Scarica L'evoluzione dell'interazione uomo-computer: da Lullo a Engelbart - Prof. Cardone e più Slide in PDF di Elementi di Informatica solo su Docsity!
Storia dell’informatica 10/05 e 11/ Lullo, Leibniz e la logica simbolica Raimondo Lullo filosofo catalano = origine idea di meccanizzare la logica attraverso meccanismi ingenui. Importante in Lullo è l’influenza esplicita su Leibniz che ha costruito da solo questo sogno della meccanizzazione che portò a sviluppi che rappresentano l’inizio dei meccanismi della logica matematica. Raimondo Lullo (Palma di Maiorca, 1232 – Palma di Maiorca, 29 giugno 1316) rappresenta un esempio molto precoce di utilizzo della meccanica di sistemi simbolici a supporto di forme di inferenza e scoperta, la sua Ars Magna. Inventa macchine logiche per combinare concetti ed arrivare a costruire in modo necessario strutture argomentative. La combinatoria di Lullo, come arte di scoprire e come arte di giudicare, ha esercitato una immensa influenza sulla letteratura successiva, in particolare su Leibniz e, attraverso di lui, sulla idea di calcolo come meccanica simbolica. Leibniz informazioni biografiche : OPERE PRINCIPALI 1666: Dissertatio de Arte Combinatoria 1704: Nuovi saggi sull’intelletto umano (contro Locke) 1710: Saggi di teodicea 1714: Monadologia e innumerevoli opuscoli inediti e frammenti, pubblicati per la prima volta da Louis Couturat nel 1903. Gottfried Wilhelm von Leibniz nasce a Lipsia il 21 Giugno 1646, si laurea in Giurisprudenza nel 1666. I suoi primi scritti sono finalizzati al conseguimento di titoli accademici. Importante in questo periodo è la Dissertatio de Arte Combinatoria del 1666. Negli anni immediatamente successivi alla laurea diventa consigliere dell’Elettore di Magonza ed assume diversi incarichi politici. La sua attività politica complessiva obbedisce ad un disegno di organizzazione politica universale al servizio della civiltà e della scienza. Anni dopo, verso il 1700, fece tentativi per organizzare in Europa una repubblica delle scienze attraverso la collaborazione delle accademie nazionali. Fonda quella che diventerà l’Accademia Prussiana. Nel 1672 viene inviato a Parigi in missione diplomatica, per distogliere Luigi XIV dalla progettata invasione dell’Olanda ed invogliarlo invece alla conquista dell’Egitto. Fallita la missione, ottiene il permesso di fermarsi a Parigi (e Londra), dove rimane per 4 anni (marzo 1672-ottobre 1676) avendo la possibilità di conoscere la matematica e la fisica più avanzate. Nel 1676 scopre il calcolo infinitesimale (che verrà pubblicato solo ne 1684), già introdotto da Newton indipendentemente 10 anni prima. Nel 1705 inizierà tra i due una polemica che finirà solo con la morte di Leibniz. Nello stesso anno torna ad Hannover come bibliotecario presso il Duca di Hannover. Tra i progetti a lui affidati: il tentativo di dimostrare la discendenza del Duca dagli stessi antenati degli Estensi, con viaggi in Italia (1687-90) che gli danno occasione di incontro con scienziati italiani; il tentativo di riconciliazione della Chiesa Cattolica con quella Protestante. 1685-94: migliora la scatola di Pascal per l’addizione e la sottrazione per realizzare anche la moltiplicazione e la divisione (e l’estrazione di radice). La macchina, che opera mediante pulegge e ruote dentate, è conservata nella biblioteca di Hannover. Stabilisce contatti con la Cina attraverso i missionari Gesuiti. Muore, dimenticato, il 14 Novembre 1716. Leibniz: l’Arte Combinatoria Un esempio primitivo di caratteristica universale (1666) in cui i concetti sono suddivisi in classi numerate. Ogni classe comprende concetti che possono essere definiti componendo concetti di classi precedenti. La prima classe comprende concetti primitivi, per esempio:
- Punto, 2. Spazio, 9. Parte, 11. Stesso, 14. Numero, 20. Divenire, …
- Crescente è ciò che 20. 1/4 , che significa che questo concetto è composta da 20 (divenire) e dal primo concetto della classe quarta (1/4 ) cioè maggiore.
- A è maggiore di B quando ha 9. 2/3 di B, cioè quando ha una parte uguale a B, dove il secondo concetto della terza classe è uguale:
- A è uguale se ha 11. 1/2 , cioè stessa (11) quantità ( 1/2 ), dove il primo concetto della seconda classe è quantità, cioè 14 των 9 (numero di parti).
Un altro esempio, tratto da Leibniz e la Logica, di Massimo Mugnai (2016). Consideriamo il concetto (con codice) 210. La sua scomposizione in concetti primitivi o nozioni (= fattori primi del codice) è {2,3,5,7} e i suoi divisori sono scomponibili a loro volta come: {2} {3} {5} {7} {2,3} {2,5} {2,7} {3,5} {3,7} {5,7} {2,3,5} {2,3,7} {2,5,7} {3,5,7} {2,3,5,7} Una proposizione della forma S est P S= soggetto , est= copula , P= predicato dove S e P sono insiemi di nozioni, è vera esattamente quando P ⊆ S Leibniz: intensione ed estensione Intensione di un concetto = due termini, uno dei quali contiene l’altro e che non coincidono, sono chiamati genere e specie. Questi differiscono come parte e tutto, in maniera tale che la nozione del genere è la parte e quella della specie il tutto. Per esempio la nozione di oro contiene quella di metallo e qualcosa di più, cioè la nozione di più pesante tra i metalli. Estensione di un concetto = il contrario di Leibniz, gli “Scolastici” non parlano di nozioni ma degli esempi (o individui) che cadono sotto di esse. Per esempio, in questo esempio il metallo è più esteso dell’oro. Principio di reciprocità (= dualità, in termini moderni) tra intensione ed estensione Ext(A) ⊆ Ext(B) se e solo se Int(A) ⊇ Int(B) Leibniz: la Caratteristica Universale Fondata su alcuni principi:
- le idee sono analizzabili;
- l’analisi termina con idee semplici
- le idee possono essere rappresentate simbolicamente
- le relazioni tra idee possono essere rappresentate simbolicamente
- le idee possono essere combinate secondo regole opportune Concepita inizialmente come lingua o scrittura universale, non come calcolo o algebra. Ispirata dal lullismo, dai lavori di Atanasio Kircher e da uno scritto anonimo del 1653 in cui «l’autore distribuiva le cose in varie classi ed ogni classe era formata da un determinato numero di cose»: per designare un oggetto qualsiasi bastava indicare il numero della classe e, all’interno della classe il numero dell’oggetto. Caratteristiche della lingua universale (o caratteristica reale):
- un sistema di segni che rappresentano direttamente le nozioni e le cose, non le parole;
- ispirata da geroglifici egiziani, caratteri cinesi e segni impiegati dai chimici: composti di figure geometiche e di pitture
- l’apprendimento della lingua universale coincide con quello dell’enciclopedia. • È necessario un inventario di tutte le conoscenze umane, un’enciclopedia in cui tutte le nozioni siano ridotte ad un numero limitato di categorie fondamentali
- le connessioni tra i caratteri corrispondono alle connessioni tra le cose
- i caratteri della lingua universale esprimono relazioni tra pensieri; come nell’algebra, servono all’invenzione (ars inveniendi) e al giudizio (ars iudicandi)
- il nome di una nozione nella lingua universale serve a: individuarne le relazioni con le altre nozioni, la sua posizione nello schema dell’universo, indicare le esperienze che devono essere razionalmente intraprese per estenderne la conoscenza Leibniz: il Calculus Ratiocinator
Grammatiche formali: Oggetti: sequenze di parole italiane; Proposizioni: formate a partire da predicati unari Frase, SN, SV, Verbo; Regole di inferenza Grammatiche formali come sistemi di riscrittura: Possiamo trasformare le grammatiche formali da sistemi basati su regole di derivazione a sistemi basati su regole di riscrittura. Questa osservazione fu fatta da Noam Chomsky all’inizio degli anni ’50: Frase ⟶ SN SV SN ⟶ Articolo SN | Aggettivo SN | professore | libro Articolo ⟶ il | un Aggettivo ⟶ grande SV ⟶ Verbo SN Verbo ⟶ ha preso Frase ⟶ SN SV ⟶ Articolo SN SV ⟶ il SN SV ⟶ il professore SV ⟶ il professore Verbo SN ⟶ il professore ha preso SN ⟶ il professore ha preso Articolo SN ⟶ il professore ha preso un SN ⟶ il professore ha preso Aggettivo SN ⟶ il professore ha preso un Aggettivo SN ⟶ il professore ha preso un grande SN ⟶ il professore ha preso un grande libro Peano e il calcolo logico Giuseppe Peano, Arithmetices principia, nova methodo exposita, 1889 , Formulario Mathematico, 1895- “La Rivista di matematica ha iniziato nel 1893 la pubblicazione di un Formulario di matematica.... Non si è lontani dal realizzare, al riguardo, la previsione ottimista di Leibniz secondo la quale la logica matematica è destinata a provocare in questo tipo di studi progressi analoghi a quelli prodotti nelle ricerche fisiologiche dall’introduzione del microscopio.” Leibniz ha proposto progetti sia di ciò che è chiamato characteristica universalis, che di ciò che è chiamato calculus ratiocinator; non è difficile vedere che questi progetti sono collegati, perché una caratteristica universale perfetta sembrerebbe dover comprendere un calcolo logico. Leibniz non pubblicò i risultati incompleti che aveva ottenuto, e di conseguenza le sue idee non ebbero continuatori, ad eccezione di Lambert ed alcuni altri, fino al momento in cui Boole, De Morgan, Schröder, MacColl, ed altri riscoprirono i suoi risultati. […] Il simbolismo di Frege è di gran lunga inferiore a quello di Peano — un simbolismo che raggiunge in modo soddisfacente le qualità di internazionalità e potenza espressiva relativamente ai teoremi matematici — per quanto riguarda la praticità. Russell, specialmente nei lavori più recenti, ha usato le idee di Frege, molte delle quali ha scoperto più tardi ma indipendentemente da lui, e ha modificato il simbolismo di Peano il meno possibile. (B. Russell, 1917) = “Vi sono al massimo una dozzina di concetti dai quali sono formati tutti i concetti di tutta la matematica pura (geometria compresa). Il professor Peano, il quale è aiutato da una preparatissima scuola di giovani discepoli italiani, ha dimostrato come lo si possa fare; e benché il metodo da lui inventato possa essere sviluppato molto più di quanto egli abbia fatto, la gloria del pioniere spetta a lui.” (D. Hilbert, 1928) = “Come vedete, uno strumento indispensabile per la mia teoria della dimostrazione è l’ideografia, e si deve all’autore classico di questa ideografia, Peano, la più scrupolosa accuratezza e la più estesa elaborazione.” Hilbert e lo Entscheidungsproblem: J. von Neumann, 1931 = Dobbiamo considerare la matematica come un gioco combinatorio giocato con simboli primitivi, e dobbiamo determinare in modo combinatorio finitario a quali combinazioni di simboli primitivi conducono i metodi di costruzione o “dimostrazioni”. Entscheidungsproblem = Hilbert & Ackermann, 1928 = Trovare una procedura meccanica (= algoritmica) che consente di decidere la validità di una data espressione logica con un numero finito di operazioni.
Storia dell’informatica 12/ Alan M. Turing (1912-1954) Il calcolo è normalmente effettuato scrivendo certi simboli su carta. Possiamo supporre che la carta sia divisa in quadretti come i quaderni di aritmetica dei bambini. Nell'aritmetica elementare si sfrutta talvolta il carattere bidimensionale della carta […] ma questo non è essenziale per il calcolo. Assumo quindi che il calcolo sia effettuato su carta ad una dimensione, cioè su di un nastro suddiviso in caselle. Assumo anche che il numero di simboli che possono essere scritti sia finito. Il comportamento del calcolatore ad ogni istante è determinato dal simbolo che sta osservando e dal suo “stato mentale” a quell’istante. Possiamo supporre che esista un limite superiore al numero di simboli o caselle che il calcolatore sta osservando ad un dato momento. Supporremo anche che il numero di stati mentali che possono essere considerati sia finito. Specifica= quando ci viene dato un compito, la descrizione di questo compito è la specifica. Non si possono numerare gli elementi di {0,1}N. Ma le funzioni calcolabili mediante macchina di Turing sono in quantità numerabile, quindi almeno una funzione N ⟶ {0,1} non è calcolabile. Scriviamo M(x) per indicare il risultato delle operazioni della macchina di Turing M sull’input x scritto sul nastro. Il nastro di una macchina di Turing può contenere la descrizione di una (altra?) macchina di Turing, opportunamente codificata. C’è una macchina di Turing U (la macchina di Turing universale) tale che, per ogni macchina M e ogni input x, U(‹M›, x) = M(x) La macchina universale prende come input la descrizione ‹M› di M e simula il comportamento di M su x. La macchina di Turing universale è il modello teorico del computer moderno, in cui i programmi sono copiati in memoria e di lì vengono presi per essere mandati in esecuzione. È un esempio di interprete, un programma che esegue programmi. Teorema (Turing, Church 1936) = non esiste una macchina di Turing M che, operando su un nastro che contiene:
- la descrizione ‹T› di una qualsiasi macchina di Turing T,
- un dato di ingresso x per T, termina sempre i suoi calcoli scrivendo sul nastro il valore M(‹T›,x) dove:
- M(‹T›,x) = 1 se T, azionata sul dato x, termina i suoi calcoli
- M(‹T›,x) = 0 altrimenti Il problema della fermata (= terminazione) per le macchine di Turing è indecidibile: non c’è un algoritmo (cioè, una macchina di Turing) che lo risolve in modo generale. Il problema della validità delle formule logiche (del primo ordine) non è risolubile da una macchina di Turing. Tesi di Church-Turing: ogni procedimento algoritmico può essere realizzato da una macchina di Turing. Conseguenza di queste due proposizioni è che lo Entscheidungsproblem di Hilbert ha una risposta negativa. Assieme al teorema di incompletezza di Gödel (1931), questo risultato definisce una importante limitazione dei sistemi formali e dei procedimenti algoritmici. Altri formalismi per il calcolo: Automi cellulari L’idea di un automa che operi su uno spazio bidimensionale di celle, infinito in entrambe le direzioni, è di Ulam e von Neumann, negli anni 1940 al Los Alamos National Laboratory. Le celle hanno stati, e lo stato di una cella all’istante t è determinato dagli stati, all’istante precedente, delle celle vicine. Ci sono molti schemi possibili per determinare le celle vicine ad una cella data. Regole della vita artificiale (secondo Conway):
- ogni cella viva con due o tre vicini vivi sopravvive
- ogni cella viva con almeno quattro vicini vivi muore
- ogni cella (non viva) con tre vicini vivi nasce
Kenneth Iverson (ha inventato il linguaggio informatico AEPL): “ i linguaggi di programmazione, poiché sono progettati con lo scopo di fornire direttive ai calcolatori, offrono vantaggi importanti in quanto strumenti del pensiero. Non solo sono universali (general- purpose), ma sono anche eseguibili e non ambigui. L’eseguibilità comporta che sia possibile utilizzare i calcolatori per effettuare esperimenti su idee espresse in un linguaggio di programmazione, e la mancanza di ambiguità rende possibile esperimenti di pensiero precisi ” Saul Gorn e l’idea di linguaggio meccanico: “ lo studio dei linguaggi meccanici riguarda la sintesi e l’analisi di sistemi di disposizioni di simboli, e la sintesi e l’analisi di elaboratori che generano, riconoscono, traducono ed in generale interpretano tali sistemi in vari modi. I linguaggi meccanici sono inventati per approssimare e simbolizzare processi […] La loro generazione ed interpretazione sono, a loro volta, processi e come tali richiedono di essere specificati in qualche linguaggio, preferibilmente meccanico ” Sempre Saul Gorn: “ Per molti anni è stata mia opinione che i linguaggi di programmazione in particolare, ed i linguaggi meccanici in generale, mostrino molti fenomeni generalmente ritenuti caratteristici dei linguaggi naturali. Il concetto di linguaggio meccanico, nella mia opinione, include ogni sorta di sistema notazionale e di segnalazione, a una dimensione o a più dimensioni, ad azione simultanea o parallela, continua o discreta, descrittiva o prescrittiva; si assume anche che includa una grande varietà di media per la memorizzazione […] la notazione coreografica e quella musicale sono linguaggi meccanici, come la notazione per le formule strutturali in chimica […] alberi di analisi sintattica ed altre notazioni per la struttura linguistica, disegni meccanici, diagrammi di cablaggio, schemi a blocchi, diagrammi di controllo della produzione e schemi di organizzazione nell’industria. Anche i sistemi di catalogazione, sistemi di contabilità e inventari. Includerei perfino le notazioni ed i sistemi di disposizione dei monumenti ed i loro contenuti”
Storia dell’informatica 17/ Programmazione (versione bonsai) L’attività di programmazione in generale: Vogliamo programmare i movimenti di un robot in una stanza in modo che vada a prendere un oggetto che ci interessa. Un sistema di coordinate definisce le posizioni entro la stanza. I comandi che il robot può eseguire sono: ↑ (un passo avanti) ↓ (un passo indietro) → (un passo a destra) ← (un passo sinistra) Un programma è una sequenza di comandi, per esempio: ↑ ↑ ↑ → → ↓ ↓ ↓ Accade che questo programma sia equivalente a → → NO movimenti in diagonale (insiemi limitati di istruzioni). Programmazione = dare istruzioni, è soltanto l’inizio dell’attività informatica. Stile di programmazione funzionale ISP = programmare è scrivere un’espressione e trovarne il valore. Un’attività simile alla programmazione è la musica. Se vogliamo specificare l’esecuzione di un brano musicale, scriviamo una partitura. I computer attuali hanno alcune caratteristiche la cui possibilità è stabilita dalla teoria (anche se bisogna immaginare che la memoria sia potenzialmente infinita):
- sono programmabili: le loro funzionalità sono stabilite da programmi, che sono caricati come dati nella memoria del computer e che vengono interpretati dal computer, eseguendo le istruzioni che li compongono;
- di conseguenza sono universali: realizzano — se programmati opportunamente — qualsiasi funzionalità possa essere realizzata da un computer. Esempio: Immaginiamo che C sia un computer con una funzionalità specifica, per esempio il calcolo di somme di numeri interi. Se U è un computer universale, esiste un programma pC che, quando U è programmato con pC e viene azionato con dati in ingresso x e y, otteniamo: U(pC,x,y) = C(x,y) = x + y in questo caso U interpreta il programma pC, cioè simula il comportamento di C sui dati in ingresso x e y. Il computer contiene delle parti significative: c’è la CPU unità centrale di elaborazione, e c’è la memoria non quella su disco (quella è memoria di massa o permanente, recuperabile) questa memoria è la RAN accesso diretto, alla quale possiamo accedere tramite indirizzi. Nella memoria troviamo le istruzioni. Il CPU e la memoria comunicano tramite il bus di sistema, cioè fili che trasportano dati utilizzando i registri, ci sono il registro dati e il registro indirizzi. All’interno della CPU troviamo l’unità logica aritmetica che fa appunto i calcoli logico aritmetici. Questa è la proposta dell’architettura del calcolatore suggerita da John Von Neumann, contenuta nel documento First Draft of a Report on the EDVAC, 30 giugno 1945. Ci sono altri tipi di registri, come quello di istruzioni ma anche il contatore di programma. Si parte dal contatore che ci dice da quale indirizzo prendere l’istruzione che ci serve. L’istruzione presa viene portata nel registro istruzioni, da lì viene eseguita. Viene eseguito dal ciclo fetch-decode-execute. Calcolo delle potenze di 2 — forma imperativa L’idea della generazione del valore di 23 si può descrivere con un diagramma che incontreremo di nuovo: 2n = 2 * 2^(n–1) Si può descrivere questo ciclo come un’istruzione che prescrive la ripetizione di un gruppo di altre istruzioni fino a quando è verificata una certa condizione Calcolo delle potenze di 2 — forma funzionale Oppure, per calcolare una potenza di 2, diciamo 2^n, si può costruire un’espressione JavaScript il cui valore è la potenza di 2 desiderata, calcolata moltiplicando per 2 il valore di 2^(n–1). Questa tecnica si chiama ricorsione. La funzione da definire ricorre nella sua definizione. Inizialmente i linguaggi di programmazione erano utilizzavano istruzioni primitive di ciascun modello di computer. L’unico paradigma di programmazione era quello imperativo: i programmi sono elenchi di istruzioni. Con il tempo si sono formate delle astrazioni della struttura del computer di von Neumann, e sono nati altri paradigmi di programmazione: altre metafore del processo di calcolo che permettono di esprimere algoritmi di calcolo completamente nuovi: il paradigma funzionale (già presente in LISP, fine anni ’50), il paradigma orientato agli oggetti (Simula 67 e SmallTalk). Uno stesso linguaggio può fornire supporto linguistico a diversi paradigmi: JavaScript permette la formulazione di programmi imperativi e funzionali — come abbiamo visto —
Storia dell’informatica 19/ Il Memex di Vannevar Bush (commento di Bush 1945) Problemi dell’organizzazione dell’informazione C’è una massa di ricerca in continuo aumento. Ma ci sono sempre più conferme che siamo impantanati con l’estendersi della specializzazione. Il ricercatore si muove con difficoltà tra le scoperte e le conclusioni di migliaia di altri ricercatori — conclusioni che non può trovare il tempo di afferrare e ancor meno di ricordare man mano vengono incontrate. Tuttavia, la specializzazione diventa sempre più necessaria per il progresso, e lo sforzo di stabilire ponti tra le discipline è, al confronto, superficiale. Dal punto di vista professionale, i nostri metodi per trasmettere ed esaminare i risultati della ricerca sono vecchi di generazioni ed ormai completamente inadatti ai loro scopi. La difficoltà sembra essere non tanto l’eccesso di pubblicazioni considerata l’estensione e la varietà degli interessi attuali, quanto piuttosto il fatto che le pubblicazioni si sono estese ben oltre la nostra attuale capacità di utilizzare davvero i documenti. La quantità dell’esperienza umana si sta espandendo a velocità prodigiosa, ed i mezzi che usiamo per orientarci nel labirinto che ne deriva per raggiungere ciò che ci interessa sono gli stessi che si usavano ai tempi della navigazione a vela. Strumenti per la registrazione della conoscenza Per creare documenti, ora muoviamo una matita o percuotiamo i tasti di una macchina da scrivere. Poi viene il processo di rielaborazione e correzione, seguito da un complicato processo di dattiloscrittura, stampa e distribuzione. Si può ora immaginare un futuro ricercatore nel suo laboratorio. Le sue mani sono libere e può muoversi liberamente Mentre si muove e osserva, può fotografare e commentare. Il tempo viene registrato automaticamente per montare le due registrazioni insieme in seguito. Se va sul campo, potrebbe essere collegato via radio al suo registratore. Quando, alla sera, egli riflette sui suoi appunti, potrebbe nuovamente registrare i suoi commenti con il registratore. La sua registrazione scritta, così come le sue fotografie, potrebbero essere entrambe miniaturizzate in modo da proiettarle per esaminarle. Information retrieval — difficoltà Finora ci sembra di stare peggio di prima, perché possiamo estendere enormemente la massa di documenti; tuttavia, anche nella sua attuale dimensione, possiamo consultarla a fatica. La selezione […] è un’ascia di pietra nelle mani di un ebanista. Tuttavia, in un senso stretto e in altre aree, qualcosa è già stato fatto sulla selezione meccanica. L’addetto all’ufficio del personale di una fabbrica immette una pila di alcune migliaia di schede degli impiegati in una macchina selezionatrice, imposta un codice secondo una convenzione stabilita e produce in poco tempo una lista di tutti gli impiegati che vivono a Trenton e conoscono lo spagnolo. Vi è un’altra forma di selezione ben illustrata dai centralini telefonici automatici. Si compone un numero e la macchina seleziona e connette solamente una tra un milione di possibili stazioni. Non le ispeziona tutte. Presta attenzione solo a una classe data dalla prima cifra, poi solo a una sottoclasse data dalla seconda cifra e così via; così procede rapidamente e quasi infallibilmente verso la stazione selezionata. Indicizzazione: La nostra inadeguatezza nell’accesso agli archivi è fondamentalmente causata dall’artificiosità dei sistemi di indicizzazione. Quando dati di qualsiasi tipo vengono archiviati, vengono classificati alfabeticamente o numericamente e l’informazione viene trovata (quando lo è) cercandola da sottoclasse a sottoclasse. Essa può trovarsi in un unico posto, a meno che non esistano duplicati; bisogna avere delle regole che specifichino il percorso per localizzarla, ma le regole sono complicate. Una volta trovato un elemento, oltre tutto, bisogna riemergere dal sistema e rientrare attraverso un nuovo percorso. Associazione: La mente umana non funziona in questo modo. Essa opera per associazioni. Quando afferra un elemento, istantaneamente scatta quello successivo secondo quanto suggerito dall’associazione di pensieri in accordo con una complicata rete di percorsi supportati dalle cellule del cervello. La selezione per associazione, piuttosto che per indicizzazione, può nonostante tutto essere meccanizzata. Il memex Si consideri un futuro dispositivo per un utilizzo individuale, una sorta di schedario e biblioteca privati e meccanizzati. Ha bisogno di un nome e, per coniarne uno a caso, “memex” potrebbe andare bene. Un memex è un dispositivo nel quale un individuo archivia tutti i suoi libri, le registrazioni e le comunicazioni, e che è meccanizzato in modo da poter essere consultato a un livello elevato di velocità e flessibilità. Si tratterebbe dunque di un supplemento personalizzato ed allargato della memoria dell’individuo.
Questo passo introduce l’idea del memex come strumento personale, che può essere inteso in tre sensi: è utilizzato da una sola persona l’utilizzatore del memex lo adatta ai propri interessi personali il memex non è collegato ad altri dispositivi remoti (cioè, non esiste una rete di memex) Esso consiste in una scrivania. Sulla parte superiore vi sono degli schermi traslucidi inclinati sui quali si può proiettare del materiale per una lettura comoda. Vi sono una tastiera e una serie di pulsanti e di leve. A parte ciò assomiglia a una normale scrivania. Gran parte dei contenuti del memex sono acquistati su microfilm pronti per l’inserimento. Al di sopra del memex vi è un piano trasparente. Su di esso sono poste note scritte a mano, fotografie, relazioni, ogni genere di cose. È prevista, naturalmente, la consultazione dell’archivio per mezzo del solito schema di indicizzazione. Se l’utente desidera consultare un certo libro, ne batte il codice sulla tastiera e il frontespizio del libro gli appare immediatamente davanti, proiettato su uno dei visori. Qualsiasi libro della sua biblioteca può quindi essere richiamato e consultato con maggiore facilità rispetto a quando lo si prende da uno scaffale. Dato che ha a disposizione diverse postazioni di visualizzazione a disposizione, l’utente può lasciare un determinato elemento in posizione mentre ne richiama un altro. Egli può aggiungere note a margine e commenti. Collegare elementi : [Questo] fornisce un passo immediato verso una indicizzazione associativa, la cui idea di base consiste nel fatto si può fare in modo che qualsiasi elemento possa selezionarne immediatamente e automaticamente un altro. Questa è la caratteristica essenziale del memex. La cosa importante è il processo di collegare due elementi insieme. Quando l’utente sta creando un percorso, lo nomina, inserisce il nome nel libro dei codici e lo batte sulla sua tastiera. Davanti a lui ci sono i due elementi da unire, proiettati su postazioni di visualizzazione adiacenti. In fondo a ognuno ci sono una serie di spazi vuoti per immettere dei codici e viene impostato un puntatore per indicare uno di questi su ciascun elemento. L’utente preme un singolo tasto e gli elementi vengono uniti in modo permanente. Nei relativi spazi appare il codice. Da quel momento in poi, in qualsiasi momento, quando uno di questi elementi viene visualizzato, l’altro può essere richiamato istantaneamente semplicemente premendo un pulsante al di sotto del corrispondente spazio. Inoltre, quando numerosi elementi sono stati uniti così da formare un percorso, essi possono essere visionati a loro volta, rapidamente o lentamente, spostando una leva come quella usata per sfogliare le pagine di un libro. È esattamente come se gli oggetti fisici fossero stati raccolti da fonti remote e rilegati insieme per formare un nuovo libro. Questo scetticismo per il libro come struttura fisica si ritroverà nel lavoro di Licklider sulle biblioteche del futuro, ed è anticipato da Paul Otlet. Anzi è molto più di questo, in quanto ogni oggetto può essere unito a numerosi percorsi. Un caso d’uso del memex : Poniamo il caso che il proprietario del memex sia interessato all’origine e alle proprietà dell’arco e delle frecce. Più precisamente egli sta studiando la ragione per cui l’arco corto turco fu apparentemente migliore dell’arco lungo inglese nei combattimenti delle Crociate. Egli ha dozzine di libri e articoli potenzialmente pertinenti nel suo memex. Prima sfoglia un’enciclopedia, trova un articolo interessante ma non abbastanza dettagliato, e lo lascia proiettato. Poi, in un libro di storia, trova un altro articolo pertinente e collega i due insieme. Procede in questo modo, creando un percorso composto da molti elementi. Occasionalmente inserisce un proprio commento, collegandolo al percorso principale o, attraverso un percorso laterale, a uno specifico elemento. Quando diventa evidente che le proprietà di elasticità dei materiali a disposizione avevano molto a che fare con l’arco, egli crea una ramificazione su un percorso laterale che lo porta a testi sull’elasticità e a tabelle di costanti fisiche. Egli inserisce una pagina di analisi scritta a mano da lui stesso. Quindi crea un percorso di suo interesse attraverso il labirinto dei materiali a sua disposizione. Diversi anni più tardi [c]on un tocco accede al libro dei codici. Premendo alcuni tasti egli proietta l’inizio del percorso. Con una leva lo scorre a piacere fermandosi sugli elementi interessanti, facendo delle digressioni. Appariranno tipi totalmente nuovi di enciclopedie, già munite di una rete di tracce associative che le attraversano, pronte per essere immesse nel memex dove vengono ampliate. [Esempi sull’uso di una grande massa di informazioni da parte di avvocati, medici e scienziati.] Lo storico con un vasto resoconto cronologico di un popolo lo accosta ad un percorso saltuario che si sofferma solamente sui temi salienti, e può seguire in ogni momento percorsi paralleli che lo portano a spaccati di civiltà in particolari epoche. C’è una nuova professione di apripista, coloro che trovano divertimento nello stabilire percorsi utili attraverso l’enorme massa delle informazioni archiviate.
Informatica 25/ Douglas Carl Engelbart (30 gennaio 1925–2 luglio 2013) Studi 1948 B.S. in Electrical Engineering 1955 PhD e alcuni brevetti su «bi-stable gaseous plasma digital devices» Eventi fondamentali Settembre 1945 Legge per la prima volta «As we may think» di Bush 1957 Entra allo Stanford Research institute 1962 Pubblica il rapporto «Augmenting Human Intellect: A Conceptual Framework» 1963 Partono i finanziamenti allo «Augmentation Research Center» (ARC) 9 Dicembre 1968 The Mother of alla Demos, Fall Joint Computer Conference al San Francisco's Civic Auditorium 29 Ottobre 1969 Primo collegamento host-to-host tra UCLA e ARC, nascita di ARPANET Il rapporto originale che contiene la proposta del progetto esce nell’Ottobre del 1962. Si tratta di un «un riassunto iniziale di un progetto che affronta sistematicamente ed in modo nuovo il miglioramento dell’efficacia intellettuale del singolo individuo. Una cornice concettuale dettagliata che esplora la natura del sistema composto dall’individuo e dagli strumenti, dai concetti e dai metodi che adattano le sue capacità di base ai suoi problemi. Uno degli strumenti più promettenti è il computer quando questo possa essere utilizzato per l’assistenza online diretta, integrata da nuovi concetti e metodi» L’idea di Augmentation: ❝ Con aumento dell’intelligenza umana intendiamo l’accrescimento delle capacità dell’uomo nell’affrontare situazioni problematiche complesse per raggiungerne una comprensione che si adatti ai suoi bisogni particolari e derivare soluzioni per i problemi. ❞ accrescimento delle capacità = una miscela di quanto segue:
- comprensione più rapida
- comprensione migliore
- la possibilità di acquisire un livello utile di comprensione in una situazione che prima era troppo complessa
- soluzioni più rapide
- soluzioni migliori
- la possibilità di trovare soluzioni a problemi che prima sembravano insolubili. problemi complessi = i problemi professionali di diplomatici, dirigenti, scienziati sociali, scienziati della vita, fisici, avvocati, progettisti, sia che la situazione problematica duri venti minuti o venti anni. Non si parla di astuti trucchi isolati che aiutano in situazioni particolari. Ci riferiamo a un modo di vita in un dominio integrato dove idee, tentativi ed errori, atmosfere e istinti coesistono con concetti efficaci, una terminologia e una notazione perfezionate, metodologie sofisticate e strumenti elettronici di grande potenza wicked problems
- il problema non è compreso fino a quando non si sviluppa una soluzione
- non c'è un punto in cui il problema possa dirsi chiuso
- le soluzioni non possono dirsi giuste o sbagliate
- ogni problema di questa classe è essenzialmente nuovo e unico
- nessuna ricerca di una soluzione può procedere per tentativi ed errori (non si può costruire un'autostrada per vedere come funziona)
- non ci sono soluzioni alternative preassegnate tame problems
- hanno una formulazione ben definita e stabile,
- hanno un punto di chiusura definito, in cui la soluzione si può dire raggiunta,
- la soluzione, se esiste, può essere valutata oggettivamente come giusta o sbagliata,
- appartengono a classi di problemi risolubili tutti allo stesso modo,
- hanno soluzioni che possono essere tentate o abbandonate facilmente,
- hanno insiemi limitati di soluzioni alternative.
Engelbart racconta l’esempio di un architetto che sta progettando un edificio. Questo è un esempio tipico di problema “wicked”. Attività di questo architetto aumentato da un computer (il “clerk”) ❝ Ha già fantasticato su diverse piante e strutture e le mette alla prova sullo schermo ❞ ❝ [sullo schermo ha una] vista in prospettiva del sito di costruzione sul pendio della collina sormontato dalla sede stradale, rappresentazioni simboliche dei vari alberi che devono rimanere sul terreno e i vari punti di allacciamento per i servizi ❞ ❝ con il puntatore indica due punti di particolare interesse ❞ ❝ Dopo un po’ l’architetto cambia la scena sullo schermo in una visione dall’alto, che mostra lo scavo ❞ ❝ immette con la tastiera un elenco di elementi controllandoli uno ad uno mentre appaiono sullo schermo, rimandandone lo studio in seguito ❞ Una pagina (§§6-7) densamente annotata della copia di Engelbart di «As we may think», versione pubblicata su Atlantic Monthly. Engelbart scoprì il lavoro di Bush (nella versione apparsa su Life), ma solo alla fine degli anni 50 rilesse il lavoro nell’ambito delle sue idee sulla aumentazione dell’intelligenza umana.In occasione della stesura del rapporto del 1962, scrisse a Bush per ottenere il permesso di riprodurne un lungo estratto: ❝ Maggio 24, 1962 Caro Dr. Bush: Desidero il permesso da voi per estrarre lunghe e sicuramente riconosciuto citazioni dal tuo articolo, «As We May Think», apparso su The Atlantic Monthly, luglio 1945. Queste citazioni apparirebbero in un rapporto che sto scrivendo per l'Air Force Office di Ricerca Scientifica. La relazione che sto scrivendo è una descrizione dettagliata della struttura concettuale che hanno sviluppato nel corso degli anni per orientare il mio perseguimento di questo obiettivo di aumentare la l'efficacia intellettuale dell'individuo umano. Classi di strumenti di aumentazione: Artefatti: oggetti fisici progettati per la comodità umana, per la manipolazione di cose o materiali, e per la manipolazione di simboli. Linguaggio: il modo in cui l’individuo segmenta l’immagine del mondo in concetti che la sua mente utilizza per modellizzare quel mondo, e i simboli che egli associa a quei concetti e utilizza nella manipolazione conscia dei concetti (il “pensiero”). Metodologia: i metodi, le procedure, le strategie etc. con cui un individuo organizza la sua attività finalizzata alla soluzione di problemi. Addestramento [training]: il condizionamento necessario all’essere umano per portarlo ad utilizzare i precedenti elementi in modo operazionalmente efficace. Il sistema che vogliamo migliorare può dunque essere visualizzato come un Trained Human being together with his Language, Artifacts, and Methodology (H-LAM/T). Il memex come stumento per la strutturazione simbolica: ❝ I percorsi associativi tra file la cui costruzione ed utilizzo [Bush] descrive in dettaglio forniscono un bell’esempio di una nuova capacità di strutturazione di simboli che deriva da una nuova capacità in termini di artefatti e processi, e che mette a disposizione nuovi modi di sviluppare e rappresentare strutture di concetti. ❞ ❝ Facilitando il creare e seguire percorsi associativi si rende praticabile un nuovo processo di strutturazione dei simboli il cui utilizzo può introdurre una significativa differenza nella strutturazione dei concetti e nei metodi fondamentali di lavoro. È anche probabile che un utilizzo intelligente della manipolazione di percorsi associativi possa aumentare le capacità umane di strutturazione ed esecuzione dei processi in modo tale da utilizzare con successo processi di manipolazione simbolica sempre più potenti sfruttando le possibilità del memex ❞ La lettura di Engelbart di “As we may think”: ❝ Un certo numero di nuovi utili processi di strutturazione possono essere resi disponibili all’individuo attraverso lo sviluppo e utilizzo di dispositivi relativamente semplici ed economici di natura elettromeccanica. Possiamo iniziare a sviluppare esempi di questi descrivendo il sistema di schede a bordi perforati [edge-notched], a funzionamento manuale, che io stesso ho sviluppato e usato negli scorsi otto anni ❞ ❝ Le “registrazioni unitarie” in questo caso, a differenza di quelle dell’esempio del memex, sono in genere pezzi di testo dattiloscritti o manoscritti su schede di formato IBM a bordi perforati. Queste rappresentano piccoli “nuclei” di dati, pensieri, fatti, considerazioni, concetti, idee, preoccupazioni, etc. che sono pertinenti ad un dato problema della mia vita professionale. ❞
❝ La nostra visione della interazione tra uomo e computer nel futuro sistema aumentato comprende un grande numero di processi relativamente semplici (‘grande’ e ‘semplice’ intesi su scala umana) eseguiti dal computer per conto dell’utilizzatore umano ❞ Verso il sistema NLS: ❝ Per provare a dar[vi] una sensazione specifica della nostra tesi, presenteremo la seguente immagine delle possibilità di aumentazione basate sull’uso del computer, descrivendo ciò che potrebbe succedere se vi fosse data una dimostrazione personalizzata da un amico che è un utilizzatore esperto di un tale sistema di aumentazione in un programma sperimentale di ricerca che è ancora lontano alcuni anni dalla fase presente della sua realizzazione ❞ Ancora prima della chiusura del laboratorio di Engelbart (1977), molti dei suoi collaboratori confluirono allo Office Systems Research Group del Xerox Palo Alto Research Center (PARC).
“The Mother of all demos”
È una presentazione del sistema nLS (onLine System), tenuta il 9 Dicembre 1968 al Fall Joint Computer Conference in
San Francisco's Civic Auditorium.
Sezione 1: La più celebre introduzione dell’informatica, le parole iniziali, che descrivono la situazione che il
sistema nLS intende “aumentare” con l’uso del computer, hanno una cadenza epica.
Sezione 2: Manipolazione di testi, (ri)organizzazione e visualizzazione sullo schermo del computer. Livelli e
outline. Hyperlinks.
Sezione 3: La metodologia di ricerca: l’approccio tramite “bootstrapping” — il gruppo di ricerca — sul sistema
nLS e sui principi di progettazione per lo sviluppo di sistemi di aumentazione — diventa esso stesso oggetto di
studio.
Sezione 4: Periferiche: il mouse e il “keyset”.
Sezione 5: Descrizione dell’hardware del sistema.
Sezione 6: Software di sistema (con Jeff Rulifson da Menlo Park).
Sezione 7: Applicazioni del sistema: studio e modifica di articoli (relativamente all’articolo che descrive il
sistema, apparso negli atti del congresso).
Sezione 8: Collaborazione on-line tra due persone attraverso condivisione di file e dello schermo (con Bill
Paxton da Menlo Park).
Sezione 9: Collegamento di computer in rete con condivisione di programmi ed esecuzione remota: annuncio
di ARPANET.
Sezione 10: Presentazione del gruppo di ricerca. Ancora una volta, era presente “Stewart Brand, Portola
Institute, consultation, camera, assistant stage”.
Storia dell’informatica 07/
Joseph Carl Robnett Licklider (“Lick”)
• Licklider (1915-1990), in origine compie ricerca in psico-acustica ad Harvard (1943-50).
• Dal 1950 al MIT: interesse per i computer.
• Partecipa alle cene del Martedì di Wiener e alle Macy Conferences.
• Lavora sul sistema SAGE (Semi-Automatic Ground Environment).
• Vice-presidente della società di ricerca e sviluppo Bolt-Beranek e Newman nel 1957, lavora sulle biblioteche
del futuro.
• Direttore nel 1962 dell’Information Processing Techniques Office della ARPA (Advanced Research Projects
Agency) della Difesa.
• Convince Robert Fano a dirigere il Project MAC al MIT, al cui interno nasce il time-sharing.
Man-computer symbiosis (1960)
☹ Difficoltà nella costruzione di modelli con le attuali risorse di calcolo
☹ Elaborazione dei dati troppo lenta per essere utile alle decisioni (☛ SAGE)
☹ Necessità di collaborazione bilaterale (= simbiosi) tra uomo e macchina nel lavoro intellettuale
Simbiosi: il vivere insieme in unione stretta di due organismi dissimili.
Nella relazione simbiotica,
• l’uomo stabilisce gli obiettivi, formula le ipotesi, determina i criteri ed effettua le valutazioni;
• il computer svolge il lavoro ripetitivo nel preparare il terreno per le idee e le decisioni nel lavoro tecnico e
scientifico.
Obiettivo della relazione simbiotica uomo-computer
estendere l’utilizzo del computer dalla soluzione di problemi mediante procedure fissate che considerano tutte le
possibili alternative come date a priori alle seguenti nuove situazioni:
• procedimenti per tentativi ed errori
• problemi per i quali la questione non è di trovare una risposta ma piuttosto trovare la domanda (aspetti
formulativi dei problemi)
• problemi che persistono per breve tempo e che quindi richiedono una soluzione in tempo reale (per esempio,
gestione di una battaglia)
Analisi dell’attività intellettuale in relazione all’uso del computer
Osservazione del lavoro in laboratorio, e constatazione che la maggior parte del tempo viene impiegata a reperire
informazione piuttosto che assimilarla:
• mettersi nella posizione di pensare
• prendere decisioni
• imparare qualcosa che è necessario sapere
• tracciare grafici o istruire un assistente a tracciarli
• confronto di dati raccolti secondo criteri diversi.
La cooperazione uomo-computer migliorerebbe i processi di pensiero nei problemi risolti mediante sequenze di
operazioni sempre diverse, creando una relazione simbiotica con una macchina in grado di elaborare dati e accedere
velocemente all’informazione. Licklider studia le caratteristiche dei due ruoli della relazione simbiotica.
Difetti e pregi degli schemi tradizionali
schema della biblioteca fisica con scaffali, schede banchi di consegna, sale di lettura
schema del libro fisico come archivio passivo di informazione stampata
schema della pagina stampata come strumento per la memorizzazione a lungo termine
gerarchie di segmenti di testo (carattere, parola, paragrafo, capitolo,…)
la suddivisione in informazione testuale, grafica e figurativa.
le parti dei documenti: titolo, autore, sunto, testo, nota, bibliografia
tipologie di pubblicazioni
infrastrutture come catalogo, indice, …
A questo si accompagna l’inefficacia dei “centro di calcolo” del tempo. I punti deboli di questa concezione portano alla
reinvenzione del calcolo in chiave contemporanea, passando attraverso il time-sharing.
Per i sistemi procognitivi è necessario il seguente supporto computazionale:
• memoria ad accesso diretto di grande capacità
• memoria indirizzabile per contenuto (CAM): memorie associative, trie memory
• elaborazione parallela
• schermi ad alta risoluzione
• procedure
• strutture gerarchiche e ricorsive
• liste
• linguaggi procedurale e orientati ai problemi
• time sharing
Informatica 08/
Paul Otlet
Affronta il problema della crescita disordinata della letteratura nelle scienze sociali. La conoscenza consiste di tutti i
fatti osservati, di tutte le interpretazioni possibili che sono state formulate per spiegarli e ridurli a leggi, delle
statistiche e delle fonti. Ogni testo dovrebbe essere ridotto alla sua sostanza, alle fonti delle informazioni e alle sue
conclusioni. Questi elementi potrebbero essere trasferiti su schede, classificate per generi e specie, e diventare parte
dell’organizzazione complessiva della conoscenza. Si arriverebbe così alla “creazione di una specie di cervello artificiale
mediante schede che contengano l’informazione o anche solo riferimenti”. Le schede separate permettono una
manipolazione che non è consentita dall’ordine alfabetico dei dizionari.
Il problema della riorganizzazione della ricerca scientifica, della conservazione dei suoi risultati e della loro diffusione,
essenziale alla ricostruzione post-bellica (☛ Bush) La crescente produzione di libri (☛ Bush) ne ha esposti i loro limiti, e
ha sollecitato un miglioramento delle biblioteche (☛ Licklider) e dei metodi di catalogazione. Introduce tre nuove
idee:
1. il Repertorio
2. la Classificazione
3. l’Ufficio della Documentazione
Il punto di partenza è la critica del libro in ognuna delle sue forme (volumen, codice, periodico)
• non è pratico per la consultazione di passaggi particolari
• è un’entità completa, non suscettibile di aggiunte
• rende difficile il collegamento di elementi correlati, e richiede indicizzazione
Il Repertorio separa ciò che il libro amalgama, e lo riduce a elementi a ciascuno dei quali è dedicata una scheda
(questa è una forma del Principio Monografico). Non esiste più la rilegatura, ma le schede vengono tenute insieme in
modo da potere essere riordinate, eliminate o intercalate da nuove schede. Il Repertorio fornisce mezzi per
suddividere un libro secondo il suo contenuto informativo: un libro, infatti, non è che una riga continua che è stata
suddivisa per conformarsi alle limitazioni di una pagina e di un insieme di pagine. Questa suddivisione non corrisponde
ad alcuna suddivisione delle idee. Abbiamo la possibilità di organizzare le schede associando, per esempio, divisori
colorati a riflettere la classificazione, e la possibilità di usare macchine per effettuare ricerche e selezioni in masse
enormi di materiali (☛ Bush). Il Repertorio è una forma dell’odierno database.
La Classificazione (qui si intende la Classificazione Decimale Universale (UDC), sviluppata da La Fontaine e Otlet) è
simile ad un linguaggio ideale, una pasigrafia, per l’organizzazione della conoscenza, per dare struttura all’enciclopedia
globale (☛ Ufficio della Documentazione). La UDC è l’indice degli indici di tutti i trattati. È decimale perché tutti gli
argomenti sono divisi in dieci classi. Ciascuna classe è suddivisa in (almeno) dieci gruppi, e ogni gruppo in almeno dieci
divisioni. La notazione della UDC permette di trovare un posto per ogni idea, per ogni cosa e di conseguenza per ogni
libro, articolo o documento e addirittura ogni parte di libro o di documento. La notazione, inoltre, è estendibile e
fornisce solo i mezzi per creare, virtualmente senza limitazioni, codici di classi.
la classificazione avviene simultaneamente secondo Argomento, Relazione, Luogo, Tempo, Forma, Lingua.
Le biblioteche sono state considerate musei di libri. Le loro collezioni erano relative alle esigenze della
documentazione: quotidiani quasi inesistenti, per non parlare di documenti multimediali come fotografie, film, dischi
fonografici e microfilm. L’Ufficio della Documentazione intende rimediare a questa situazione: le collezioni di libri sono
il suo punto di partenza, ma i libri sono considerati come semplici materiali per stabilire le connessioni che ogni libro
ha con tutti gli altri libri e formare con essi il Libro Universale (una forma primitiva dello ☛ Xanadu di ☛ Nelson).
Abbiamo uno schema:
