Scienza dei calcolatori

"Compter parler soigner. Tra linguistica e intelligenza artificiale" raccoglie gli atti di un ciclo di conferenze tenute presso il Collegio Ghislieri di Pavia, esplorando le conoscenze che intercorrono tra linguistica e intelligenza artificiale. L'obiettivo è stato trovare un bilanciamento nel rappresentare teorie e applicazioni, il livello della forma e quello della funzione, esperimenti e meta-riflessioni. Diverse discipline, fra cui la logica, la linguistica, l'informatica e le neuroscienze, si sono intrecciate definendo un oggetto che sarebbe incompleto se privato di una di queste prospettive. Il filo che lega i contributi passa per lo sviluppo di formalismi di calcolo combinatorio, l'impatto cognitivo di strutture linguistiche complesse, la mappatura delle parole in vettori in uno spazio multi-dimensionale grazie alla loro distribuzione nei testi, l'adattamento a nuovi domini di strumenti per l'analisi sintattica, lo sviluppo di risorse di dati linguistici e, infine, una chiarificazione del dibattito intorno alla domanda: le macchine possono pensare? Sono tutti tentativi di far avanzare una branca del sapere fondamentale nell'era dominata dalla comunicazione e dalla tecnica.

"Questo testo viene dato alle stampe a breve distanza di tempo dalla scomparsa, avvenuta il 4 giugno 1987, di Giovanni Battista Gerace che ricordiamo con affetto come un grande maestro ed amico. Gerace ha inteso riunire, in forma organica e completa, il vasto materiale didattico da lui utilizzato nelle lezioni di Macchine calcolatrici aritmetiche, tenute nel corso di laurea in Ingegneria elettronica dell'Università di Pisa dal 1961 al 1970, ed in quelle di Sistemi per l'Elaborazione dell'informazione I, tenute nel corso di laurea in Scienze dell'informazione della stessa Università dal 1971 in poi. Tale materiale si è andato via via arricchendo negli anni grazie alla attività scientifica che ha reso Gerace uno dei fondatori dell'informatica italiana ed uno dei più prestigiosi ricercatori mondiali nell'area degli automi, delle reti logiche e dei sistemi di elaborazione. Egli infatti ha avuto il grande merito scientifico di essere stato tra i primi, non solo in Italia, a formalizzare questi aspetti, fornendo contributi fondamentali sia dal punto di vista teorico che da quello della sperimentazione. Il settore della descrizione, analisi, sintesi e progetto dei sistemi di calcolo è certamente centrale nella scienza informatica e costituisce la base per la ricerca e lo sviluppo delle architetture dei calcolatori..." (Dalla Prefazione)

L'opera è un'introduzione concisa e aggiornata all'universo in rapida evoluzione dell'A.I. L'autore, Kevin Warwick, un pioniere della materia, esamina ciò che significa essere uomo o macchina e osserva gli avanzamenti compiuti nel campo della robotica che hanno reso questo confine meno nitido. Tra gli argomenti trattati: come definire l'intelligenza; il possibile "pensiero" delle macchine; gli input sensoriali dei sistemi artificiali; la natura della coscienza; la controversa pratica della coltivazione di neuroni umani in provetta. Questo libro è adatto a chiunque sia interessato ai temi legati all'A.I., offrendo un'introduzione accessibile a questo soggetto.

Lo scopo di questo testo è illustrare i principi generali dei sistemi di elaborazione, facendo riferimento ad architetture e sistemi reali e introducendo contestualmente i principi di base delle tecnologie abilitanti e il loro impatto sulle architetture. Il testo consente al lettore di analizzare come l'evoluzione delle tecnologie microelettroniche incida sulle soluzioni architetturali dei sistemi di elaborazione. Viene, quindi, proposto un percorso che affianca alla classica trattazione, che illustra i modi di funzionamento dei calcolatori elettronici, un nuovo approccio basato su approfondimenti inerenti all'evoluzione e alle prospettive delle nuove soluzioni tecnologiche e alle loro implicazioni sullo sviluppo e la progettazione di nuovi modelli architetturali, affrontando in modo sistematico anche le tematiche relative alle tecniche d'interazione fra i nodi di elaborazione e il mondo esterno con riferimento ai problemi di interconnessione di più unità e al progetto di unità di I/O, nonché a quelli posti dai sistemi embedded nel loro impiego in molte applicazioni industriali.

Nel novembre del 2011 Pisa ha festeggiato i cinquanta anni dalla inaugurazione della Calcolatrice Elettronica Pisana (la famosa CEP), risultato finale di una felice collaborazione fra istituzioni di ricerca (oltre all'Università, l'INFN e il CNR), finanziatori pubblici (le province dell'Area Vasta) e industriali (Adriano Olivetti). Oltre a una mostra sul tema allestita al Museo degli Strumenti per il Calcolo, le celebrazioni hanno incluso un convegno dedicato alla storia dell'Informatica in Italia. Il volume contiene le relazioni presentate in quell'occasione, che spaziano dalla ricostruzione delle prime iniziative sulle calcolatrici elettroniche a Roma e a Pisa allo sviluppo dei corsi di studio e delle attività di ricerca nell'ateneo pisano e nell'area del CNR, per terminare affrontando temi legati a didattica e divulgazione. In appendice agli atti, il volume offre una ricostruzione puntuale delle vicende del progetto che ha portato alla realizzazione della CEP. Tale ricostruzione è basata sulla documentazione storica che, in originale, è stata protagonista della mostra, e svela numerosi dettagli inediti, in particolare sulla Macchina Ridotta, il primo calcolatore progettato e costruito in Italia: quella "CEP prima della CEP" che ha dato il titolo alla mostra e al Convegno.

L'ambizioso obiettivo di una traduzione completamente automatica, lanciato quasi settant'anni fa, è ancora lontano dall'essere raggiunto, e molti dubitano che si potrà mai raggiungere, per via delle numerose sfumature delle lingue naturali e dei requisiti di stile del testo tradotto (anche in testi tecnici). Tuttavia l'enorme crescita della potenza di calcolo ha permesso di sviluppare numerosi strumenti di ausilio alla traduzione, dai dizionari elettronici, ai database terminologici, alle memorie di traduzione. Questi strumenti alleviano notevolmente il lavoro quotidiano del traduttore e rendono la traduzione assistita una significativa realtà. Questo libro si propone di introdurre il lettore alle metodologie ed agli strumenti della traduzione assistita e della traduzione automatica in un formato agile e con un occhio rivolto alla pratica della traduzione, fornendo altresì spunti per chi voglia approfondire il tema.

Scopo di questo volume è fornire al lettore una descrizione di due possibili approcci al mondo dell'Intelligenza artificiale (I.A): le reti neurali e la logica fuzzy. Il testo, oltre ad illustrare i concetti teorici che stanno alla base della moderna I.A, offre uno spunto pratico illustrando alcune delle principali librerie open source che permettono di lavorare con le reti neurali e con la logica fuzzy. Un testo utile per tutti coloro che intendono approciarsi all'universo dell'I.A.

Pur conservando l'ormai nota e inconfondibile metafora che vede un calcolatore come una gerarchia di livelli, questa nuova edizione presenta numerosi cambiamenti, che allineano i contenuti del manuale allo stato dell'arte dei più recenti sviluppi dell'industria. Gli esempi presentati riguardano Intel Core i7, OMAP4430 di Texas Instruments e ATmega168 di Atmel. Il Core i7 è un esempio di CPU largamente utilizzata su portatili, desktop e server, OMAP4430 è una diffusissima CPU basata su ARM, molto utilizzata su smartphone e tablet e ATmega168 è il microcontrollore della piattaforma open-source ARDUINO, presente in numerosi sistemi integrati, dalle radiosveglie digitali ai forni a microonde.

Questo libro ha l'obiettivo di studiare l'architettura degli elaboratori secondo un approccio integrato e strutturato. Ogni argomento viene trattato sviluppando metodologie le più formali possibile e modelli di costo, e, al tempo stesso, facendo riferimento alle tecnologie disponibili e a quelle previste nel breve-medio termine, eventualmente discutendo possibili evoluzioni nel lungo termine. Il testo è suddiviso in quattro parti: Fondamenti e strutturazione firmware, Macchina Assembler e processi, Architettura Base di Elaboratori General-Purpose, Architetture parallele. Oltre che utilizzabile da professionisti e ricercatori, il testo contiene materiale per più corsi sull'architettura dei sistemi di elaborazione, e può essere utilizzato in modo del tutto modulare selezionando facilmente specifici capitoli o parti di essi. La trattazione fa ampio uso di esempi ed esercizi svolti. Le propedeuticità necessarie sono quelle di una preparazione di base a livello universitario nei settori della matematica, della programmazione e degli algoritmi. Rispetto alla prima edizione sono sviluppati a fondo i temi delle gerarchie di memoria, architetture ILP scalari e superscalari, in-order vs out-of-order, VLIW, multithreading, multicore, cache coherence.

In questo primo volume del testo "Architettura dei Calcolatori", dal titolo specifico "Struttura software del processore PC, Assembler e corrispondenza fra C++ e Assembler", viene anzitutto presentato il cosiddetto Processore PC (schematizzazione dei processori con architettura x86-32), con riferimento sia alle istruzioni della Arithmetic and Logic Unit per numeri naturali e interi, sia a quelle della Floating Point Unit per numeri reali. Viene quindi illustrato il linguaggio Assembler con riferimento al sistema operativo Unix e all'ambiente di programmazione GNU/GCC. La parte preponderante del testo è dedicata a illustrare le modalità con le quali si realizzano in Assembler i principali costrutti linguistici del linguaggio C++ (che si suppone noto), con particolare riferimento alle funzioni/operatori globali e alle funzioni/operatori membro di classi. Alcuni dei più significativi programmi che compaiono nel presente volume sono disponibili al sito internet: ing.unipi.it/LibroCalcolatori. Essi possono essere scaricati, evitando in tal modo una loro riscrittura, che spesso introduce insidiosi errori di battitura.