Scienza dei calcolatori

"'Dio fece i numeri naturali; tutto il resto è opera dell'uomo' sosteneva il matematico tedesco Leopold Kronecker, in conflitto essenzialmente con l'altro matematico tedesco Georg Cantor. Diamogli ragione e, sicuri di saperli esprimere in qualunque base utilizzando un opportuno numero di cifre, ripassiamo e analizziamo le operazioni aritmetiche più comuni che li riguardano (ce le hanno spiegate alla scuola elementare), con lo scopo di ricavare le reti logiche che le possano implementare. I numeri interi li ha quindi sicuramente inventati l'uomo e, analogamente a quanto fatto per i numeri naturali, come si opera con essi, ce l'hanno spiegato alla scuola media. In quella sede non ci si pose tuttavia il problema della differenza tra numero intero in senso astratto e la sua rappresentazione. Questo problema non è eludibile se si vuole, come vogliamo, ricavare le reti logiche di supporto alle più comuni operazioni sui numeri interi. E noi lo affronteremo in modo abbastanza approfondito. Con riferimento ai numeri naturali, la linea che seguiremo nel ricavare la struttura delle varie reti logiche risponderà sempre al seguente criterio: dimostrare come una rete che operai su numeri a più cifre può essere ottenuta interconnettendo due reti funzionalmente identiche fra di loro e alla rete totale, ma che operano su numeri con meno cifre. In questa decomposizione sceglieremo una delle reti come la più elementare possibile (rispetto al problema da risolvere) lasciando al lettore il compito di applicare all'altra rete un'ulteriore decomposizione fino ad arrivare, con un processo iterabile, a ridurre la rete iniziale a un'interconnessione di sole reti elementari. La struttura delle reti elementari è ampiamente rintracciabile in letteratura e sarà da noi delineata, spesso usando il linguaggio Verilog come linguaggio di descrizione. Con riferimento ai numeri interi, assoceremo a ciascuno di essi un numero naturale (al più un bit e un numero naturale) che lo rappresenti, riconducendo in tal modo il problema di individuare le reti logiche che operano sui numeri interi a quello di un opportuno utilizzo di reti logiche che operano sui numeri naturali. Ci sono alcuni problemi di terminologia. Ad esempio, la rete logica che esegue l'operazione di moltiplicazione tra un moltiplicando e un moltiplicatore è detta moltiplicatore. Il contesto dovrebbe aiutarci a capire se con il termine moltiplicatore si intende una rete logica o un numero. Per evitare equivoci faremo comunque precedere il nome di una rete logica dal sostantivo circuito e quindi, con riferimento al caso precedente, diremo che il circuito moltiplicatore esegue la moltiplicazione tra un moltiplicando e un moltiplicatore. Un'ultima considerazione: rimane un miracolo per me (e per voi, dopo aver letto questo testo) su come i nostri docenti della scuola elementare e media siano riusciti a farci capire gli algoritmi (anche se non li chiamavano così) per le operazioni aritmetiche sui numeri naturali e interi e, se non ricordo male, anche sui numeri frazionari." (dalla prefazione)

Questo libro nasce dall’esperienza e dalla passione maturata negli anni degli autori, nell’ambito professionale. Mira a far acquisire tutte le nozioni necessarie per poter conseguire la certificazione di TensorFlow 2. TensorFlow 2.0 è stato da poco rilasciato offrendo nuove funzionalità che semplificano lo sviluppo del modello e i processi di manutenzione. Naturalmente si analizzeranno le varie tecniche per preprocessare i dati e i modelli della biografia dell’intelligenza artificiale applicati a dataset esistenti. Il testo, avendo un taglio pratico teorico, si rivolge sia a chi si approccia per la prima vota a questo modo sia per appassionati. Il libro è diviso in tre parti, la prima si concentra sullo stack tecnologico oltre le basi e la sintassi della libreria TensorFlow 2.0. Nella seconda parte del testo si inizia a considerare le serie storiche, sequenze e previsioni per concentrarsi sulla classificazione delle immagini. Infine, nell’ultima parte si tratterà il Natural language processing (NLP).

Questo libro esamina il lavoro progettuale che l'interaction design sta svolgendo e potrà svolgere sulle "tecnologie intelligenti"; quei dispositivi che possono sostituirsi a noi sollevandoci da alcuni compiti, riconoscerci proponendoci qualcosa, fare previsioni e comprendere in anticipo cosa potrebbe accadere. Il testo, in particolare, intende esplorare come questa disciplina stia operando per contenere i possibili attriti tra queste tecnologie e gli utenti, e assicurare un dialogo armonico con l'universo dei sensori, degli algoritmi, dei software e degli attuatori che stanno diventando elementi consueti e pervasivi nella vita di ciascuno. Esperti, studiosi e persone interessate potranno trovarvi spunti su come progettare o esaminare un sistema intelligente interattivo. In particolare: come rappresentare l'intelligenza del sistema, come gestire la delega da parte dell'utente in favore del sistema o recuperarne il controllo, come rappresentare infine i dati e le informazioni che le tecnologie intelligenti veicolano.

Manuale di reti logiche con definizione funzionale delle porte e varie tipologie di reti logiche. Il volume termina nel confronto con il sistema calcolatore e processori basati su linguaggio Verilog. Tutte le interfacce a controllo di programma e ad interruzione sono descritte con dettaglio e minuzia.

L'ascesa dell'intelligenza artificiale (IA) ha avuto un impatto importante su vari settori della tecnologia di consumo. Tuttavia, il suo ruolo può essere ancora più importante nei servizi finanziari. Dai chatbot all'automazione dei processi e all'analisi dei dati, gli strumenti di intelligenza artificiale possono offrire importanti alternative ai servizi tradizionali, consentire di proteggersi dall'errore umano, prevenire le frodi e molto altro ancora. Questa guida illustra il presente e il futuro del settore finanziario globale, mostrando come l'IA consentirà di migliorare la salute finanziaria degli individui ed estendere nuove opportunità di investimento a più persone che mai. Un volume adatto a tutti i professionisti delle tecnologie finanziare che desiderano comprendere come l'intelligenza artificiale stia cambiando il settore e in che modo i loro clienti possano trarre vantaggio da questi cambiamenti.

Nell'era moderna i cambiamenti tecnologici sono caratterizzati da una velocità progressiva mai vista prima. Di pari passo, possiamo affermare che l'innovazione funge ma motore trainante. Con il termine intelligenza artificiale si intende la capacità fornita alle macchine di compiere attività in genere svolte dall'uomo, attraverso la "adattabilità" alla fase di apprendimento e di autoapprendimento. Nel prossimo futuro saremo sempre più interconnessi e connessi gli uni con gli altri. La "connessione globale", come si potrebbe definire, è anche riconosciuta come Iot o meglio Internet of Things. In un contesto specifico, come potrebbe essere quello della sicurezza informatica o meglio descritta come sicurezza dei sistemi informatici, si potrebbe pensare a un modello di prevenzione del rischio informatico, creando un sistema definito "predittivo". Sfruttando, quindi, strumenti di analisi, di ricerca, algoritmi in uso nel Machine Learning, si potrebbe rendere più efficiente ed efficace la gestione del volume dei dati, la loro sicurezza e aumentare le capacità delle macchine nella ricerca di vulnerabilità nei sistemi informatici.

Può l'uomo sviluppare l'intelligenza artificiale senza esserne distrutto? Dal sogno degli automi semoventi al machine e al deep learning, dai vasi in terracotta ai sistemi esperti e alle reti neurali artificiali, l'intelligenza artificiale è già tra noi. C'è chi definisce l'intelligenza artificiale quale nuovo Rinascimento e panacea per tutti i mali del mondo e chi, viceversa, pone seri interrogativi sull'impatto negativo che potrebbe produrre sulle nostre vite. Spetta a noi imparare a conoscerla e comprenderla, a conviverci, mantenendo vivo il pensiero critico. Come fare? L'intelligenza artificiale ci fornisce un'originale ma appropriata chiave di lettura per conoscerla in profondità. Viaggiare tra arte, letteratura e cinema, maestre di vita, ci permette di comprenderla davvero e di valutarne le implicazioni etiche, d'intelligence, di sicurezza nazionale e di disagio sociale. Solo così, se ne saremo davvero capaci, sarà possibile indirizzare in un orizzonte di progresso e di umanità le sempre più potenti e inquietanti possibilità della nuova ineluttabile era tecnologica.

Un giorno gli esseri umani saranno dominati da algoritmi? Mettetevi nella vostra miglior poltrona e lasciatevi guidare lungo la strada che porta dalle prime idee del genio inglese Alan Turing alle spaventose capacità dei computer quantici e alle promesse dell'intelligenza artificiale. I progressi sono stati immensi, tumultuosi, ma gli ostacoli che ingombrano il cammino sono ancora grandi e numerosi. Ma quando chiuderete il libro che avete in mano, non potrete più guardare il vostro computer allo stesso modo...

Il testo nasce come strumento di preparazione all'esame di Architettura dei Sistemi di Elaborazione della Laurea Triennale in Informatica dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, ma può essere utilizzato anche per l’insegnamento di Calcolatori e Sistemi Operativi di altri corsi di laurea. Il libro è strutturato in cinque unità di apprendimento: le prime due introducono le nozioni di base propedeutiche allo studio dei circuiti presenti nel livello logico digitale di un’architettura di un calcolatore. L’unità 3 è interamente dedicata all’architettura ARM, sviluppata da ARM Ltd (Advanced RISC Machine) che è ormai presente in quasi tutti gli apparati mobili disponibili in commercio (telefoni cellulari, portatili, tablet, video game console e single board computer) proprio in virtù della loro straordinaria potenza di calcolo ed efficienza energetica. L’unità 4 è dedicata alla progettazione di algoritmi strutturati e alla loro traduzione in linguaggio assembly ARM, utile sia allo studente che apprende per la prima volta i rudimenti della programmazione, ma anche a chiunque voglia approfondire il linguaggio ARM tipico di un'architettura RISC.

L'interesse per il concetto di agente e di tutte le tecnologie ad esso collegate ha subito un forte incremento negli ultimi anni nell'ambito della ricerca informatica e, in particolare, dell'intelligenza artificiale. Questo si spiega facilmente considerando le caratteristiche di un agente, prime fra tutte la sua flessibilità e autonomia: l'idea di un componente software che si fa carico degli interessi del suo proprietario umano, ad esempio partecipando al suo posto ad aste su internet, è sicuramente molto affascinante.

L'autore ci porta alla scoperta dell'intelligenza artificiale e del suo reale funzionamento.