Pensiero computazionale: tra false credenze e opportunità formative
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Il Pensiero Computazionale: tra false credenze e opportunità formative
Paolo FerraginaProfessore ordinario di AlgoritmiProrettore per la Ricerca Applicata e l’Innovazione
Alcuni passaggi salienti del Progetto• L’educazione al Pensiero Computazionale aiuta a sviluppare competenze
logiche e capacità di risolvere problemi in modo creativo ed efficiente, qualità che sono importanti per tutti i futuri cittadini. [….in modo che…] siano in grado di affrontare la società del futuro non da consumatori passivi […] ma da soggetti consapevoli […] e attori partecipi del loro sviluppo.
• E’ necessario che gli studenti apprendano questa cultura scientifica qualunque sia il lavoro che desiderano fare da grandi: medici, avvocati, giornalisti, imprenditori, amministratori…
• L’obiettivo non è quello di far diventare tutti dei programmatori informatici, ma di diffondere conoscenze scientifiche di base [… che…] sono di carattere generale perché insegnano a struttura un’attività in modo che sia svolta efficacemente ed efficientemente da un «esecutore» sia esso un PC o un gruppo di persone […]
Il modo più semplice e divertente per sviluppare il pensiero computazionale è attraverso la programmazione (coding)
Prologo: Perché il Pensiero Computazionale
Viviamo in una società «post umana» [Amber Case, TED Lecture
2010]
“Tu sei un cyborg ogni qual volta guardi a uno schermo di un computer o usi un telefono cellulare.”
L’uomo ha «esteso» le sue capacità (quali movimento, memoria, forza, comunicazione,…) mediante l’uso di svariati dispositivi. Gli stessi cellulari hanno modificato la loro funzione da «dispositivi di comunicazione» a «dispositivi di sensing»
Paolo Ferragina, Università di Pisa
Slide di Carlo Ratti, MIT
Paolo Ferragina, Università di Pisa
Slide di Carlo Ratti, MIT
Paolo Ferragina, Università di Pisa
Slide di Carlo Ratti, MIT
Paolo Ferragina, Università di Pisa
CISCO prevede 50 mld di dispositivi connessi entro 2020
Slide di Carlo Ratti, MIT
Paolo Ferragina, Università di Pisa
Siamo in presenza di «dispositivi 2.0» che hanno una loro identità digitale, capacità di comunicazione, calcolo e, sempre più, interazione.
Cambio di paradigma
Slide di Carlo Ratti, MIT
BIG DATA
72 milioni di emendamenti
Grasso: «Ci vorrebbero 17 anni per leggerli.»
«Una sola copia cartacea degli emendamenti (100 tomi da 1.000 pagine ciascuno) pesa 2,5 tonnellate e costerebbe 2.900 euro. A norma di regolamento (del 1971) il Senato dovrebbe di regola stampare almeno 321 fascicoli (uno per ogni senatore). Quindi i tomi da stampare diventerebbero 32.100, le pagine impiegate circa 32 milioni per un peso complessivo di 800 T e un costo di 930.900 euro.»
Algocrazia ?
Paolo Ferragina, Università di Pisa
Un Internet di bit e di persone
I data center
“Il codice e le altre leggi del cyber-spazio” [Lawrence Lessig,
2000]
“Ours is the age of cyberspace. It, too, has a regulator. […] This regulator is code—the software and hardware that make cyberspace as it is. ”
“[…] In a host of ways that one cannot begin to see unless one begins to understand the nature of this code, the code of cyberspace regulates.”
Abbiamo bisogno di una cultura sul pensiero computazionale che ci permetta di «affrontare la società del futuro non da consumatori
passivi […] ma da soggetti consapevoli […] e attori partecipi del loro sviluppo.»
Un esempio di progetto di Algoritmi: i motori di ricerca
2009-122009
Not only the Web
Recuperare da una collezione i documenti che sono rilevanti per l’interrogazione posta dall’utente
• Documento = pagina web, doc, pdf, tweet, e-book,... ma anche
video, audio, foto,... (ossia, un file!)
• Interrogazione = gruppo di parole
•Rilevante ? Soggettivo, mutevole nel tempo
Obiettivo di un motore di ricerca
Indice del Motore di Ricerca
Analizzatore
Indicizzatore
Archivio Pagine
INTERROGAZIONE Risolutoreinterrogazione
Analizzatoredi rilevanza
RISULTATI
Crawler
La struttura di un motore di ricerca
Tutti irisultati
top-10
Il cuore dei motori di ricerca
Pisa
Torre 46 12 4 9 15 16 3 ….9 2 5 11 1 46 ….
m
Se n,m >106 n * m >1012 cfr
Eseguono 109 cfr/sec intersezione ≈103 sec
n
Sono eseguiti n*m cfr
Il cuore dei motori di ricerca
Pisa
Torre 46 12 4 9 15 16 3 ….9 2 5 11 1 46
Pisa
Torre 3 4 9 12 15 16 46 ….1 2 5 9 11 46 …
Sono eseguiti n+m cfrQuali sono i top-10 risultati ?
≈106 ≈1 msec
….
mn
Q = “paolo ferragina”
• paolo:
• 2: 1,17,74,222,551; 4: 8,16,190,429,433; 7: 13,23,191; ...• ferragina:
• 1: 17,19; 4: 1, 5, 17,191,291,430,434; 5: 14,19,101; ...
Esercizio: l’interrogazione per frase !Q = “paolo ferragina”
Problema: trovare le pagine che contengono sia «paolo» sia «ferragina», e queste due parole
occorrono in posizioni adiacenti in esse
Esercizio: l’interrogazione per frase !Q = “paolo ferragina”.
• paolo:
• 2: 1,17,74,222,551; 4: 8,16,185,429,435; 7: 13,23,191; ...
• ferragina:
• 1: 17,19; 4: 1, 5, 17,191,291,430,434; 5: 14,19,101; ...
Esercizio: l’interrogazione per frase !Q = “paolo ferragina”.
• paolo:
• 2: 1,17,74,222,551; 4: 8,16,185, 429,435; 7: 13,23,191; ...
• ferragina:
• 1: 17,19; 4: 1, 5, 17,191,291, 430,434; 5: 14,19,101;
• E se l’interrogazione fosse per “prossimità” ?
Quali opportunità formativeIl pensiero computazionale attraverso innanzitutto il
progetto di Algoritmi e poi, semmai, il coding
(programmazione) e l’esecuzione su di un PC
Certo, si perde il divertimento di «far girare» il proprio algoritmo su di un PC
Ma • ci si concentra sul problem solving• ci si appassiona alla progettazione di
algoritmi efficienti • senza essere dei programmatori