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We're Open 2013

Amo gli Algoritmi

Renzo DavoliALMA MATER STUDIORUM: Universita' di Bologna

Istituto Tecnico Tecnologico Blaise Pascal - CesenaNovember 9th, 2013

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Informatica, questa sconosciuta...

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Una storia d'amore...

● 1975: il primo computer “Hermes Systems”– 4K in memoria a nuclei di ferrite!

● 1979: iscrizione al corso sperimentale per programmatori a numero chiuso– Con la mia calcolatrice Hyda

● 1986: laurea in matematica applicata● 1987: installazione del primo nodo Internet universitario in

Italia● ...● 2012 RaspiBO

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Ecco la Hyda

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Una differenza fondamentale

Hardware - Software

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Hardware vs. Software

● L'hardware si riconosce dal software quando qualcosa non funziona:– L'hardware puo' essere preso a calci

– Contro il software si puo' solo imprecare.

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Hardware vs. Software

● Hardware (materia, cio' che si ha)

– oggetto fisico. Non si crea, non si distrugge, si trasforma. E' disponibile in quantita' limitata.

– E' un aggregato di atomi.

– Se si cede ad altri un elemento hardware ne perdete il possesso.

● Software (spirito, cio' che e')

– Conoscenza. Si crea, si propaga, si duplica senza costo.

– Piu' e' disponibile, piu' se ne genera di nuova!

– Se si cede conoscenza/informazione ad altri non si perde la propria

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Software=Conoscenza

● La codifica digitale ha mostrato la reale natura del software.– Poesia

– Musica

– Film

– Narrativa

– Teoremi, formule matematiche

– Teorie scientifiche

– Metodi di lavoro

– Ricette di cucina

– Barzellette

– Programmi per elaboratore

hanno la stessa natura: sono software cioè conoscenza

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E' in corso una grande rivoluzione...

πάντα πνεύμα

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Vi ricordate Gutemberg?

● La stampa a caratteri mobili ha solo reso piu' facile la produzione di un supporto (libro stampato)

● Questa invenzione e' stata fra le principali cause del Rinascimento

● Il piu' facile trasferimento della conoscenza ha causato una rivoluzione culturale

Immagine: Wikipedia

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La rivoluzione digitale

● E' un fenomeno che ha una portata molto superiore alla Stampa a caratteri mobili.

● Il Rinascimento ha portato grandi conquiste in campo scientifico, culturale, artistico e nuovi equilibri politici e sociali.

● Cosa sta succedendo oggi?● Il software e' diventato indipendente

dall'hardware!

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Facciamo un gioco

Pensiamo di leggere il libro di Storia che avranno fra le mani i

nostri pronipoti fra qualche secolo.

Cosa raccontera' del XXI secolo?

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Benvenuti nel secondo Rinascimento

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Primo e Secondo Rinascimento

2reinaissance.org

Ghirlandaio 1490. Portrait of a Young Man, Profile Portrait of a Young WomanTwo characters from the online strategy game Valor by the designer Chris Ng Fhze Yang, Singapore [Yan 2011].

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Prospettiva

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Le “prospettive” del II rinascimentoMedio Evo moderno Secondo Rinascimento

Mercato Ecosistema

Push Pull

Prodotto Piattaforma

Competizione Co-Evoluzione

Software Proprietario Libero/Open Source

Economia Wiki-nomics

“Proprieta' Intellettuale” Liberta' di Pensiero

Visione Centralizzata, Gerarchica Rete, Mesh, Grid

Consumatore Cittadino (del mondo)

Spettatore Attore/Protagonista

Presente Futuro

Avere Essere

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i. Informatica

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Informatica

● E' la scienza che ha causato l'avvento del secondo rinascimento

● Cosa studia?● Quali sono i nostri eroi?

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Informatica

● Informazione + Automatica● Informazione = Conoscenza utile● Dato = Conoscenza non utile perche'

incompleta o “grezza”● I tre problemi fondamentali dell'Informatica

sono:– elaborazione (trasformazione dei dati in informazione)

– memorizzazione (trasferimento nel tempo)

– comunicazione (trasferimento nello spazio).

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Matematica: Scienza e Tecnologia

● Scienza: esempi– Quadrato di binomio

– Derivate, Integrali

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● Eroi: esempi– Gauss

– Fermat

– Eulero

● Tecnologia: esempihttp://en.wikipedia.org/wiki/Calculator,

eiπ+1=0

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Fisica: Scienza e Tecnica

● Scienza: esempi– Moto del pendolo

– Legge di Archimede

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● Eroi: esempi– Einstein

– Plank

– Galileo

● Tecnologia: esempihttp://it.wikipedia.org/wiki/Tachimetro,http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Termometro.JPG

E=mc2

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Informatica: Scienza e Tecnologia

● Scienza: esempi– Algoritmi di ricerca

– Complessità computazionale

– Automi a stati finiti

– Macchine di Turing

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● Tecnologia: esempi– Computer

– Cellulari

– Word processor

– Fogli elettronici

– Strumenti di presentazioneP=NP?

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Al-Queda?

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no! al-Khwarizmi!بنموسیخوارزمي محمد

E' uno di piu' grandi matematici di tutti i tempoVisse a Baghdad 780-850 AD.Ha introdotto l'uso dei numerali indiani (che oggi si dicono numeri arabi) e l'idea dello zero. Scrisse

الكتاب المختصر في حساب الجبر والمقابلة“Completamento e Riduzione”: il primo testo di algebra.

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Informatica

● Studia come creare conoscenza per generare automaticamente nuova conoscenza.

● E' una Scienza appassionante● Studia gli algoritmi piu' efficienti e i linguaggi

per la elaborazione (programmazione)● Un algoritmo e' una sequenza finita di passi

logici che servono per risolvere un problema

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Attenti!

● Un biologo non e' un esperto di microscopi● Un astronomo non e' un esperto di telescopi

● Un informatico non e' un esperto di computer

● I computer sono per l'informatico come i microscopi del biologo o i telescopi per gli astronomi (i dinamometri dei fisici, le cartine al tornasole dei chimici etc etc...)

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Thinkgeek.com

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L'informatico

● E' un problem solver!● Analizza i metodi di soluzione dei problemi e

studia:– Come produrre soluzioni efficienti

– Come trovare soluzioni generali

– Come dimostrare che le soluzioni sono esatte

– Quali linguaggi usare per rappresentare il software (dati, informazioni, istruzioni, protocolli)

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L'ECDL VA ABOLITA senza se e senza ma

● Ogni scuola seria deve bandire inutilita' dannose come l'ECDL (vecchia, nuova, proprietaria, libera, settoriale, EUCIP...).

● E' una iniziativa utile solo a generare reddito per AICA.

ECDL forma "spettatori"

ECDL non e' "europea"

ECDL crea dipendenza

ECDL contribuisce a diminuire la competitivita' italiana ed aumenta il debito pubblico.

ECDL e' noiosa per gli studenti

ECDL genera frustrazione fra gli insegnanti

ECDL non c'entra NULLA con l'informatica

ECDL consuma inutilmente risorse (denaro e tempo) nelle scuole e nelle universita'.

ECDL ha introdotto un discrimine economico tra studenti

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... e l'informatica e' una scienza che stimola la creativita'

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Il senso della didattica:

“Si tu veux construire un bateau, ne rassemble pas des hommes pour aller chercher du bois, préparer des outils, répartir les tâches, alléger le travail, mais enseigne aux gens la nostalgie de l’infini de la mer.”– Antoine de Saint-Exupéry

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Le risonanze..,

“L'insegnamento e' un fenomeno di risonanza. Ogni studente ha proprie capacita' e propri talenti innati, ha frequenze proprie di risonanza. Deve essere esposto a quanti piu' domini del sapere e metodologie sia possibile. Quando incontrera' una vibrazione simile ad una delle proprie frequenze iniziera' a risuonare, e sara' l'inizio di una magnifica avventura.”(R. Davoli 2012).

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Ragazzi del secondo rinascimentonella scuola del medioevo moderno● Non avvertono la necessita' di formalizzare,

modellizzare la conoscenza. Tutto e' "one click away". Perche' memorizzare, perche' ricordare?

● Si sentono spettatori del mondo. Sono sperduti nel mare di conoscenza. Tutto e' gia' stato detto e fatto, il "muro di accesso" per poter essere protagonisti appare troppo alto da superare.

● E' tutto molto bello, appariscente e difficile. Non si puo' competere con cio' che e' gia' disponibile.

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Nel 2013 la (vecchia) scuola insegna cosa e non come...

● Lo scopo e' superare una serie di test– La scuola viene spesso vista come un reality show:

● Interrogazione = confessionale● Chi viene “eliminato” oggi?

● Entra in crisi il modello scolastico– Visioni distorte:

● Scuola mondo irreale -> Lavoro mondo irreale● Cultura inutile -> basta prendere il titolo di studio● Il “ruolo” e' inutile -> basta prendere lo stipendio

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Gli algoritmi... caro Gramellini

● Servono per calcolare le immagini della TAC– Salvano vite umane

● Servono per elaborare i dati delle sequenze di DNA– Aiutano a debellare malattie

● Calcolano le previsioni del tempo– Consentono di poter viaggiare in sicurezza

● Conservano l'eredita' culturale

per preservare la conoscenza

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Un programma e' un'opera...

● Come il musicista gioisce nel sentire la propria sinfonia o l'artigiano a rimirare l'opera delle sue mani cosi' l'informatico ammira i suoi programmi

E' la gioia dell'artigiano intellettuale

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L'informatico e' un artigiano molto particolare

● Gli strumenti e i risultati dell'informatico hanno la stessa natura, sono software. Usano e formalizzano conoscenza per generare conoscenza..

● Quindi gli informatici possono scrivere programmi per generare programmi...

● ... o programmi per controllare il funzionamento di programmi...

● (ma non possono scrivere programmi che controllano se due programmi implementano lo stesso algoritmo)

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Gli algoritmi rendono liberi...

L'informatico puo' creare le proprie soluzioni ai problemi che incontra o valutare le soluzioni esistenti

● E' indipendente...– ... e questo rende economicamente competitivi!

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La rinascita: un fenomeno globale:

● Regno Unito:– Raspberry pi

● Stati Uniti:– Code.org

– sheplusplus

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Un nuovo mondo ● Coder Dojo

– Imparare a programmare

● Makers– Imparare a costruire

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Imparare a riparare

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La conoscenza plasma la materia

● Stampanti 3D

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Da smanettoni a Maker

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Il software e' libero per definizione

● Oggi e' chiaro a tutti.● Nel 2013 rimane una parte marginale di

software proprietario...

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La conoscenza e' infinita

● Come il mare di Antoine de Saint-Exupéry, anzi di piu'...

● Gli algoritmi sono forme d'arte, che aiutano ad esplorare nuovi orizzonti...

● ...e anche un po' se stessi.

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Alcuni nostri eroi

Harold Abelson, Eric Allman, Charles Babbage, John W. Backus, Fabrice Bellard, Tim Berners-Lee, Daniel Julius Bernstein, Vinton Cerf, Sivasubramanian Chandrasegarampilai, Alonzo Church, Alan Cox, Seymour R. Cray, Haskell Brooks Curry, David Cutler, Theo de Raadt, L. Peter Deutsch, Whitfield Diffie, Edsger Wybe Dijkstra, John "Captain Crunch" Draper, Jim Ellis, John "GNU" Gilmore, James Gosling, Richard William Gosper, Richard Greenblatt, Grace Brewster Murray Hopper, Jordan Hubbard, David Albert Huffman, Steven Jobs, William N. Joy, Robert E. Kahn, Brian Wilson Kernighan, Stephen Cole Kleene, Tom Knight, Donald Ervin Knuth, David C. "Tale" Lawrence, Augusta Ada King Countess of Lovelace, John McCarthy, Marshall Kirk McKusick, Marvin Minsky, Blaise Pascal, Bruce Perens, Alan J. Perlis, Jonathan B. Postel, Dennis M. Ritchie, Eric Steven Raymond, Adi Shamir, Claude Elwood Shannon, Gene Spafford, Richard Matthew Stallman ("RMS"), Guy Lewis Steele, Jr., W. Richard Stevens, Bjarne Stroustrup, Gerald Jay Sussman, Robert Endre Tarjan, Kenneth Thompson, Linus Benedict Torvalds, Alan Mathison Turing, John von Neumann, Paul Vixie, Larry Wall, Niklaus E. Wirth, Stephen Wozniak

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We are still creating art and beauty on a computer:

the art and beauty of revolutionary ideas translated into (libre) code...

renzo, rd235, iz4dje