La materia di cui sono fa0 i sogni digitali - Gian Luigi Ferrari Dipar7mento di Informa7ca Universita' di Pisa
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La
materia
di
cui
sono
fa0
i
sogni
digitali
Gian
Luigi
Ferrari
Dipar7mento
di
Informa7ca
Universita’
di
Pisa
Presentazioni
! Gian
Luigi
Ferrari
o Informa7co
! Di
cosa
mi
occupo
(ricerca)
o Linguaggi
di
Programmazione
! Service
Oriented
Compu7ng
! Cloud
Compu7ng
! Internet
of
things
o Ingegneria
del
soDware
(Verifica7on,
Model
Checking,
Program
Analysis)
o Sicurezza
! Language
Based
Security
! Di
cosa
mi
occupo
(dileNo)
o Divulgazione
scien7fica
Informa7ca
! Informa7ca:
ha
trasformato
la
societa’
e
il
modo
di
costruire
la
conoscenza
o SoDware
is
ea7ng
the
world!!
! Informa7ca:
tecnologia
non
neutrale
o Impone
a
chi
la
uso
uno
sguardo
diverso
nell’organizzazione
dei
fenomeni
! Informa7ca:
scienza
sperimentale
o Spesso
ridoNa
all’aspeNo
meramente
strumentale
Calcoli
e
linguaggi
! Scienza
che
studia
i
procedimen7
di
calcolo
effe0vi.
! La
crisi
dei
fondamen7
Calcolo
come
manipolazione
combinatoria
della
matema7ca
di
insiemi
fini3
e
discre3
di
simboli
secondo
(Gödel,
Church,
un
insieme
finito
di
regole
Kleene,
Post
e
Turing)
MATERIA I LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE
Linguaggi e programmazione ! Linguaggio di programmazione e’ uno strumento linguis6co pensato per comunicare e controllare il comportamento di una opportuna tecnologia. ! Comunicazione come insieme dei fenomeni che portano alla distribuzione di informazioni ! Controllo come insieme delle struNure che regolano l’elaborazione dell’informazione ! Programma= Comunicazione informazione + Controllo
ABACO:
TABLET
R
O
I
M
N
A
C
N
A
O
S
GIAPPONESE
Programmatori: Moderni Alchinis7
Programmare?
Programmare?
Strana forma di inglese
Non è magia: tu0 possono imparare
… anche se
PROGRAMMARE E’ FICO
Medicina
Automo7ve
ROBOTICA
CINEMA
GIOCHI
WEB APPS
STESSI CONCETTI ALLA BASE
Programmare
e’
costruire
un
modello
computazionale
25
Astrazione ! In informa7ca “astrazione” indica, l’operazione conceNuale con la quale si passa da una descrizione di basso livello ad una descrizione dello stesso conceNo ad un livello più alto, che subordina alcuni deNagli ed evidenzia alcune caraNeris7che importan7 sulle quali si vuole richiamare l’aNenzione
Astrazione
! Quali
sono
i
meccanismi
di
astrazione
lega7
alla
programmazione:
o usando
direNamente
i
costru0
del
linguaggio
ad
alto
livello
invece
che
una
delle
numerosissime
sequenze
di
istruzioni
in
linguaggio
macchina
“equivalen7”
! l’astrazione
è
scelta
dal
proge0sta
del
linguaggio
o quali
e
quante
quanto
complicato
diventa
il
linguaggio?
! meglio
progeNare
linguaggi
dota7
di
meccanismi
che
permeNano
di
definire
le
astrazioni
che
servono
Astrazioni
e
linguaggi
o astrazione
procedurale
!si
aggiungono
nuove
operazioni
o astrazione
di
da6
!si
aggiungono
nuovi
7pi
di
dato
o iterazione
astraHa
!permeNe
di
iterare
su
elemen7
di
una
collezione,
senza
sapere
come
ques7
vengono
oNenu7
o Tipi
e
gerarchie
di
6po
!permeNe
di
astrarre
da
specifici
7pi
di
dato
a
famiglie
di
7pi
correla7
La
torre
di
Babele
29
Elogio della Torre di Babele ! Alan J. Perlis, 1922 – 1990: ! A good programming language is a conceptual universe for thinking about programming ! A language that doesn’t affect the way you think about programming, is not worth knowing. ! There will always be things we wish to say in our programs that in all known languages can only be said poorly.
Tan7
Linguaggi.
Perche’?
! Prendiamo
il
migliore
e
basta!!!
o Sono
tu0
Turing
Equivalen7:
stessa
potenza
espressiva
! I
migliori
sono
tan7
(numerose
risposte)
o Oracle-‐Sun:
Java
o MicrosoD:
C#
o Web-‐programmer:
Javascript
! Tante
mo7vazioni:
alcuni
linguaggi
meglio
si
adaNano
a
un
par7colare
contesto
MACCHINE
ASTRATTE
! una
collezione
di
struNure
da7
ed
algoritmi
in
grado
di
memorizzare
ed
eseguire
programmi
Memoria
Operazioni
Interprete
primi7ve
op1
Programma
op2
Controllo
…
Dati
...
opn
32
L’INTERPRETE
start
controllo
acquisisci la
prossima istruzione
decodifica
controllo
acquisisci gli operandi
seleziona
operazioni
esegui op1 esegui op2 ... esegui opn esegui alt
controllo
memorizza il risultato
stop
33
INTERPRETAZIONE
E
COMPILAZIONE
realizzazione
ML MI MO
Programma in L
Programma in LMI
traduzione
! ML
=
MI
interpretazione
pura
! MO
=
MI
compilazione
pura
34
Compilazione ! Teorema: Fissa6 due linguaggi di programmazione L1 e L2 esiste un programma C[L1>L2] tale che per ogni programma P scriHo in L1, C[L1>L2] (P ) e’ un programma in L2 equivalente a P .
Compilatori meta-‐circolari ! Un compilatore per un linguaggio, scriNo in quello stesso linguaggio, C[L1>L2] scriNo in L1 ! Corrado Boehm, Ann. di Mat. Pura ed Applicata, vol. 37(4), 1954.
Circolarita’ (Escher)
SOGNI DIGITALI
Autonomic
Compu7ng
! Obie0vo:
suo
scopo
è
quello
di
fornire
gli
strumen7
necessari
affinche’
i
programmi
siano
in
grado
di
auto-‐
ges7rsi
senza
l'intervento
umano.
! Self-‐configura6on:
Automa7c
configura7on
of
components;
! Self-‐healing:
Automa7c
discovery,
and
correc7on
of
faults;
! Self-‐op6miza6on:
Automa7c
monitoring
and
control
of
resources
to
ensure
the
op7mal
func7oning
with
respect
to
the
defined
requirements;
! Self-‐protec6on:
Proac7ve
iden7fica7on
and
protec7on
from
arbitrary
aNacks.
Adap7ve
SoDware
! Adap6ve
soTware
uses
available
informa6on
about
changes
in
its
environment
to
improve
its
behaviour
Peter
Norvig
Director
of
Research
Google
Inc.
Internet of things
Psyleron’s Mind-Lamp (Princeton U),
connections between the mind and the
physical world.
MIT’s Fluid Interface Group: wearable
device with a projector for deep
interactions with the environment
Neuro Sky's mind-controlled headset to
play a video game.Sogni
Probleni
di
ricerca
! Definire
astrazioni
necessarie
per
programmare
applicazioni
ada0ve
in
IoT
! ProgeNare
e
realizzare
i
linguaggi
di
programmazione
del
futuro.
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