Informàtica

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca
Nota de desambiguació.svg Desambiguació : si busqueu una empresa nord-americana, consulteu Tecnologia de la informació (empresa) .
Una representació artística de la màquina de Turing

La informàtica és la ciència que s’ocupa del processament d’ informació mitjançant procediments automatitzats, tenint com a objecte l’estudi dels fonaments teòrics de la informació, el seu càlcul a nivell lògic i les tècniques pràctiques per a la seva implementació i aplicació en sistemes electrònics automatitzats anomenats sistemes informàtics ; com a tal és una disciplina fortament relacionada amb la lògica matemàtica , automàtica , electrònica i també electromecànica .

Acompanya i integra o dóna suport a totes les disciplines científiques i, com a tecnologia, impregna gairebé qualsevol "mitjà" o "eina" d'ús comú i quotidià, fins al punt que (gairebé) tots som d'alguna manera usuaris de serveis informàtics. El valor de les tecnologies de la informació en termes socioeconòmics ha pujat a la piràmide d’Anthony en pocs anys, passant de l’operativa (per substituir o donar suport a tasques simples i repetitives), a la tàctica (per donar suport a la planificació o gestió a curt termini), a l’estratègica. En aquest context, les tecnologies de la informació s’han convertit en tan estratègiques en el desenvolupament econòmic i social de les poblacions que no ser capaç d’explotar-la, un estat rebatejat amb l’expressió fractura digital , és un problema d’interès global.

Juntament amb l’ electrònica i les telecomunicacions unificades conjuntament amb el nom de Tecnologies de la informació i la comunicació (TIC), representa aquella disciplina i, al mateix temps, aquell sector econòmic que va donar naixement i desenvolupament a la tercera revolució industrial a través del que habitualment es coneix com a revolució digital . Les tecnologies de la informació evolucionen especialment en el camp de la telefonia.

Etimologia i significat

El superordinador Columbia de la NASA a la instal·lació de supercomputació avançada de la NASA

El terme italià "informatica" deriva del francès "informatique", una contracció de informat (ion) (automat) ique , encunyat per Philippe Dreyfus el 1962. [1] [2] [3] [4] Les primeres dates d'ús italià que es remunta al 1968. [4]

Als països de parla anglesa, "informàtica" es denomina "informàtica", expressió que apareix per primera vegada en un article de 1959 a Communications of the ACM [5] , en què Louis Fein discuteix la creació d'una escola de postgrau similar en ciències de la computació . a la Harvard Business School , el que justifica el nom dient que, com a ciència de l'administració, la informàtica és per la seva naturalesa un subjecte aplicada i interdisciplinària d'estudi, mentre que a el mateix temps les característiques típiques d'una disciplina acadèmica. [5] Els seus esforços i els d'altres com l'analista numèric George Forsythe seran recompensats: les universitats instituiran aquests cursos, començant per Purdue el 1962. [6] [7] El terme "també s'utilitza a la Gran Bretanya" informàtica " .

La calculadora, l'eina bàsica de la informàtica, s'ha convertit en insubstituïble en els camps més dispars de la vida i la ciència, gràcies a la rapidesa de càlcul i la notable flexibilitat de la seva arquitectura típica, el model Von Neumann . També és important tenir en compte el diferent significat d’origen entre aquestes tres llengües en el nom de l’ordinador: [8]

  • processador (o calculadora ), en italià, per les seves diverses habilitats de processament (tot i que avui el terme més utilitzat és ordinador);
  • ordinateur , en francès, per subratllar la seva capacitat d’organitzar dades i informació;
  • ordinador , en anglès, literalment calculadora, en descens directe de calculadores, primer mecànic, després electromecànic, després electrònic.

El principi fonamental de la informàtica, que també és el significat de la pròpia paraula, és que a través d’un ordinador l’ usuari obté informació a partir de dades , mitjançant un processament automàtic (mitjançant un procediment establert prèviament, és a dir, el programa [9]). ). El programador organitza i escriu les instruccions del programa (mitjançant llenguatges de programació específics), el programa s’instal·la en un ordinador i finalment aquest executa les seves instruccions programades, responent a les entrades de l’usuari. Una entrada és una entrada, inserció, entrada de dades, que va seguida del processament, que acaba amb la sortida , és a dir, una sortida d’informació organitzada de manera que en tingui coneixement . [10] Per tant, l'activitat d'un ordinador és essencialment l'execució de càlculs lògics-aritmètics, que es duen a terme mitjançant l'execució d'instruccions prèviament donades per un programador.

L'ordinador no està dotat d'alguna forma d' autoconsciència , ja que té una forma d' intel·ligència sui generis independent de la consciència . Segons Yuval Noah Harari , per tal de completar una tasca que requereixi processament de dades, un dispositiu informàtic no necessita retornar un resultat avaluant també experiències subjectives . [11] Escriu que "avui estem desenvolupant nous tipus d'intel·ligència inconscient que poden dur a terme aquestes tasques [jugar a escacs, conduir cotxes, etc.] de manera molt més eficaç que els humans, ja que totes aquestes tasques es basen en el reconeixement del patró ", i que "les experiències subjectives d'un taxista real són infinitament més riques que les d'un cotxe que condueix automàticament , cosa que no demostra absolutament res. [...] Però el sistema no necessita res d'això d'un taxista. Tot el que realment vol és que els passatgers passin del punt A al punt B de la forma més ràpida, segura i barata possible. I els cotxes autònoms aviat podran fer-ho millor que un conductor humà, encara que no puguin gaudir de la música o deixar-se impressionar per la màgia de l’existència ". [11]

Una branca específica de la informàtica, la intel·ligència artificial (IA), s’ocupa de la creació de tècniques, algorismes i programes dissenyats per simular processos de pensament i raonament . Aquestes tècniques no són menys algorítmiques i deterministes en els seus resultats que les que s’utilitzen en altres àrees de la informàtica, tot i que tenen el potencial de captar coneixement i utilitzar-lo per proporcionar respostes que sovint són d’una qualitat superior a la que es pot aconseguir mitjançant l’ús d’humans. experts. Segons els filòsofs, la intel·ligència artificial de les màquines no és intel·ligència real, ja que no tenen la consciència d’estar al món i no tenen una relació concreta amb l’entorn que l’envolta, característiques típiques de l’ésser humà. [12] Recentment, l'estudi de la informàtica també ha assumit rellevància multidisciplinària per intentar aclarir o justificar processos i sistemes complexos del món real, com ara la capacitat del cervell humà de generar pensaments a partir d'interaccions moleculars (estudis que fan referència a la bioinformàtica ).

Antecedents

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: història de la tecnologia de la informació i història de l’ordinador .
Diverses eines de càlcul anteriors a l'ordinador modern

La història de la informàtica comença molt abans de la invenció de l’ordinador modern. De fet, l’ àbac (també un dispositiu digital, però òbviament d’una complexitat mínima) ja s’utilitzava a l’ antiguitat per dur a terme les quatre operacions simples. També hi ha altres dispositius automàtics com les màquines d'Heron , els autòmats d'alguns enginyers àrabs a l' edat mitjana , l' autòmat cavaller de Leonardo da Vinci . Va ser un matemàtic àrab, Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī , qui va sistematitzar l' àlgebra (encara no binària); a partir del seu nom s'encunyarà el terme " algorisme ", que indica una seqüència finita d'operacions.

El rellotge d'ordinador de Schickhard (1592-1635), Pascaline de Pascal (1623-1662), Stepped Reckoner de Leibniz (1646-1716), van ser les primeres calculadores analògiques utilitzades com a eines auxiliars per als càlculs matemàtics . Babbage (1791-1871) va idear una màquina de càlcul automàtic molt complexa, la màquina diferencial , que va aconseguir crear amb molta dificultat, també a causa de les limitacions de la mecànica del temps. Gràcies a un mètode conegut com a diferències, especialment adequat per expressar-se en termes mecànics, Babbage va crear un sistema per a l'execució automàtica dels càlculs necessaris per a la compilació de les taules matemàtiques . Després va idear, a partir de les cartes perforades del francès Jacquard , una nova màquina, el motor analític : per a això, va identificar una unitat de càlcul numèric (diríem un processador ), una unitat per controlar l' execució, una memòria per emmagatzemar els resultats intermedis i un dispositiu de sortida per mostrar el resultat del càlcul.

Els pares de la informàtica moderna són John von Neumann (1903-1957) i Alan Turing (1912-1954). Als primers els devem l’organització conceptual de l’ordinador modern, ara conegut com a arquitectura von Neumann ; a la segona, en canvi, hem d'estudiar la criptografia (una disciplina ja iniciada en segles anteriors) i la formalització de la màquina de Turing , el model de fonament teòric de la "màquina" de tots els sistemes programables moderns. [10]

Veure entrades: Història de la computadora del 1950 al 1979 , Història de la computadora del 1980 al 1989 , Història de la computadora del 1990 al 1999 , Història de la computadora del 2000 al 2009 , Història de la computadora del 2010 al 2019 .

Característiques

Descripció

Esquema d'abstracció i execució des de l'usuari fins al maquinari que passa pel programari i el sistema operatiu

Hi ha franges de persones que confonen la tecnologia de la informació amb àrees professionals que normalment impliquen l’ús de programes d’oficina (com Microsoft Office ), la navegació web o els jocs . En realitat, la ciència de la computació real (que es distingeix en teòrica i aplicada) és l’estudi de procediments , algorismes i llenguatges capaços de permetre a una màquina realitzar operacions automàticament i, per tant, requereix coneixements i habilitats considerables en matèries d’estudi, com ara matemàtiques , lògica. , lingüística , psicologia , així com electrònica , automàtica , telemàtica i altres. Tot i que es necessiten uns coneixements tècnics considerables per pertànyer a la categoria d’ informàtics professionals , per pertànyer a la dels usuaris finals es necessita molt menys (de vegades només el mínim), i això gràcies al treball dels primers, orientat constantment a fabricar l’ordinador. ús per a tothom. [10] Un informàtic sempre hauria de tenir un interès genuí en els fonaments teòrics de la informàtica; que aleshores, per professió o passió, sovint esdevenir desenvolupador de programari és possible, però no és obvi ser capaç d'explotar les seves habilitats de resolució de problemes en diferents àrees. En qualsevol cas, la informàtica, almenys en la seva part aplicativa, és una disciplina fortament orientada a la resolució de problemes.

La informàtica, avui una disciplina d’estudi autònoma, sorgeix de la convergència de diferents camps disciplinaris que, de diferents maneres, han plantejat el problema de com automatitzar el càlcul, és a dir, la manipulació de símbols mitjançant certes regles, fent-lo executable per una màquina. [13] Però els fonaments teòrics de la disciplina es deriven directament de les matemàtiques ( matemàtiques discretes ), a les quals la informàtica està estretament lligada. La informàtica real oscil·la entre diversos camps estrets: l’estudi dels llenguatges formals i els autòmats , que també concerneix als compiladors ; l'estudi de la complexitat computacional , en particular per a la minimització del nombre d' instruccions a executar per resoldre un problema i per a la cerca d'algorismes aproximats per resoldre problemes difícils de NP ; la criptologia , la ciència que estudia els mètodes per fer incomprensible un missatge per a qualsevol persona que no tingui la clau per llegir el missatge; teoria de codis , utilitzada, per exemple, per a la compressió de dades o per intentar garantir la integritat de les dades ; investigació operativa , per proporcionar eines matemàtiques per donar suport a les activitats de presa de decisions; gràfics per ordinador , dividits al seu torn en gràfics de mapa de bits i gràfics vectorials ; citant només alguns subcamps. Un cas particular o subconjunt d’ús de la informàtica és la informàtica corporativa .

Terminologia bàsica

Donada l’amplitud de tractar-se amb les tecnologies de la informació, és necessari, doncs, definir, encara que a grans trets, un marc general per entendre el tema. Per tant, aquesta secció intenta ser un glossari introductori de tota la disciplina.

  • Àlgebra de Boole : George Boole va introduir una autèntica revolució en el món de la lògica , que abans d'ell durant dos mil·lennis havia estat ancorada a la codificada per Aristòtil . [14] Va fundar l' àlgebra de la lògica , creant un sistema en el qual és possible tractar qualsevol relació lògica mitjançant l'ús de fórmules algebraiques. Les operacions (com ara suma , resta i multiplicació ) se substitueixen per operacions lògiques amb valors de conjunció , disjunció i negació , mentre que els únics números utilitzats, 1 i 0, prenen el significat de veritable i fals, respectivament. Aproximadament setanta anys després de la mort del seu creador, a la dècada de 1930, la lògica booleana va donar lloc a una nova (i fins i tot més àmplia) revolució quan a un altre lògic i enginyer electrònic, Claude Shannon , se li va ocórrer aplicar-lo als circuits electrònics . creant el que encara és la base per al funcionament lògic dels ordinadors [14] (vegeu Àlgebra de Boole ).
  • Algoritme : un algorisme és un procediment de càlcul sistemàtic, que resol un problema donat mitjançant una seqüència finita de passos elementals. [13] El terme deriva de la transcripció llatina del nom del matemàtic persa al-Khwarizmi , que es considera un dels primers autors a referir-se a aquest concepte. L’algorisme és un concepte fonamental d’informàtica, en primer lloc perquè és la base de la noció teòrica de computabilitat : es pot calcular un problema quan es pot resoldre mitjançant un algorisme. A més, l'algorisme és també un concepte clau de la fase de programació del desenvolupament de programari : prenent un problema per automatitzar-se, la programació constitueix essencialment la traducció o codificació d'un algorisme d'aquest problema a un programa , escrit en un idioma determinat, que pot per tant, serà executat eficaçment per un ordinador representant la seva lògica de processament (vegeu algorisme ).
  • Aplicació : el terme "aplicació informàtica" indica un programa especialitzat en el funcionament d'un ordinador en una activitat específica (per exemple, el processador de textos , és a dir, el processador de textos , és el tipus d'aplicació més comú en ordinadors personals). [4] Les primeres aplicacions pràctiques van tenir lloc entre finals dels anys seixanta i principis dels setanta , en grans empreses i, en general, en grans organitzacions públiques o privades, on les solucions informàtiques bastant senzilles permetien un estalvi de temps important en operacions diàries i rutinàries. . N’hi ha prou de recordar INPS (llarg líder de la informàtica italiana), Bank of Italy , Alitalia , Eni , Montedison , Enel . Al llarg dels anys, i amb un desenvolupament cada vegada més ràpid de les capacitats de processament en paral·lel amb costos més baixos, la tecnologia de la informació ha impregnat tots els sectors, fins a la vida diària i l’entreteniment personal (vegeu Aplicació informàtica ).
  • Bit : és la unitat elemental d' informació processada pels processadors digitals; pot assumir dos valors, convencionalment indicats pels dígits 0 i 1. És l'abreviatura de dígit binari , o "dígit binari" (vegeu bit ).
  • Byte : és la unitat d'informació que consta de 8 bits, que s'utilitza com a unitat de mesura de la capacitat de memòria d'un sistema de processament (vegeu byte ).
  • Càlcul : procediment de càlcul completament especificat, que es compon d'un nombre finit d'operacions elementals o al seu torn descomponibles en operacions elementals. [13] El càlcul d'una funció , és a dir, el càlcul del seu valor en correspondència amb valors d'entrada particulars, es realitza a través d'un algorisme expressat en un llenguatge formal específic [13] (vegeu càlcul ).
  • Base de dades : estructura complexa d’organització de dades , que permet la inserció de dades noves i l’eliminació de les antigues, així com la modificació de les dades, la seva actualització i el seu processament. [13] La unitat d'informació bàsica de la base de dades és el registre , destinat a ser una cadena organitzada en camps per permetre l'emmagatzematge d'un gran nombre d'informació, fins i tot de diferents tipus. El registre és, de fet, un conjunt format per un nombre finit d'elements, anomenats camps del registre , cadascun dels quals s'identifica mitjançant una cadena alfanumèrica (vegeu la base de dades ).
  • Fitxer : un fitxer és un conjunt d'informació homogènia, codificada digitalment , correlacionada lògicament i enregistrada en un suport d' emmagatzematge massiu d'un ordinador ( disc dur , DVD , clau USB , etc.). [13] Tots els fitxers són binaris, però poden emmagatzemar diferents entitats i es classifiquen segons el tipus d'informació a què fan referència: un programa executable , un document de text , una imatge , un so , un vídeo (vegeu el fitxer ).
  • Maquinari : a la pionera informàtica dels anys seixanta, aquest terme anglès, literalment "maquinari" (el significat literal és "béns durs"), era molt adequat per indicar les màquines utilitzades. El maquinari de l'ordinador està estretament relacionat amb l' electrònica ( analògica i digital ) que utilitza per al disseny i la construcció dels sistemes relacionats. El sector de la xarxa informàtica i dels equips relacionats també pertany al maquinari. Fins i tot amb la substitució de les vàlvules termióniques a favor dels transistors i després dels primers circuits integrats MOS, aquestes màquines estaven compostes de robusts marcs i panells metàl·lics, tots rigurosament muntats per cargols vistosos, per contenir els preciosos i delicats circuits electrònics que eren el cor dels ordinadors i els primers perifèrics bàsics. Avui en dia, quan és difícil considerar el maquinari un ratolí o una càmera web, el terme s’ha mantingut més que res per distingir tot allò que és màquina , equipament , programes (programari) per fer funcionar la màquina o l’instrument. A la pràctica, el maquinari és tot allò palpable i visible amb els ulls, com ara un disc dur, un monitor, un cable, una antena, la mateixa carcassa d’un PC. Altres termes descriptius generals poden ser: recursos físics i materials (vegeu maquinari ).
  • Informàtica quàntica : la computació quàntica és el conjunt de tècniques computacionals i el seu estudi que utilitzen quants per emmagatzemar i processar informació . Hi ha moltes diferències amb la informàtica clàssica, especialment en els principis fonamentals (vegeu informàtica quàntica ).
  • Interfície : punt de contacte entre un ordinador o un dispositiu controlat per ordinador i l'usuari, o entre dos components físics de l'ordinador. [4] La interfície gràfica d'usuari ( GUI ) és el que representa els objectes i les entitats interns a l'ordinador o al programa en una forma gràfica que l'usuari pot manipular directament, per exemple configurant la pantalla com a escriptori (escriptori) a quins menús, finestres i icones [4] estan actius (vegeu interfície i interfície gràfica d'usuari ).
  • Hipertext : conjunt d'informació interconnectada, format per textos, índexs jeràrquics, notes, il·lustracions, taules enllaçades entre si per referències i enllaços lògics. [4] La seva consulta a l'ordinador es realitza per a l'exploració lliure de l'usuari, que pot decidir quins enllaços seguir i en quin ordre. [4] És l'estructura en què es basen els continguts dels llocs d'Internet (vegeu hipertext ).
  • Sistema informàtic : conjunt de processadors i perifèrics, dels quals es compon un equip o configuració de maquinari i programari; no s’ha de confondre amb el sistema d’informació que és el conjunt de recursos tecnològics que s’utilitzen per donar suport a la circulació d’informació dins d’una organització. [4] A part del clàssic ordinador personal o el servidor de xarxa, pensem, per exemple, en el telèfon mòbil , la càmera digital , una consola de videojocs , el tauler de control del cotxe amb navegador per satèl·lit , la supervisió a la sala de recuperació, etc. Tots són sistemes informàtics que ens proporcionen serveis específics. Pensem en un avió modern: al seu interior podem trobar no un, sinó molts sistemes informàtics, cadascun amb una tasca específica. Internet en el seu conjunt és un sistema informàtic, format al seu torn per una xarxa de sistemes informàtics que funcionen per a un objectiu comú: permetre a qualsevol persona connectar-se i intercanviar informació amb qualsevol persona, en qualsevol part del món (vegeu sistema informàtic i sistema d'informació ).
  • Programari : el programari és el conjunt de components intangibles i virtuals que permeten a l'usuari realitzar operacions. És important distingir el programari bàsic (ara anomenat sistema operatiu ) del programari d’ aplicacions (normalment anomenat programa o aplicació): el programari bàsic s’utilitza per fer funcionar l’ordinador, el programari d’aplicació s’utilitza per implementar noves funcions i / o fer que les peces funcionin per ordinador. No obstant això, moltes funcions bàsiques de programari també ofereixen un valor afegit a l'usuari final (per exemple, el sistema de fitxers permet a l'usuari emmagatzemar i reutilitzar el seu treball segons sigui necessari). Per tant, dins del programari bàsic és possible distingir encara més les funcions de valor afegit per a l'usuari i les que són merament de servei per garantir el funcionament de la màquina. [15]

Àrees temàtiques

Com a disciplina, la informàtica abasta des d’estudis teòrics sobre algoritmes i els límits de la computació fins a problemes pràctics d’ implementació de sistemes informàtics de maquinari i programari . [16] [17] El CSAB, anomenat formalment Computing Sciences Accreditation Board - que està format per representants de l' ACM i de la IEEE Computer Society [18] - identifica quatre àrees que considera crucials per a la disciplina de la informàtica: la teoria de la computació , algorismes i estructures de dades , llenguatges de metodologia i programació , i arquitectura i elements informàtics . A més, el CSAB també identifica camps com ara enginyeria de programari, intel·ligència artificial, xarxes de comunicacions i ordinadors, sistemes de bases de dades, informàtica paral·lela, computació distribuïda, interacció home-màquina, gràfics per ordinador, sistemes operatius i informàtica simbòlica. I numèric, com a àrees importants d’informàtica. [16]

Informàtica teòrica

Icona de la lupa mgx2.svg Mateix tema en detall: informàtica teòrica .

La informàtica teòrica és essencialment abstracta i matemàtica, però deriva la seva raó d’ésser de càlculs pràctics i quotidians. El seu objectiu és entendre la naturalesa de la computació i, com a conseqüència d’aquesta comprensió, proporcionar metodologies cada vegada més eficients.

Codis i teoria de la informació

La teoria de la informació està relacionada amb la quantificació de la informació. Va ser desenvolupat per Claude Shannon per trobar les limitacions fonamentals de les operacions de processament de senyals , com ara la compressió de dades i l’emmagatzematge i la comunicació fiables. [19] La teoria de codificació és l'estudi de les propietats dels codis (sistemes per convertir informació d'una forma a una altra) i la seva adaptabilitat per a una aplicació específica. Els codis s’utilitzen per a la compressió de dades, xifratge , detecció i correcció d’errors i , més recentment, també per a xifratge de xarxa. Els codis estan dissenyats per dissenyar mètodes de transmissió de dades fiables i eficients.

Teoria de la computació

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
Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Informatica&oldid=121987230 "