Informática

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Nota de desambiguación.svg Desambiguación : se está a buscar a compañía estadounidense, consulte Tecnoloxía da información (empresa) .
Unha representación artística da máquina de Turing

A informática é a ciencia que se ocupa do procesamento de información mediante procedementos automatizados, tendo como obxecto o estudo dos fundamentos teóricos da información, o seu cálculo a nivel lóxico e as técnicas prácticas para a súa implementación e aplicación en sistemas electrónicos automatizados chamados sistemas informáticos ; como tal é unha disciplina fortemente conectada coa lóxica matemática , a automática , a electrónica e tamén a electromecánica .

Acompaña e integra ou apoia todas as disciplinas científicas e, como tecnoloxía, impregna case calquera "medio" ou "ferramenta" de uso común e cotián, tanto que (case) todos somos dalgún xeito usuarios de servizos de TI. O valor da tecnoloxía da información en termos socioeconómicos subiu á pirámide de Anthony en poucos anos, pasando de operativo (para substituír ou apoiar tarefas sinxelas e repetitivas), a táctica (para apoiar a planificación ou xestión a curto prazo), a estratéxica. Neste contexto, a tecnoloxía da información converteuse en tan estratéxica no desenvolvemento económico e social das poboacións que non poder explotala, un estatus renomeado coa expresión fenda dixital , é un problema de interese global.

Xunto coa electrónica e as telecomunicacións unificadas xunto co nome Tecnoloxías da información e comunicación (TIC), representa esa disciplina e ao mesmo tempo ese sector económico que deu a luz e desenvolveu a terceira revolución industrial a través do que se coñece normalmente como revolución dixital . A tecnoloxía da información está a evolucionar especialmente no campo da telefonía.

Etimoloxía e significado

O supercomputador Columbia da NASA na instalación de supercomputación avanzada da NASA

O termo italiano "informatica" deriva do francés "informatique", unha contracción de ique informat (ión) (automático) , acuñado por Philippe Dreyfus en 1962. [1] [2] [3] [4] As primeiras datas de uso italiano de volta a 1968. [4]

Nos países de fala inglesa, "informática" chámase "informática", expresión que aparece por primeira vez nun artigo de 1959 en Communications of the ACM [5] , no que Louis Fein discute a creación dunha Escola de Posgrao similar en Ciencias da Computación . en Harvard Business School , xustificando o nome, dicindo que, como ciencia da administración, ciencia da computación é pola súa natureza un tema aplicado e interdisciplinar de investigación, tendo á vez as características típicas dunha disciplina académica. [5] Os seus esforzos, e outros como o analista numérico George Forsythe , serán recompensados: as universidades establecerán tales cursos, comezando por Purdue en 1962. [6] [7] O termo "tamén se usa en Gran Bretaña" informática " .

A calculadora, a ferramenta básica da informática, converteuse en insubstituíble nos campos máis dispares da vida e da ciencia, grazas á velocidade de cálculo e á notable flexibilidade da súa arquitectura típica, o modelo Von Neumann . Tamén é importante ter en conta o diferente significado de orixe entre estas tres linguas no nome do ordenador: [8]

  • procesador (ou calculadora ), en italiano, polas súas diversas habilidades de procesamento (aínda que hoxe en día o termo máis empregado é ordenador);
  • ordinateur , en francés, para resaltar a súa capacidade para organizar datos e información;
  • ordenador , en inglés, literalmente calculadora, en descenso directo das calculadoras, primeiro mecánico, despois electromecánico, despois electrónico.

O principio fundamental da informática, que tamén é o significado da propia palabra, é que a través dun ordenador o usuario obtén información partindo de datos , mediante un procesamento automático (mediante un procedemento establecido previamente, que é o programa [9]). ). O programador organiza e escribe as instrucións do programa (a través de linguaxes de programación específicas), o programa está instalado nun ordenador e finalmente este executa as súas instrucións programadas, respondendo ás entradas do usuario. Unha entrada é unha entrada, de inserción, de entrada de datos, que é seguida por procesamento, que remata coa saída , é dicir, unha saída de información organizada de tal xeito que a ganancia coñecemento del . [10] Polo tanto, a actividade dun ordenador é esencialmente a execución de cálculos lóxico-aritméticos, que se realizan executando instrucións que un programador lle deu previamente.

O ordenador non está dotado dalgunha forma de autoconciencia , xa que ten unha forma de intelixencia sui generis independente da conciencia . Segundo Yuval Noah Harari , para completar unha tarefa que require procesamento de datos, un dispositivo informático non necesita devolver un resultado tamén avaliando experiencias subxectivas . [11] Escribe que "hoxe estamos a desenvolver novos tipos de intelixencia inconsciente que poden realizar tales tarefas [xogar ao xadrez, conducir coches, etc.] moito máis eficazmente que os humanos, xa que todas estas tarefas están baseadas no recoñecemento do patrón ", e que "as experiencias subxectivas dun taxista real son infinitamente máis ricas que as dun coche que conduce sen auto , o que non demostra absolutamente nada. [...] Pero o sistema non precisa nada disto dun taxista. O que realmente quere é que os pasaxeiros sexan levados do punto A ao punto B da forma máis rápida, segura e barata posible. E os coches con condución automática pronto poderán facelo mellor que un condutor humano, aínda que non poidan gozar da música nin se deixe impresionar pola maxia da existencia ". [11]

Unha rama específica da informática, a intelixencia artificial (IA), ocúpase de crear técnicas, algoritmos e programas deseñados para simular procesos de pensamento e razoamento . Estas técnicas non son menos algorítmicas e deterministas nos seus resultados que as empregadas noutras áreas da computación, pero teñen o potencial de captar coñecemento e usalo para proporcionar respostas que a miúdo son de maior calidade que o que se pode acadar mediante o uso de humanos. expertos. Segundo os filósofos, a intelixencia artificial das máquinas non é intelixencia real, xa que carecen da conciencia de estar no mundo e dunha relación concreta co ambiente circundante, características típicas do ser humano. [12] Recentemente, o estudo da informática tamén asumiu relevancia multidisciplinar para tratar de aclarar ou xustificar procesos e sistemas complexos do mundo real, como a capacidade do cerebro humano para xerar pensamentos a partir de interaccións moleculares (estudos referentes á bioinformática ).

Antecedentes

Icona de lupa mgx2.svg O mesmo tema en detalle: tecnoloxía da información Historia e Historia do ordenador .
Varias ferramentas de cálculo anteriores ao ordenador moderno

A historia da computación comeza realmente antes da invención do ordenador moderno. De feito, o ábaco (tamén un dispositivo dixital, pero obviamente de mínima complexidade) xa se usaba na antigüidade para realizar as catro simples operacións . Hai tamén outros dispositivos automáticos como as máquinas de Heron , os autómatas dalgúns enxeñeiros árabes na Idade Media , o autómata cabaleiro de Leonardo da Vinci . Foi un matemático árabe, Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī , que sistematizou a álxebra (aínda non binaria); a partir do seu nome acuñarase o termo " algoritmo ", que indica unha secuencia finita de operacións.

O reloxo de ordenador de Schickhard (1592-1635), Pascaline de Pascal (1623-1662), Stepped Reckoner de Leibniz (1646-1716), foron as primeiras calculadoras analóxicas empregadas como ferramentas auxiliares para os cálculos matemáticos . Babbage (1791-1871) ideou unha máquina de cálculo automática moi complexa, a máquina diferencial , que conseguiu crear con moita dificultade, tamén debido ás limitacións da mecánica do tempo. Grazas a un método coñecido como diferenzas, especialmente adecuado para expresarse en termos mecánicos, Babbage creou un sistema para a execución automática dos cálculos necesarios para a compilación das táboas matemáticas . Despois ideou, partindo das tarxetas perforadas do francés Jacquard , unha nova máquina, o motor analítico : para iso identificou unha unidade de computación numérica (diriamos un procesador ), unha unidade para controlar a execución, unha memoria para almacenar os resultados intermedios e un dispositivo de saída para amosar o resultado do cálculo.

Os pais da computación moderna son John von Neumann (1903-1957) e Alan Turing (1912-1954). Aos primeiros debémoslles a organización conceptual do ordenador moderno, agora coñecido como arquitectura von Neumann ; á segunda no seu lugar temos que estudar a criptografía (unha disciplina xa iniciada nos séculos anteriores) e a formalización da máquina de Turing , o modelo de "máquina" fundamento teórico de todos os sistemas programables modernos. [10]

Ver entradas: Historia da computadora de 1950 a 1979 , Historia da computadora de 1980 a 1989 , Historia da computadora de 1990 a 1999 , Historia da computadora de 2000 a 2009 , Historia da computadora de 2010 a 2019 .

características

Descrición

Esquema de abstracción e execución do usuario ao hardware que pasa polo software e o sistema operativo

Hai franxas de persoas que confunden a tecnoloxía da información con áreas profesionais que normalmente implican o uso de programas de oficina (como Microsoft Office ), a navegación web ou os xogos . En realidade, a ciencia da computación real (que se distingue en teórica e aplicada) é o estudo de procedementos , algoritmos e linguaxes capaces de permitir que unha máquina realice operacións automaticamente e, polo tanto, require un coñecemento e habilidades considerables en cuestións de estudo como matemáticas , lóxica. , lingüística , psicoloxía , así como electrónica , automática , telemática e outros. Aínda que é necesario un considerable coñecemento técnico para pertencer á categoría de informáticos profesionais , para pertencer ao dos usuarios finais é necesario moito menos, ás veces só o mínimo imprescindible, e isto grazas ao traballo do primeiro, orientado constantemente a fabricar o ordenador. uso para todos. [10] Un informático sempre debería ter un verdadeiro interese polos fundamentos teóricos da informática; que entón, por profesión ou paixón, moitas veces converterse en desenvolvedor de software é posible pero, ao ser capaz de explotar as súas habilidades para resolver problemas en diferentes áreas, non é obvio. En calquera caso, a informática, polo menos na súa parte aplicativa, é unha disciplina fortemente orientada á resolución de problemas.

A informática, hoxe unha disciplina de estudo autónoma, xorde da converxencia de diferentes campos disciplinarios que, de diferentes xeitos, plantexaron o problema de como automatizar o cálculo, é dicir, a manipulación de símbolos a través de certas regras, facéndoo executable por unha máquina. [13] Pero os fundamentos teóricos da disciplina derivan directamente das matemáticas ( matemáticas discretas ), ás que a informática está intimamente ligada. A informática real abarca entre varios campos estreitos: o estudo de linguaxes formais e autómatas , que tamén se refire aos compiladores ; o estudo da complexidade computacional , en particular para a minimización do número de instrucións a executar para resolver un problema e para a busca de algoritmos aproximados para resolver problemas difíciles de NP ; a criptoloxía , a ciencia que estuda os métodos para facer unha mensaxe incomprensible para calquera que non teña unha clave para ler a mensaxe en si; teoría do código , empregada, por exemplo, para a compresión de datos ou para tratar de garantir a integridade dos datos ; investigación operativa , para proporcionar ferramentas matemáticas para apoiar as actividades de toma de decisións; gráficos por ordenador , divididos á súa vez en gráficos de mapa de bits e gráficos vectoriais ; citando só algúns subcampos. Un caso particular ou subconxunto de computación de uso é a computación corporativa .

Terminoloxía básica

Dada a amplitude de tratar as tecnoloxías da información, é necesario, por tanto, definir, aínda que a grandes liñas, un marco xeral para comprender o tema. Polo tanto, esta sección trata de ser un glosario introdutorio de toda a disciplina.

  • Álxebra de Boole: George Boole introduciu unha auténtica revolución no mundo da lóxica , que antes de el permanecera ancorado durante dous milenios ao codificado por Aristóteles . [14] Fundou a álxebra da lóxica , creando un sistema no que é posible tratar calquera relación lóxica mediante o uso de fórmulas alxébricas. As operacións (como suma , resta e multiplicación ) substitúense por operacións lóxicas con valores de conxunción , disxunción e negación , mentres que os únicos números empregados, 1 e 0, toman o significado de verdadeiro e falso, respectivamente. Aproximadamente setenta anos despois da morte do seu creador, na década de 1930, a lóxica booleana deu a luz unha nova (e incluso máis ampla) revolución cando outro lóxico e enxeñeiro electrónico, Claude Shannon , xurdiu coa idea de aplicala aos circuítos electrónicos , creando o que aínda é a base para o funcionamento lóxico dos ordenadores [14] (ver Álxebra de Boole ).
  • Algoritmo : un algoritmo é un procedemento de cálculo sistemático, que resolve un problema dado a través dunha secuencia finita de pasos elementais. [13] O termo deriva da transcrición latina do nome do matemático persa al-Khwarizmi , que é considerado un dos primeiros autores en referirse a este concepto. O algoritmo é un concepto fundamental da informática, en primeiro lugar porque é a base da noción teórica de computabilidade : pódese calcular un problema cando se pode resolver usando un algoritmo. Ademais, o algoritmo tamén é un concepto clave da fase de programación do desenvolvemento de software : tomando un problema como automatizado, a programación constitúe esencialmente a tradución ou codificación dun algoritmo dese problema nun programa , escrito nunha linguaxe determinada, que pode polo tanto, pode ser efectivamente executado por un ordenador representando a súa lóxica de procesamento (ver algoritmo ).
  • Aplicación : o termo "aplicación informática" indica un programa especializado no funcionamento dunha computadora nunha actividade específica (por exemplo, o procesador de textos , é dicir, o procesador de textos , é o tipo de aplicación máis común nos ordenadores persoais). [4] As primeiras aplicacións prácticas tiveron lugar entre finais dos anos sesenta e principios dos setenta , en grandes empresas e, en xeral, en grandes organizacións públicas ou privadas, onde as solucións informáticas bastante sinxelas permitían un importante aforro de tempo nas operacións diarias e rutineiras. . Abonda con lembrar a INPS (longo líder de IT italiano), Banco de Italia , Alitalia , Eni , Montedison , Enel . Co paso dos anos, e cun desenvolvemento cada vez máis rápido de capacidades de procesamento en paralelo con custos máis baixos, a tecnoloxía da información impregnouse en todos os sectores, ata a vida diaria e o entretemento persoal (ver Aplicacións informáticas ).
  • Bit : é a unidade elemental de información procesada polos procesadores dixitais; pode asumir dous valores, convencionalmente indicados polos díxitos 0 e 1. É a abreviatura de díxito binario ou "díxito binario" (ver bit ).
  • Byte - é a unidade de información composta por 8 bits, utilizada como unidade de medida da capacidade de memoria dun sistema de procesamento (ver byte ).
  • Cálculo : procedemento de cómputo totalmente especificado, que está composto por un número finito de operacións elementais ou á súa vez descompoñible en operacións elementais. [13] O cálculo dunha función , é dicir, o cálculo do seu valor en correspondencia con valores de entrada particulares, lévase a cabo a través dun algoritmo expresado nunha linguaxe formal específica [13] (ver cálculo ).
  • Base de datos : estrutura complexa de organización de datos , que permite a inserción de novos datos e a eliminación doutros antigos, así como a modificación dos propios datos, a súa actualización e o seu procesamento. [13] A unidade de información básica da base de datos é o rexistro , pensado como unha cadea organizada en campos para permitir o almacenamento dunha gran cantidade de información, incluso de diferentes tipos. O rexistro é, de feito, un conxunto composto por un número finito de elementos, chamados campos do rexistro , cada un deles identificado por unha cadea alfanumérica (ver base de datos ).
  • Ficheiro : un ficheiro é un conxunto de información homoxénea, codificada dixitalmente , correlacionada loxicamente e gravada nun soporte de almacenamento masivo dunha computadora ( disco duro , DVD , clave USB , etc.). [13] Os ficheiros son todos binarios, pero poden almacenar diferentes entidades e clasifícanse segundo o tipo de información á que fan referencia: un programa executable , un documento de texto , unha imaxe , un son , un vídeo (ver ficheiro ).
  • Hardware : na informática pioneira dos anos sesenta este termo inglés, literalmente "hardware" (o significado literal é "mercadoría dura"), era moi axeitado para indicar as máquinas empregadas. O hardware do ordenador está intimamente ligado á electrónica ( analóxica e dixital ) que utiliza para o deseño e construción dos sistemas relacionados. O sector da rede de computadores e equipos relacionados tamén pertence ao hardware. Mesmo coa substitución de válvulas termiónicas en favor dos transistores e logo dos primeiros circuítos integrados MOS, estas máquinas estaban compostas por robustos cadros e paneis metálicos, todos rigorosamente montados por aparatos parafusos, para conter os preciosos e delicados circuítos electrónicos que eran o corazón dos ordenadores e os primeiros periféricos básicos. Hoxe en día, cando é difícil considerar o hardware un rato ou unha cámara web, o termo mantívose máis que nada para distinguir todo o que é máquina , equipamento , dos programas (software) para facer funcionar a máquina ou o instrumento. Na práctica, o hardware é todo o que é palpable e visible cos ollos, como un disco duro, un monitor, un cable, unha antena, a mesma carcasa dun PC. Outros termos descritivos xerais poden ser: recursos físicos e materiais (ver hardware ).
  • Computación cuántica : a computación cuántica é o conxunto de técnicas computacionais e o seu estudo que utilizan os cuantos para almacenar e procesar información . Hai moitas diferenzas coa informática clásica, especialmente nos principios fundamentais (ver informática cuántica ).
  • Interface : punto de contacto entre un ordenador ou dispositivo controlado por ordenador e o usuario, ou entre dous compoñentes físicos do ordenador. [4] A interface gráfica de usuario ( GUI ) é a que representa os obxectos e entidades internos ao ordenador ou programa nunha forma gráfica que pode ser manipulada directamente polo usuario, por exemplo configurando a pantalla como un escritorio (escritorio) en que menús, fiestras e iconas [4] están activos (ver interface e interface gráfica de usuario ).
  • Hipertexto : conxunto de información interconectada, composto por textos, índices xerárquicos, notas, ilustracións, táboas unidas por referencias e ligazóns lóxicas. [4] A súa consulta no ordenador ten lugar para a libre exploración do usuario, que pode decidir que ligazóns seguir e en que orde. [4] É a estrutura sobre a que se basean os contidos dos sitios de Internet (ver hipertexto ).
  • Sistema informático : conxunto de procesador e periféricos, composto por un ordenador ou configuración de hardware e software; Non se debe confundir co sistema de información que é o conxunto de recursos tecnolóxicos empregados para apoiar a circulación de información dentro dunha organización. [4] Ademais do clásico ordenador persoal ou o servidor de rede, pensamos, por exemplo, no teléfono móbil , a cámara dixital , unha consola de videoxogos , o cadro de mandos do coche con navegador por satélite , a supervisión na sala de recuperación, etc. Todos son sistemas informáticos que nos proporcionan servizos específicos. Pensemos nun avión moderno: dentro del podemos atopar non un, senón moitos sistemas informáticos, cada un cunha tarefa específica. Internet no seu conxunto é un sistema informático, formado á súa vez por unha rede de sistemas informáticos que funcionan para un obxectivo común: permitir a calquera persoa conectarse e intercambiar información con calquera persoa, en calquera parte do globo (ver sistema informático e sistema de información ).
  • Software : o software é o conxunto de compoñentes intanxibles e virtuais que permiten ao usuario realizar operacións. É importante distinguir o software básico (agora chamado sistema operativo ) do software da aplicación (normalmente chamado programa ou aplicación): o software básico úsase para facer o ordenador operativo, o software da aplicación úsase para implementar novas funcións e / ou facer que as pezas funcionen por ordenador. Non obstante, moitas funcións básicas de software tamén ofrecen un valor engadido ao usuario final (por exemplo, o sistema de ficheiros permítelle ao usuario almacenar e logo reutilizar o seu traballo segundo sexa necesario). Polo tanto, dentro do software básico é posible distinguir aínda máis as funcións de valor engadido para o usuario e as que son meramente de servizo para garantir o funcionamento da máquina. [15]

Áreas temáticas

Como disciplina, a ciencia da computación abrangue desde estudos teóricos sobre algoritmos e os límites da computación ata problemas prácticos de implementación de sistemas informáticos de hardware e software . [16] [17] O CSAB, chamado formalmente Computing Sciences Accreditation Board - que está composto por representantes da ACM e da IEEE Computer Society [18] - identifica catro áreas que considera cruciais para a disciplina da informática: a teoría da computación , algoritmos e estruturas de datos , metodoloxías e linguaxes de programación e arquitectura e elementos de computadores . Ademais, o CSAB tamén identifica campos como a enxeñaría de software, intelixencia artificial, redes de comunicación e computadoras, sistemas de bases de datos, computación paralela, computación distribuída, interacción home-máquina, gráficos por computadora, sistemas operativos e computación simbólica. E numérica, como áreas importantes de informática. [16]

Informática teórica

Icona de lupa mgx2.svg Mesmo tema en detalle: informática teórica .

A informática teórica é esencialmente abstracta e matemática, pero deriva a súa razón de ser de cálculos prácticos e cotiáns. O seu obxectivo é comprender a natureza da computación e, como consecuencia desta comprensión, proporcionar metodoloxías cada vez máis eficientes.

Códigos e teoría da información

A teoría da información está relacionada coa cuantificación da información. Foi desenvolvido por Claude Shannon para atopar as limitacións fundamentais das operacións de procesamento de sinais , como a compresión de datos e o almacenamento e comunicación fiables dos mesmos. [19] A teoría da codificación é o estudo das propiedades dos códigos (sistemas para converter información dun formulario a outro) e a súa adaptabilidade para unha aplicación específica. Os códigos úsanse para compresión de datos, cifrado , detección e corrección de erros e, máis recentemente, tamén para cifrado de rede. Os códigos están deseñados para deseñar métodos de transmisión de datos fiables e eficientes.

Teoría da computación

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.

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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.

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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) .
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  12. ^ Giovanni Fornero e Franco Restaino, Storia della Filosofia. Il pensiero contemporaneo: il dibattito attuale , vol. 9, Gruppo Editoriale L'Espresso, 2006.
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  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) .
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Bibliografia

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  • 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.

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