La materia di cui sono fa0 i sogni digitali. Gian Luigi Ferrari Dipar7mento di Informa7ca Universita di Pisa

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1 La materia di cui sono fa0 i sogni digitali Gian Luigi Ferrari Dipar7mento di Informa7ca Universita di Pisa

2 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

3 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

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5 Calcoli e linguaggi! Scienza che studia i procedimen7 di calcolo effe0vi.! La crisi dei fondamen7 della matema7ca (Gödel, Church, Kleene, Post e Turing) Calcolo come manipolazione combinatoria di insiemi fini3 e discre3 di simboli secondo un insieme finito di regole

6 MATERIA I LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE

7 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

8 ABACO: TABLET R O M A N O I N C A S GIAPPONESE

9 Programmatori: Moderni Alchinis7

10 Programmare?

11 Programmare?

12 Strana forma di inglese

13 anche se

14 PROGRAMMARE E FICO

15 Medicina

16 ROBOTICA

17 CINEMA

18 GIOCHI

19 WEB APPS

20 Programmare e costruire un modello computazionale 25

21 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

22 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

23 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

24 La torre di Babele 29

25 Elogio della Torre di Babele! Alan J. Perlis, :! 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.

26 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

27 MACCHINE ASTRATTE! una collezione di strunure da7 ed algoritmi in grado di memorizzare ed eseguire programmi Memoria Interprete Operazioni primi7ve Programma Dati Controllo op1 op2... opn 32

28 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

29 INTERPRETAZIONE E COMPILAZIONE realizzazione M L M I M O Programma in L Programma in L M I traduzione! M L = M I interpretazione pura! M O = M I compilazione pura 34

30 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.

31 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.

32 Circolarita (Escher)

33 SOGNI DIGITALI

34 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.

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36 Adap7ve SoDware! Adap6ve sotware uses available informa6on about changes in its environment to improve its behaviour Peter Norvig Director of Research Google Inc.

37 Internet of things

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39 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.

40 Sogni Probleni di ricerca! Definire astrazioni necessarie per programmare applicazioni ada0ve in IoT! ProgeNare e realizzare i linguaggi di programmazione del futuro.