Cos’è l’informatica? Di cosa si occupa?

Cos'è l'informatica? Di cosa si occupa?

Cosa studia l’Informatica? E’ una domanda semplice, ma la risposta è complessa. L’informatica affonda le proprie radici nella matematica, ma ormai è una scienza ben distinta. Per capire quali sono i rapporti tra matematica e informatica, e quali sono invece le peculiarità dell’informatica come scienza, è utile fare un semplice esempio.

Consideriamo un’operazione matematica semplicissima, che tutti noi sappiamno eseguire: la moltiplicazione a due cifre. La matematica e l’informatica hanno due punti di vista diversi sul problema della moltiplicazione a due cifre:

La Matematica si occupa di scoprire un procedimento per risolvere il problema.
L’informatica si occupa di codificare questo procedimento in un linguaggio eseguibile da una macchina.

Se ci è noto un procedimento, possiamo spiegarlo ad un altra persona o a una macchina. L’Informatica si occupa proprio di codificare la procedura matematica in maniera da renderla comprensibile al computer. Perchè?

Perchè la macchina può eseguire la procedura molto più rapidamente dell’uomo.
Perchè l’uomo può commettere errori nell’eseguire la procedura, mentre la macchina la applicherà sempre in maneira corretta.
Perchè, lasciando i compiti più lunghi e ripetitivi alla macchina, l’uomo può dedicarsi ad attività più utili.

Come spiegare a una macchina un (semplice) procedimento?

Proviamo a descrivere come si esegue la moltiplicazione a due cifre:

Prendi la cifra che sta in basso a destra e moltiplicala per la cifra che sta in alto a destra
Scrivi il risultato sotto le due cifre considerate, solo se minore di 10
Altrimenti scrivi una cifra sotto le due ed una di riporto 4
E così via…

Anche la procedura per un’operazione così banale, composta da operazioni di base molto semplici, può diventare piuttosto complicata e difficile da spiegare in maniera corretta e non ambigua…

Perchè troviamo difficile descrivere in maniera esatta un procedimento che sappiamo applicare in maniera semplice?

Tentando di descrivere il problema con il nostro linguaggio naturale, non siamo in grado di specificarlo in maniera precisa, chiara e compatta. Il problema è che non utilizziamo i giusti mezzi per risolvere un problema di informatica. L’oggetto centrale dell’Informatica è l’algoritmo.

Un algoritmo è una descrizione completa e non ambigua di una procedura. Alla base dell’Informatica c’è proprio la capacità di dare una descrizione algoritmica di ogni problema. Gli algoritmi, infatti, possono essere “insegnati” alle macchine.

Alla base dell’informatica, dunque, non c’è il computer, bensì concetti come, ad esempio:

Le tecniche di progettazione algoritmica
Le metodologie di modellazione del software
I linguaggi di programmazione
I compilatori e gli interpreti.

Per l’informatica, il computer è solo lo strumento che esegue algoritmi ovvero delle sequenze di istruzioni scritte dall’uomo in modo da far eseguire compiti ed azioni ripetitive al calcolatore elettronico.

Ma non basta uno sistema meno complicato per eseguire in maniera automatica una procedura semplice?

Che bisogno c’è degli algoritmi? Sebbene fin qui abbiamo parlato di opeazioni semplici, gli algoritmi possono codificare procedure di qualsiasi complessità e non soltanto legate a operazioni matematiche, come ad esempio:

Risolvere un’equazione di secondo grado.
Mantenere in ordine alfabetico un insieme di informazioni (persone, definizioni, e tanto altro ancora).
Trovare il percorso più breve tra due località.
Mantenere la posizione dell’aereo in equilibrio rispetto alle condizioni circostanti.
Permettere il collegamento efficiente e veloce di due computer distanti attraverso la rete quale internet.

Gli algoritmi servono quindi solo a programmare i computer?

In realtà ogni oggetto elettronico, come ad esempio un telefono cellulare, è programmato con algoritmi specifici. La differenza tra il computer e questi strumenti elettronici è nella capacità di un computer di apprendere nuovi algoritmi ed eseguirli quindi autonomamente. A nessun altro strumento possiamo far svolgere un nuovo compito, mentre i compiti di un computer sono tutti da definire e progettare (programmare), grazie agli algoritmi.

Riassumendo, cos’è (e cosa non è) l’Informatica?

L’informatica è…

La scienza che studia i processi per la risoluzione dei problemi.
La scienza del ragionamento automatico.
La scienza che ha come principale applicazione il mondo dei computer e del software (linguaggi, algoritmi, architetture, applicazioni, interfacce, web, reti e ancora molto altro).