Matematica e Informatica

Innovazione è la parola chiave che viene utilizzata per delineare i processi di rinnovamento della nostra società per stare meglio tutti.   Ognuno in realtà interpreta questo termine a modo suo. Innovazione è saper leggere il passato per costruire un futuro migliore, imparare da ciò che si è fatto per migliorare sia come singoli che come comunità. Nel 1969 nasceva a Pisa il primo corso di laurea universitario in Informatica e l’Istituto di Scienze dell’Informazione, poi diventato Dipartimento di Informatica.  Questo volume si propone di raccontare alcuni momenti della vita del Dipartimento di Informatica attraverso le storie dei suoi protagonisti.  Il racconto dei protagonisti permette non solo riconoscere e valorizzare il lavoro delle persone che a vario titolo hanno contribuito alla nascita e alla crescita del Dipartimento e dell’informatica italiana, ma ci porta a riflettere in modo critico su quanto è stato fatto e su ciò che non si è riusciti a fare, per imparare quindi dal passato e poter essere così in grado di costruire un “futuro migliore”.

L’informatica italiana nasce grazie all’opera pionieristica di un gruppo di scienziati, politici e industriali, consapevoli che la formazione e la ricerca nel campo delle tecnologie dell’informazione avrebbero contribuito al cambiamento sociale, economico e culturale del paese. Centrale in questa avventura è stato il ruolo di Pisa: è qui che, nella seconda metà degli anni Cinquanta, è costruita la prima calcolatrice scientifica italiana, la Calcolatrice Elettronica Pisana (CEP), in sinergia con il Laboratorio di Ricerche Elettroniche Olivetti. La mostra Hello World! L’informatica dall’aritmometro allo smartphone celebra la storia dell’informatica e l’epopea pisana. Colori, suoni ed esperienze multimediali interattive accompagnano la scoperta di macchine che hanno cambiato il nostro modo di vivere. Un percorso che va dagli apparecchi meccanici ai computer Apple, in un arco temporale che dalla seconda metà dell’Ottocento arriva agli anni Duemila, passando per oggetti iconici come la Programma 101, considerato il primo personal computer, ed Enigma, la macchina cifratrice usata dai nazisti nella Seconda Guerra Mondiale.a cura di: Chiara Bodei, Fabio Gadducci e Giuseppe Lettieri

Una storia lunghissima da Fibonacci agli “eroi” della Calcolatrice Elettronica Pisana, ai creatori del Corso di Laurea che, per primo, renderà sistematica la trasmissione di queste nuove conoscenze e, poi ancora, come conseguenza di quella virtuosa; la prima connessione italiana ad Internet, il registro dei domini e un’idea di futuro dove la voglia e la possibilità di essere protagonisti c’è ancora.  

Il volume raccoglie le testimonianze dirette dei protagonisti della nascita dell’informatica, che mosse i suoi primi passi proprio a Pisa nel 1969. La realizzazione di tale opera si inserisce all’interno del programma di Informatica50 che l’Università di Pisa sta promuovendo lungo tutto il 2019 per celebrare il primo mezzo secolo del suo corso di laurea in Informatica.Interviste a cura di Davide Guadagni.  

 In occasione dei cinquanta anni dall’istituzione a Pisa del primo curriculum italiano di studi in Informatica, l’ateneo celebra anche la nascita della computer music, giunta alla citta della torre grazie all’instancabile lavoro di sperimentazione di Pietro Grossi: un vi­sionario che agli inizi degli anni Sessanta ha immaginato come gli elaboratori elettronici potessero creare musica, se opportunamente programmati. È lui a incoraggiare la fonda­zione della Divisione di Informatica Musicale al CNUCE (Centro Nazionale Universitario di Calcolo Elettronico), e ancora a lui e al suo gruppo di lavoro si deve la costruzione del TAU2 (1975), sistema di sintesi del suono prodotto all’IEI (Istituto di Elaborazione dell’Informazione). La ricostruzione del lavoro svolto dal maestro si deve ad alcuni suoi collaboratori del pe­riodo al CNR, Leonello Tarabella e Graziano Bertini. Hanno contribuito alla stesura Carlo Raffaelli e Luca Doni, cultori delle esperienze musicali pisane. Hanno fornito preziose testimonianze i compositori Roberto Cacciapaglia e Alfonso Belfiore e il gallerista Delio Gennai. Ne esce un ritratto a tutto tondo dell’artista, e delle innovazioni portate avanti nei suoi anni pisani. Con il TAU2 i brani musicali si potevano memorizzare, comporre, rielaborare ed eseguire in tempo reale. Spotify era ancora lontano, ma con i suoni Grossi e i suoi collaboratori riuscivano già a muoversi nel futuro.

Nel campo dell’informatica parlare degli anni cinquanta e sessanta è storia antica. Credo che pochissimi fra gli scienziati di allora avessero un’idea dello sviluppo incredibile che in pochi anni avrebbe avuto l’informatica, soprattutto con i personal computer e con internet. Eppure, come fanno notare gli autori, i principi di questa scienza erano già tutti presenti e il funzionamento dei moderni computer è basato sugli stessi principi della CEP: quella che invece è cambiata è la tecnologia, che ha permesso di costruire computer con potenza immensamente superiore e con dimensioni incomparabilmente inferiori. […] Era quello il momento della crescita economica dell’Italia e non si temeva di fare scommesse sul futuro. Anche se i tempi sono purtroppo cambiati, credo che oggi valga ancora di più la pena di fare coraggiosamente scommesse sul futuro e l’esempio della CEP può valere da stimolo efficace. (Dalla Presentazione della prof. N. De Francesco).  

Nel vasto mare delle aree disciplinari dell’Informatica, l’algoritmica occupa un ruolo centrale. Obiettivo di questa disciplina è lo studio degli algoritmi che risolvono problemi significativi. L’analisi degli algoritmi esistenti, inoltre, è momento essenziale per la sintesi di nuovi algoritmi efficienti.Questo testo è indirizzato agli studenti di Algoritmica, insegnamento del secondo anno del corso di laurea in Informatica Umanistica dell’Università di Pisa.Dapprima sono introdotti i concetti di algoritmo e modello di calcolo, quindi viene trattata la complessità computazionale concreta e sono mostrate le principali tecniche di ordinamento e ricerca. Vengono inoltre forniti cenni sulla teoria degli algoritmi non deterministici e probabilistici. Come esempi di applicazione sono presentati alcuni argomenti particolarmente interessanti: il calcolo della Edit-Distance, la codifica ottima di Huffman, il calcolo dei numeri primi e alcuni esempi di trattamento di dati testuali. Completa il saggio una breve raccolta di esercizi svolti.Il linguaggio usato per gli esempi di programmazione è il Python 3 particolarmente adatto ad essere usato da non specialisti.  

Il progetto “Finanza Quantitativa e Modelli Matematici”, introduce ed analizza una serie piuttosto completa di strumenti quantitativi in modo rigoroso e allo stesso tempo didattico, con costante attenzione alla sottostante interpretazione economica. Il libro costituisce un eccellente testo di base per corsi avanzati di Metodi Quantitativi per la Finanza ed un utile complemento ai corsi di Matematica e Teoria della Finanza. Il testo è stato ricavato dalle lezioni del corso di laurea specialistica di Fisica&Finanza tenuto dal prof. G. Curci fisico torico e curato nella prima edizione dal Prof. M. Dell’Era, fisico teorico allievo dello stesso, e coautore nella seconda edizione.

Dopo molti anni di insegnamento del corso di Statistica Avanzata presso il Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Gestionale (tenuto dal Prof. Franco Flandoli), corso fortemente basato sull’uso del software statistico R, Carmine Frascella ha raccolto e ampliato il materiale didattico offerto, raccogliendo il tutto in quest’opera. Mentre per la parte teorica del corso possono essere utilizzati molti testi tradizionali, per  queste esercitazioni pratiche con il software statistico è più difficile trovare libri di testo che siano un buon compromesso tra ricchezza di contenuti e comprensibilità da parte di un pubblico non esperto in materia. Questo libro tratta, in maniera semplice e non troppo avanzata, i comandi principali del software R soprattutto per quanto concerne le potenzialità di quest’ultimo in ambito statistico. Dopo alcuni comandi introduttivi, quindi, viene introdotta la regressione lineare (semplice e multipla), quindi l’Analisi in Componenti Principali, la Cluster Analysis e i metodi di Classificazione, per poi concludere con alcuni metodi di analisi e previsione per le serie storiche (altrimenti dette serie temporali). Il libro si rivolge specificamente agli studenti di Matematica e Ingegneria, pur risultando potenzialmente di interesse per studenti di altre discipline scientifiche interessati alla statistica, come Fisica, Informatica o Scienze Economiche. Supervisione a cura di Franco Flandoli    

Il presente manuale riprende – ed in parte amplia – le lezioni di Calcolo differenziale ed integrale per funzioni di una variabile reale che l’Autore ha tenuto e tuttora tiene in vari corsi di laurea presso l’Università degli Studi di Pisa. Il tema principale è svolto in modo accessibile allo studente, ma senza rinunciare al rigore matematico e, fin dove possibile, alla completezza del discorso, con particolare attenzione ad esempi e contro esempi e con una ricca serie di esercizi svolti.  Le parti ritenute meno importanti  – almeno ad un primo livello di lettura  – comprese alcune dimostrazioni a carattere prettamente tecnico, sono riportate in appendice ai vari capitoli, così da non distogliere l’attenzione dal filo conduttore del tema principale. Il manuale può dunque essere seguito in modi diversi a seconda del livello di approfondimento che interessa raggiungere. Questa possibilità di scegliere tra un “percorso breve” ed uno “completo” lo rende adatto a corsi di laurea tra loro diversi. Sono stati trattati anche alcuni argomenti che non sono consueti in un manuale di Calcolo per funzioni di una variabile, quali ad esempio le equazioni differenziali lineari o a variabili separate e le serie di Fourier (in entrambi i casi sono forniti i risultati essenziali e mostrate le principali tecniche di calcolo). La scelta è motivata dal fatto che in alcuni corsi di laurea il programma di Calcolo è concentrato in un unico corso: è dunque importante che in questa semplificazione dei programmi non vadano persi argomenti che pure hanno una particolare importanza per svariati corsi a carattere fisico o tecnico. La scelta degli esercizi è stata fatta con lo scopo principale che lo studente possa misurare il grado di abilità di volta in volta acquisito in fatto di calcolo. Nel presente volume – il secondo dei due che compongono il manuale – è esposta l’estensione del campo numerico dai reali ai complessi. In particolare, dopo le varie definizioni e proprietà dei numeri complessi, si esaminano alcune applicazioni di natura algebrica (scomposizione di un polinomio in fattori irriducibili) e geometrica (rotazioni nel piano, cenni allo studio delle coniche e alla loro riduzione a forma canonica). Successivamente è introdotto il Calcolo Integrale indefinito (con lo studio di varie tecniche di calcolo di primitive) e definito (nella forma di Riemann). Il teorema fondamentale del calcolo integrale mette in relazione i due concetti.Dell’integrale definito sono date varie applicazioni geometriche (area di una regione del piano, volume e superficie di un solido, lunghezza di una curva).Infine sono forniti cenni sulle equazioni differenziali (lineari e a variabili separate) e sulle successioni e le serie di funzioni (serie di Taylor e di Fourier), mettendo in rilievo i principali risultati.