoma cavaliere di Leonardo da Vinci. È stato proprio un matematico arabo, Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmī, a sistematizzare lalgebra non ancora binaria; dal suo nome sarà coniato il termine "algoritmo", che sta a indicare una sequenza finita di operazioni.

Lorologio calcolatore di Schickhard 1592-1635, la Pascalina di Pascal 1623-1662, la Stepped Reckoner di Leibniz 1646-1716, sono stati i primi calcolatori analogici utilizzati come strumenti ausiliari per i calcoli matematici. Babbage 1791-1871 ideò una macchina per il calcolo automatico di grande complessità, la macchina differenziale, che riuscì a realizzare tra mille difficoltà, anche per i limiti della meccanica del tempo. Grazie a un metodo detto delle differenze, particolarmente adatto a essere espresso in termini meccanici, Babbage creò un sistema per lesecuzione automatica dei calcoli necessari per la compilazione delle tavole matematiche. Ideò poi, partendo dalle schede perforate del francese Jacquard, una nuova macchina, la macchina analitica: per essa, identificò ununità di calcolo numerico noi diremmo un processore, una unità di controllo dellesecuzione, una memoria per conservare i risultati intermedi e un dispositivo di uscita per visualizzare il risultato del calcolo.

Informatica moderna e contemporanea

I padri dellinformatica moderna sono John von Neumann 1903-1957 e Alan Turing 1912-1954. Al primo si deve lorganizzazione concettuale del moderno calcolatore, oggi nota come architettura di von Neumann; al secondo invece dobbiamo studi sulla crittografia disciplina già avviata nei secoli precedenti e la formalizzazione della Macchina di Turing, il modello di "macchina" fondamento teorico di ogni moderno sistema programmabile.

Si vedano le voci: Cronologia dei computer dal 1950 al 1979, Cronologia dei computer dal 1980 al 1989, Cronologia dei computer dal 1990 al 1999, Cronologia dei computer dal 2000 al 2009, Cronologia dei computer dal 2010 al 2019.

                                     

3. Informatica duso

Esistono frange di persone che confondono linformatica con aree professionali che tipicamente riguardano lutilizzo dei programmi per lufficio come Microsoft Office, la navigazione sul web o il gaming. In realtà, linformatica vera e propria che si distingue in teorica e applicata è lo studio di procedure, algoritmi e linguaggi capaci di permettere a una macchina di eseguire operazioni in modo automatico, e perciò richiede notevoli conoscenze e competenze in materie di studio come la matematica, logica, linguistica, psicologia, nonché elettronica, automatica, telematica, e altre. Mentre occorrono notevoli conoscenze tecniche per appartenere alla categoria degli informatici di professione, per appartenere a quella degli utenti finali ne occorrono decisamente di meno – talvolta solo il minimo indispensabile – e questo grazie al lavoro dei primi, costantemente orientato a rendere sempre più semplice l’uso del computer per tutti. Un informatico dovrebbe sempre avere un interesse genuino per i fondamenti teorici dellinformatica; che poi, per professione o per passione, spesso faccia lo sviluppatore di software è possibile ma, potendo sfruttare le proprie capacità di problem solving soluzione di problemi in diversi ambiti, non è scontato. In ogni caso linformatica, almeno nella sua parte applicativa, è una disciplina fortemente orientata al problem solving.

Linformatica, oggi autonoma disciplina di studio, nasce dal convergere di differenti campi disciplinari che, per vie diverse, si sono posti il problema di come automatizzare il calcolo, cioè la manipolazione di simboli attraverso determinate regole, rendendolo eseguibile da una macchina. Ma i fondamenti teorici della disciplina discendono direttamente dalla matematica discreta, a cui linformatica è strettamente legata. Linformatica vera e propria spazia tra diversi campi più ristretti: lo studio dei linguaggi formali e degli automi, che riguarda anche i compilatori; lo studio della complessità computazionale, in particolar modo per la minimizzazione del numero di istruzioni da eseguire per la risoluzione di un problema e per la ricerca di algoritmi approssimati per risolvere problemi NP-difficili; la crittologia, la scienza che studia i metodi per rendere un messaggio incomprensibile a chi non sia in possesso di una chiave di lettura del messaggio stesso; la teoria dei codici, utilizzata, ad esempio, per la compressione dati o per cercare di garantire lintegrità dei dati; la ricerca operativa, per fornire strumenti matematici di supporto alle attività decisionali; la computer grafica, suddivisa a sua volta in grafica bitmap e grafica vettoriale; citando solo alcuni sottocampi. Un caso particolare o sottoinsieme di informatica duso è linformatica aziendale.



                                     

3.1. Informatica duso Terminologia di base

Data lampiezza del trattare linformatica è quindi necessario definire, sia pure a grandi linee un quadro generale entro il quale comprendere la materia. Pertanto questa sezione cerca di essere un glossario introduttivo dellintera disciplina.

  • Computazione – procedimento di calcolo completamente specificato, cioè composto da un numero finito di operazioni elementari o a loro volta scomponibili in operazioni elementari. La computazione di una funzione, cioè il calcolo del suo valore in corrispondenza di particolari valori in ingresso, è effettuata attraverso un algoritmo espresso in un determinato linguaggio formale vedi computazione.
  • Bit – è lunità elementare dellinformazione trattata dagli elaboratori digitali; può assumere due valori, convenzionalmente indicati dalle cifre 0 e 1. È labbreviazione di binary digit, ovvero "cifra binaria" vedi bit.
  • Applicazione – lespressione "applicazione informatica" indica un programma che specializza il funzionamento di un computer in una determinata attività. Le prime applicazioni pratiche si ebbero tra la fine degli anni sessanta e inizio anni settanta, nelle grandi aziende, e in generale nelle grandi organizzazioni pubbliche o private, laddove soluzioni informatiche abbastanza semplici permettevano significativi risparmi di tempo nelle operazioni quotidiane e di routine. Basti ricordare INPS a lungo capofila dellinformatica italiana, Banca dItalia, Alitalia, Eni, Montedison, Enel. Con gli anni, e con uno sviluppo sempre più veloce delle capacità di elaborazione in parallelo allabbassamento dei costi, linformatica ha pervaso qualsiasi settore, fino alla vita quotidiana e allintrattenimento personale vedi Applicazione informatica.
  • Algebra di Boole – George Boole ha introdotto una vera e propria rivoluzione nel mondo della logica, che prima di lui per due millenni era rimasta ancorata a quella codificata da Aristotele. Ha fondato lalgebra della logica, creando un sistema nel quale è possibile trattare ogni relazione logica attraverso lutilizzo di formule algebriche. Le operazioni come laddizione, la sottrazione e la moltiplicazione vengono sostituite da operazioni logiche con valori di congiunzione, disgiunzione e negazione, mentre gli unici numeri utilizzati, 1 e 0, assumono rispettivamente i significati di vero e falso. Circa settantanni dopo la morte del suo ideatore, negli anni trenta del Novecento, la logica booleana ha dato vita a una nuova e ancor più vasta rivoluzione quando un altro logico, nonché ingegnere elettronico, Claude Shannon, ha avuto lidea di applicarla ai circuiti elettronici, creando così quella che è tuttora la base di funzionamento logico dei computer vedi Algebra di Boole.
  • Algoritmo – un algoritmo è un procedimento sistematico di calcolo, che risolve un determinato problema attraverso una sequenza finita di passi elementari. Il termine deriva dalla trascrizione latina del nome del matematico persiano al-Khwarizmi, che è considerato uno dei primi autori ad aver fatto riferimento a questo concetto. Lalgoritmo è un concetto fondamentale dellinformatica, anzitutto perché è alla base della nozione teorica di calcolabilità: un problema è calcolabile quando è risolvibile mediante un algoritmo. Inoltre, lalgoritmo è un concetto cardine anche della fase di programmazione dello sviluppo di un software: preso un problema da automatizzare, la programmazione costituisce essenzialmente la traduzione o codifica di un algoritmo per tale problema in programma, scritto in un certo linguaggio, che può essere quindi effettivamente eseguito da un calcolatore rappresentandone la logica di elaborazione vedi algoritmo.
  • Byte – è lunità di informazione costituita da 8 bit, usata come unità di misura della capacità di memoria di un sistema di elaborazione vedi byte.
  • File – un file è un insieme di informazioni omogenee, codificate in formato digitale, logicamente correlate e registrate su un supporto di memoria di massa di un elaboratore. I file sono tutti binari, ma possono memorizzare entità diverse e si classificano a seconda del tipo di informazioni cui si riferiscono: un programma eseguibile, un documento di testo, unimmagine, un suono, un video vedi file.
  • Database – struttura complessa di organizzazione di dati, che permette linserimento di nuovi dati e la rimozione di vecchi, nonché la modifica dei dati stessi, il loro aggiornamento e la loro elaborazione. Lunità informativa elementare del database è il record, inteso come stringa organizzata in campi per consentire larchiviazione di un gran numero di informazioni anche di diverso tipo. Il record è, infatti, un insieme costituito da un numero finito di elementi, detti campi del record, ciascuno dei quali viene identificato da una stringa alfanumerica vedi base di dati.
  • Hardware – nellinformatica pionieristica degli anni sessanta questo termine inglese, letteralmente "ferramenta" il significato letterale è "merce dura", ben si prestava a indicare le macchine utilizzate. Lhardware informatico è strettamente legato allelettronica analogica e digitale di cui si avvale per la progettazione e realizzazione dei relativi sistemi. Allhardware appartiene anche il settore della rete di computer e apparati relativi. Anche con la sostituzione delle valvole termoioniche in favore dei transistor e poi dei primi circuiti integrati MOS, tali macchine erano composte da telai e pannelli metallici robusti tutti rigorosamente assemblati mediante bullonature vistose, per contenere i preziosissimi e delicatissimi circuiti elettronici che erano il cuore degli elaboratori e delle prime periferiche di base. Oggi, quando risulta difficile ritenere ferramenta un mouse o una webcam, il termine è rimasto più che altro per distinguere tutto ciò che è macchina, apparecchiatura, dai programmi il software per far funzionare la macchina lo strumento. In pratica lhardware è tutto ciò che è palpabile e visibile con gli occhi, come un disco rigido, un monitor, un cavo, unantenna, lo stesso involucro di un PC. Altri termini descrittivi generali possono essere: risorse fisiche e materiali vedi hardware.
  • Informatica quantistica – linformatica quantistica è linsieme delle tecniche di calcolo e del loro studio che utilizzano i quanti per memorizzare ed elaborare le informazioni. Molte sono le differenze con linformatica classica, soprattutto nei principi fondamentali vedi informatica quantistica.
  • Software – il software è linsieme dei componenti immateriali e virtuali che consentono allutente di eseguire operazioni. È importante distinguere il software di base oggi chiamato sistema operativo dal software applicativo comunemente detto programma o applicazione: il software di base serve per rendere operativo lelaboratore, Il software applicativo serve per implementare nuove funzioni e/o rendere operative parti dellelaboratore. Nondimeno, molte funzioni del software di base offrono valore aggiunto anche allutente finale ad esempio, il file system consente allutente di memorizzare e poi riutilizzare secondo necessità il proprio lavoro. Perciò, allinterno del software di base è possibile ulteriormente distinguere le funzionalità a valore aggiunto per lutente e quelle che sono meramente di servizio per garantire il funzionamento della macchina.
  • Ipertesto – insieme di informazioni interconnesse, costituito da testi, indici gerarchici, note, illustrazioni, tabelle collegate fra loro da rimandi e collegamenti logici. La sua consultazione al computer avviene per libera esplorazione dellutente, che può decidere quali collegamenti seguire e in che ordine. È la struttura su cui si basano i contenuti dei siti Internet vedi ipertesto.
  • Interfaccia – punto di contatto tra un computer o un dispositivo controllato da computer e lutente, o tra due componenti fisici del computer. L interfaccia grafica utente GUI è invece ciò che rappresenta gli oggetti le entità interne al computer o al programma in una forma grafica direttamente manipolabile dallutente, per esempio configurando lo schermo come una scrivania desktop su cui sono attivi menu, finestre e icone vedi interfaccia e interfaccia grafica utente.
  • Sistema informatico – insieme di processore e periferiche, di cui è composto un calcolatore oppure configurazione hardware e software; da non confondere con sistema informativo che è invece linsieme delle risorse tecnologiche impiegate per supportare la circolazione delle informazioni allinterno di unorganizzazione. A parte il classico personal computer o il server di rete pensiamo ad esempio al telefono cellulare, alla fotocamera digitale, a una console per videogiochi, al cruscotto auto con il navigatore satellitare, al monitoraggio in sala di rianimazione, ecc. Sono tutti sistemi informatici, che ci forniscono servizi specifici. Pensiamo a un aereo moderno: al suo interno possiamo trovare non uno, ma molti sistemi informatici, ciascuno con un preciso compito. Internet nel suo insieme è un sistema informatico, formato a sua volta da una rete di sistemi informatici che lavorano per un obiettivo comune: permettere a chiunque di connettersi e scambiare informazioni con chiunque, in qualsiasi parte del globo vedi sistema informatico e sistema informativo.
  • Teoria dellinformazione – la teoria dellinformazione è una disciplina dellinformatica e delle telecomunicazioni il cui oggetto è lanalisi e lelaborazione su base matematica dei fenomeni relativi alla misurazione e alla trasmissione di informazioni su un canale fisico di comunicazione vedi teoria dellinformazione.
  • Teoria dei segnali – la teoria dei segnali studia le proprietà matematiche e statistiche dei segnali, definiti come funzioni matematiche del tempo. In generale, un segnale è una variazione temporale dello stato fisico di un sistema o di una grandezza fisica potenziale o corrente elettrica per segnali elettrici, parametri di campo elettromagnetico per segnali radio che serve per rappresentare e trasmettere messaggi ovvero informazione a distanza; il sistema in questione può essere il più disparato. In elettronica un segnale viene dunque studiato attraverso un modello matematico o funzione in cui il tempo o il suo inverso, la frequenza è considerato variabile indipendente vedi teoria dei segnali.
                                     

4. Aree dellinformatica

In qualità di disciplina, linformatica spazia dagli studi teorici sugli algoritmi e i limiti della computazione ai problemi pratici dellimplementazione dei sistemi informatici di hardware e software. La CSAB, chiamata formalmente Computing Sciences Accreditation Board – che è costituita dai rappresentati dellACM e dellIEEE Computer Society – identifica quattro aree che considera cruciali per la disciplina dellinformatica: teoria della computazione, algoritmi e strutture dati, metodologia e linguaggi della programmazione, e architettura ed elementi del computer. In più, la CSAB identifica anche campi come lingegneria del software, intelligenza artificiale, comunicazione le reti di computer, sistemi di basi di dati, calcolo parallelo, calcolo distribuito, interazione uomo-macchina, computer grafica, sistemi operativi e calcolo simbolico e numerico, come aree importanti dellinformatica.

                                     

4.1. Aree dellinformatica Informatica teorica

Linformatica teorica è essenzialmente astratta e matematica, ma deriva la propria ragion dessere dai calcoli pratici e quotidiani. Il suo scopo è di capire la natura della computazione e, come conseguenza di questa comprensione, fornire metodologie sempre più efficienti.

                                     

4.2. Aree dellinformatica Teoria dei codici e dellinformazione

La teoria dellinformazione è relativa alla quantificazione dellinformazione. Fu sviluppata da Claude Shannon per trovare i limiti fondamentali delle operazioni di elaborazione dei segnali, come la compressione dati e larchiviazione e la comunicazione affidabile degli stessi. La teoria dei codici è lo studio delle proprietà dei codici sistemi per convertire linformazione da una forma allaltra e la loro adattabilità per una specifica applicazione. I codici sono usati per la compressione dati, crittografia, rilevazione e correzione derrore, e più recentemente anche per la codificazione delle reti. I codici sono studiati in modo da progettare metodi di trasmissione dati affidabili ed efficienti.

                                     

4.3. Aree dellinformatica Teoria della computazione

Secondo Peter Denning, la domanda fondamentale che soggiace linformatica è "cosa può essere efficientemente automatizzato?". 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.

                                     

4.4. Aree dellinformatica Teoria dei linguaggi di programmazione

La teoria dei linguaggi di programmazione è una branca dellinformatica 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 dellinformatica e allo stesso tempo dipende e influenza matematica, ingegneria del software e linguistica. È unarea di ricerca attiva, con numerosi giornali accademici dedicati.

                                     

4.5. Aree dellinformatica Metodi formali

Questo è un tipo particolare di tecnica basata sulla matematica per la specificazione, sviluppo e verifica di sistemi hardware e software. Lutilizzo dei metodi formali per la progettazione di hardware e software è motivata dallaspettativa che, come nelle altre discipline ingegneristiche, eseguire analisi matematiche appropriate possa contribuire allaffidabilità e alla robustezza di un progetto. I metodi formali formano un importante pilastro dellingegneria 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 lapplicazione di una sufficientemente ampia varietà di fondamenti dellinformatica 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 dellhardware e del software.



                                     

4.6. Aree dellinformatica Informatica applicata

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

                                     

4.7. Aree dellinformatica 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. Il campo spesso coinvolge discipline dellingegneria informatica e dellingegneria elettrica, selezionando e interconnettendo i componenti hardware per costruire computer che vengano incontro a obiettivi funzionali, prestazionali ed economici.

                                     

4.8. Aree dellinformatica 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, luso efficiente delle risorse, leliminazione dei colli di bottiglia, e la predizione della performance sotto carichi di punta anticipati.

                                     

4.9. Aree dellinformatica Programmazione e sistemi

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

                                     

4.10. Aree dellinformatica Reti di calcolatori

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

                                     

4.11. Aree dellinformatica 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.

                                     

4.12. Aree dellinformatica 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 lidea della concorrenza a più computer connessi attraverso una rete. Computer allinterno dello stesso sistema distribuito hanno una propria memoria, e linformazione è spesso scambiata tra di essi per conseguire un obiettivo comune.

                                     

4.13. Aree dellinformatica Sicurezza informatica e crittografia

La sicurezza informatica è una branca delle tecnologie dellinformazione, che ha per oggetto la protezione dellinformazione da accessi non autorizzati, interruzioni, o modifiche, pur mantenendo laccessibilità e lusabilità del sistema per gli utenti a cui è destinato. La crittografia è la pratica e lo studio delloccultamento criptaggio e della decifrazione decriptaggio dellinformazione. La crittografia moderna è ampiamente connessa allinformatica, poiché molti algoritmi di criptaggio e decriptaggio sono basati sulla loro complessità computazionale.

                                     

4.14. Aree dellinformatica 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 nellapplicazione della simulazione al computer e altre forme di computazione a problemi in varie discipline scientifiche.

                                     

4.15. Aree dellinformatica 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 dellinformatica, includendo la visione artificiale, lelaborazione digitale delle immagini, la geometria computazionale, ed è pesantemente applicata nei campi degli effetti speciali e videogiochi.

                                     

4.16. Aree dellinformatica 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 nellapplicazione di pratiche ingegneristiche al software. Lingegneria del software ha a che fare lorganizzazione e lanalisi del software, e non solo con la sua creazione e produzione, ma anche con la sua manutenzione interna e sistemazione.

                                     

4.17. Aree dellinformatica Interazione uomo-macchina

Linterazione 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.

                                     

4.18. Aree dellinformatica 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 allambiente, apprendimento e comunicazione, riscontrabili in umani e animali. Fin dalle sue origini allinterno della cibernetica e nella Conferenza di Dartmouth 1956, la ricerca sullintelligenza 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. LIA è associata, secondo il pensiero comune, allo sviluppo dei robot, ma il campo principale in cui vi è unapplicazione 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 loutput del computer sulla scala dellintelligenza umana. Lautomazione delle attività di valutazione e predizione ha conosciuto crescenti successi nel sostituire il monitoraggio e lintervento umano in campi dellinformatica applicata che coinvolgono dati del mondo reale di una certa complessità.



                                     

5. Insegnamento, titoli di studio e certificazioni

Linsegnamento dellinformatica avviene in diversi modi e a diversi livelli. Nelle scuole secondarie di secondo grado esiste la specializzazione di perito informatico.

Linformatica è entrata nel panorama dellinsegnamento 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. Lattuale 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 sullinformatica stessa. La laurea in Informatica permette inoltre di sostenere lEsame di Stato per labilitazione alla professione di Ingegnere dellInformazione.

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 luso del computer, per le abilità informatiche minimali.
  • EUCIP- European Certification of Informatics Professionals, sistema di servizi e certificazioni, di riferimento nel mondo delle professioni dellinformatica, dellimpresa e della formazione.

Esistono poi numerose altre certificazioni professionali in ambito programmazione es. Microsoft.Net e Java della Sun Microsystems e sistemistico, 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.

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Pino - logical board game which is based on tactics and strategy. In general this is a remix of chess, checkers and corners. The game develops imagination, concentration, teaches how to solve tasks, plan their own actions and of course to think logically. It does not matter how much pieces you have, the main thing is how they are placement!

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