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Revista Espírito Livre - Informática

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Posted by admin On abril - 11 - 2009

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Revista Espírito Livre - Ed. #004 - Julho 2009

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Revista Espírito Livre - Ed. #003 - Junho 2009

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Revista Espírito Livre - Ed. #002 - Maio 2009

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Revista Espírito Livre - Ed. n #001 - Abril 2009

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Computação em Nuvem ou Cloud Computing

A computação em nuvem ou cloud computing é um modelo de computação em que dados, aequivos e aplicações residem em servidores físicos ou virtuais, acessíveis por meio de uma rede em qualquer dispositivo compatível.

 

Basicamente, consiste em compartilhar ferramentas computacionais pela interligação dos sistemas, semelhantes as nuvens no céu, ao invés de ter essas ferramentas localmente (mesmo nos servidores internos). O uso desse modelo (ambiente) é mais viável do que o uso de unidades físicas[1].

 

Um problema originado dentro das corporações é o alto custo com Tecnologia da Informação (TI). “As organizações de TI gastam hoje 80% de seu tempo com a manutenção de sistemas e não é seu objetivo de negócio manter dados e aplicativos em operação. É dinheiro jogado fora, o que é inaceitável nos dias de hoje”, defende Clifton Ashley, diretor do Google para a América Latina [2].

 

Dentro desse contexto, o PC será apenas um chip ligado à internet, a "grande nuvem" de computadores. Não há necessidade de instalação de programas, serviços e armazenamento de dados, mas apenas os dispositivos de entrada (teclado, mouse) e saída (monitor) para os usuários.

 

Uma arquitetura em nuvem é muito mais que apenas um conjunto (embora massivo) de computadores. Ela deve dispor de uma infra-estrutura para gerenciamento, que inclua funções como provisionamento de recursos computacionais, balanceamento dinâmico do workload e monitoração do desempenho.

 

Fonre: Wikipédia

 

e-Reality - Estruturas

A Estrutura Mais Básica da e-Reality é o que denominamos, genericamente, como Fenômeno Computacional ou Fenômeno Virtual, apresentando duas especializações:

1. A Computação: virtualizada/automatizada/implementada através de Algoritmos, é uma visão dinâmica de um Fenômeno Computacional; e


2. A Informação: virtualizada/automatizada/implementada através de Estruturas de Dados, é a uma visão estática de um Fenômeno Computacional.

Computação e Informação são, como vimos acima, formas de visualização (dinâmica ou estática) dos Fenômenos Computacionais e serão tratadas a partir desse momento, por simplificação, como Computação.

A Computação pode então ser especializada em:

1. Computação Clássica;


2. Computação Pragmática;


3. Computação Natural;


4. Robótica ou Mecatrônica ou Computação Robótica ou Computação Artificial; e


5. Cibernética ou Computação Cibernética (Híbrida, Aumentada, Estendida)

A Computação Natural, conforme estabelecido em [XXX] se especializa em:

1. Computação Inspirada na Nauteza;


2. Computação Com Mecanismos Naturais; e


3. Computação Explicativa da Natureza.

A essas três formas de "Computação Natural" estamos propondo a agregação da Computação Simulativa da Natureza e, de forma mais precisa, passaremos a ver a Computação Robótica como uma extensão (especialização) da Computação com Mecanismos Naturais) e a Computação Cibernética, respectivamente, como uma extensão (especialização) da Computação Robótica. Todas estão contidas nesse conceito mais abrangente ao qual denominamos "Computação Natural".

A e-Reality pode ser decomposta em níveis que emergem a partir níveis mais simples pela agregação sucessiva de características emergentes. São os seguintes os níveis que podem ser agrupados da seguinte forma:

- Níveis Naturais (Correspondem aos níveis gerados pela própria natureza) e dentro da e-Reality ao que chamamos de Computação Natural:

1. e-Existence: corresponde ao nível físico da natureza onde a característica emergente básica é a existência;


2. e-Life: corresponde ao nível biológico da natureza onde a característica emergente básica é a vida. e-Existence e e-Life correspondem ao Mundo 1 de Popper [XXX]; e


3. e-Inteligence: corresponde ao nível cognitivo da natureza onde a característica emergente básica é a inteligência. Corresponde ao Mundo do Conhecimento Subjetivo, que está "dentro da mente humana" - Mundo 2 de Popper [XXX].

- Níveis da Criação Humana (Corrrespondem aos níveis gerados pelo homem a partir de sua característica emergente diferenciadora a inteligência e dentro da e-Reality ao que chamamos de Computação Pragmática.

1. e-Knowledge: corresponde ao nível da natureza, criada pelo homem, que denominaremos de Nível do Conhecimento equivalente ao Mundo 3 de Popper [XXX] - Mundo do Conhecimento Objetivo, ou Mundo do Conhecimento que está fora da Mente Humana (Mundo Conhecimento Subjetivo - Mundo 2 de Popper [XXX])


2. e-Tecnology: corresponde ao nível da natureza, criada pelo homem, que denominaremos de Nível da Tecnologia ou Nível dos Artefatos "criados" pelo homem, estando contido igualmente no Mundo 3 de Popper uma vez que a Tecnologia pode ser vista como um fenômeno emergente do Conhecimento.


3. e-Business: corresponde ao nível da natureza, criada pelo homem, que denominaremos de Nível dos Negócios, estando contido igualmente no Mundo 3 de Popper uma vez que os Negócios podem ser vistos como um fenômeno emergente da Tecnologia. Não serão levados em consideração, no momento, por simplificação, outros Níveis emergentes a partir do Conhecimento Objetivo, da Tecnologia e dos Negócios.

e-Reality - Processos

Os Processos da e-reality são aqueles que criam os Fenômenos/Artefatos Computacionais/Virtuais.

A Ciência da Computação: estabelece as Teorias e Modelos sobre a Computação a partir dos Elementos/Fenômenos da Realidade essas Teorias/Modelos constituem os fundamentos para os conceitos de Algoritmo e Estrutura de Dado. Os Fenômenos mais básicos da Computação.

A Engenharia da Computação cria os Artefatos Computacionais/Virtuais a partir de Teorias e Modelos e dos conceitos de Algoritmo e Estrutura de Dado, produzidos pelas Ciências da Computação.

Engenharia de Software

Engenharia Robótica (Mecatrônica)

Engenharia Cibernética

Neste pontto introduzimos os Processos da Computação Natural.

1. Computação com Mecanismos Naturais: compreende o uso pela Engenharia da Computação de elementos da Realidade (elementos Naturais) para a criação de Artefatos Computacionais.


2. Computação Inspirada na Natureza: estende as Ciências da Computação/Informação com Teorias e Modelos inspirados em aspectos da Realidade (Natureza) não considerados na Ciência da Computação/Informação convencionais.


3. Computação Explicativa da Natureza: utiliza os conceitos de Computação/Informação para explicar os elementos/fenômenos da Realidade.

Além da Computação Natural podemos agregar:

1. Computação Simulativa da Natureza: estende a Computação Pragmática, permitindo a emulação ou simulação, da forma mais realista possível, dos elementos/fenômenos da Realidade, utilizando recursos da Realidade Virtual, Vida Artificial, Inteligência Artificial e Sociedade Virtual.



2. Computação Pragmática: usa os Artefatos Computacionais para a captura, processamento, armazenamento, transmissão e exibição de dados, informacões e conhecimentos sobre elementos/fenômenos da própria Realidade.

Quanto a Computação Simulativa da Natureza podemos considerar como parte da própria Computação Natural, não prevista inicialmente.

e-Reality - Contexto

1) Introdução

O contexto da e-Reality pode ser estabelecido a partir do entendimento da figura abaixo, onde se destacam os seguintes elementos:

1. Fenômeno da Realidade
2. Fenômeno do Conhecimento
3. Fenômeno Tecnológico
4. Fenômeno Virtual ou Computacional
5. Fenômeno Artificial
6. Fenômeno Híbrido

A Realidade contém a totalidade desses fenômenos incluindo os fenômenos da e-Reality e como conseqüência ela própria.

A Realidade é um conjuntos de fenômenos relacionados e condicionados pela leis da natureza.

A e-Reality é um conjuntos de fenômenos virtuais ou computacionais relacionados e condicionados pela "leis da computação".

2) Realidade

Entende-se vulgarmente por Realidade tudo aquilo que existe, por conseguinte, existência é a "característica mais básica da Realidade". Existir é possuir um "estado físico" dentro da Realidade.

Para um entendimento mais profundo ver o segunte artigo sobre a Realidade

3) Fenômenos da Realidade

3.1) Fenômeno da Emergência

Emergência é o processo de formação de fenômenos complexos (fenômenos com estados complexos) a partir de fenômenos mais simples (estados mais simples).

Os fenômenos da Realidade e da e-Reality surgem por conta da emergência (que também é um fenômeno - meta-fenômeno).

Como exemplo podemos citar a evolução do cérebro humano, através de milhares de gerações sucessivas, a partir das interações entre neurônios. O cérebro humano é, então, um fenômeno emergente de um conjunto elevado de neurônios, sendo capaz de pensar e ter consciência. Pensamento e consciência são fenômenos (características) emergentes do cérebro humano. Um neurônio não é capaz de “pensar” ou de ter “consciência”, porém o cérebro humano possui essas características “emergentes”.

A "emergência" propicia a concepção de Níveis de Fenômenos, os quais visam, apenas, um melhor entendimento da Realidade. A Realidade não possui esses “Níveis”. Nós humanos “os criamos” apenas para melhor compreendermos e dominarmos os aspectos complexos dessa Realidade.

Não há consenso entre os cientistas sobre como a emergência deve ser utilizada como explicação. Não parece possível decidir completamente quando um fenômeno deve ser classificado como emergente, e mesmo nos casos onde esta classificação é aplicada ela raramente explica o fenômeno de modo profundo. De fato, nomear um fenômeno como emergente é muitas vezes usado pela falta de outra explicação melhor.

Para um entendimento mais profundo ver o segunte artigo sobre Emergência.

3.2) Fenômenos da Realidade

Os Fenômenos da Realidade podem ser explicados, com as limitações mencionadas anteriormente, a partir do conceito de emergência, conforme pode ser observado na figura abaixo, onde as setas em vermelho representam a idéia de emergência, numa abstração onde "fenômenos mais complexos" emergem de "fenômenos mais simples". (Aspas propositais)

1. Fenômenos da Realidade são aqueles totalmente decorrente das Leis da Natureza. São os ..., quarks, elétrons, prótons, neutrons, átomos, moléculas, células, bactérias, órgãos, plantas, animais, homem, ...
2. Fenômenos do Conhecimento são fenômenos emergentes da capacidade cognitiva humana. São as ..., linguagens, conceitos, regras, hHipóteses, teorias, paradigmas, ....
3. Fenômenos Tecnológicos são fenômeno emergentes do conhecimento humano e da capacidade humana de mudar/criar Fenômenos da Realidade. Dentro do contexto da e-Reality destaca-se os Artefatos de Tecnologia da Informação, que são caracterizados como qualquer dispositivo mecânico/eletrônico/... capaz de capturar, armazenar, transmitir e manipular (processar) dados/informações.

3.3) Características Básicas dos Fenômenos da Realidade

Os Fenômenos da Realidade apresentam como sua característica mais básica ou fundamental a EXISTÊNCIA, onde EXISTÊNCIA significa o ESTADO FÍSICO DO FENÔMENO. Possivelmente essa é a única “característica real” dos Fenômenos da Realidade, todas as demais são meramente abstrações que construimos para um melhor entendimento da Realidade.

O ESTADO de um fenômeno pode ser quantificado ou qualificado a partier de INFORMAÇÕES.

Outras características básicas dos Fenômenos da Realidade são ESTRUTURA e COMPORTAMENTO. Ambas, porém, abstraídas da característica ESTADO.

ESTRUTURA é uma abstração estática de ESTADO (Abstração Espacial) independente do tempo.

COMPORTAMENTO é uma abstração dinâmica de ESTADO (Abstração Temporal). O Comportamento é uma abstração de mudanças de ESTADO.

A figura abaixo exibe as características mais fundamentais dos fenômenos da Realidade.

4) Fenômenos da e-Reality

Os Fenômenos da e-Reality são Fenômenos da Realidade com uma característica adicional - Computabilidade. Todos os fenômenos da e-Reality são fenômenos computáveis.

Para um entendimento mais profundo ver o segunte artigo sobre Computação, Computabilidade, Ciência da Computação e Teoria da Computação.

A figura a seguir mostra com mais clareza a idéia de que um Fenêmeno da e-Reality é um fenômeno da Realidade, ou seja herda todas as suas características.

4.1) Computação

Computação é uma Mudança de Estado (Comportamento) de um Fenômeno da Realidade capaz de ser descrita ou modelada através de um Algoritmo, ou seja Computação é um Processo da Realidade.

Em ourtras palavras computação, pode ser vista como o resultado da execução de um algoritmo.

Informação é representação simbólica de Estado (Estrutura) de um Fenômeno da Realidade.

Os Fenômenos/Artefatos Computacionais/Virtuais mais básicos são os Algoritmos e as Estruturas de Dados. Ambos são os objetos básicos da Ciência da Computação/Informação. Os demais são derivados (emergem) a partir deles.

1. Um algoritmo é uma seqüência não ambígua de instruções que é executada até que determinada condição se verifique.
2. Uma estrutura de dados é uma forma de organização de dados de modo que eles possam ser “computados” por algoritmos.

"Computação também pode ser definida como a busca de uma solução para um problema, a partir de entradas (inputs), com a geração de saídas (outputs), através de um algoritmo. É com isto que lida a Teoria da Computação, subcampo da Ciência da Computação e da matemática. Durante milhares de anos, a computação foi executada com caneta e papel, ou com giz e ardósia, ou mentalmente, por vezes com o auxílio de tabelas". [WIKIPEDIA]

Informação é o resultado do processamento, manipulação e organização de dados de tal forma que represente um acréscimo ao conhecimento da pessoa que a recebe. [WIKIPEDIA]

Computação e informação são fenômenos distintos da realidade, porém complementares.

4.2) Fenômrenos/Artefatos Computacionais/Virtuais

A e-Reality é uma parte da Realidade e é constituída pelos seguintes tipos de fenômenos:

1. Fenômenos Virtuais/Computacionais são os fenômenos emergentes da Tecnologia da Computação/Informação e da característica de computabilidade de alguns Fenômenos da Realidade. Os Fenômrenos/Artefatos Computacionais/Virtuais, baseiam-se nos princípios da Ciência da Computação e são construídos com as Técnicas e Ferramentas das Engenharias da Computação e de Software. Exemplo: Algoritmos, Estruturas de Dados, Programas de Computador, Dados em Bancos de Dados, ...
2. Fenômenos Artificiais. Todo e qualquer Fenômeno Tecnológico é um Fenômeno Artificial. Utilizaremos no contexto da e-Reality o termo com uma acepção mais restrita (na falta de outro mais significativo). Dentro da e-Reality um Fenômeno Artificial é um fenômeno criado pelo homem, que possui existência na Realidade e que simula a estrutura e o comportamento de outros Fenômenos Reais. Eles são emergentes da possibilidade de virtualização de Fenômenos Computáveis e de sua operação em Artefatos Tecnológicos. Exemplo: Computadores com Programas, Robôs, ...
3. Fenômenos Híbridos são fenômenos emergentes dos Fenômenos Artificiais e dos Fenômenos Reais. Exemplo: Cyborg – Híbrido de Homem e Máquina.

Museu do Computador

Museu do Computador

Ciência da Computação

Ciência da computação - Wikipédia

Ciência da computação é o estudo dos algoritmos e suas aplicações, bem como das estruturas matemáticas indispensáveis à formulação precisa dos conceitos fundamentais da teoria da computabilidade e da computação aplicada. Desempenha por isso um papel importante na área de ciência da computação a formalização matemática de algoritmos, como forma de representar problemas decidíveis, i.e,. os que são susceptíveis de redução a operações elementares básicas, capazes de serem reproduzidas através de um qualquer dispositivo mecânico/eletrônico capaz de armazenar e manipular dados. Um destes dispositivos é o computador digital, de uso generalizado, nos dias de hoje, pelo custo reduzido dos componentes eletrônicos que formam o seu hardware.

Os estudos oriundos da Ciência da Computação podem ser aplicados em qualquer área do conhecimento humano em que seja possível definir métodos de resolução de problemas baseados em repetições previamente observadas.

"Ciência da computação tem tanto a ver com o computador como a Astronomia com o telescópio, a Biologia com o microscópio, ou a Química com os tubos de ensaio. A Ciência não estuda ferramentas, mas o que fazemos e o que descobrimos com elas." (citação atribuída a Edsger Dijkstra, cientista de computação neerlandês.).

Teoria da Computação

Teoria da computação - Wikipédia

Computação pode ser definida como a solução de um problema ou, formalmente, o cálculo de uma função, através de um algoritmo. A teoria da computação, um subcampo da ciência da computação e matemática, busca determinar quais problemas podem ser computados em um dado modelo de computação. Por milhares de anos,a computação foi feita com lápis e papel, ou giz e quadro, ou mentalmente, às vezes com a ajuda de tabelas.

A teoria da computação teve início nos primeiros anos do século XX, antes da invenção dos modernos computadores eletrônicos. Naquela época, os matemáticos estavam tentando descobrir quais problemas matemáticos poderiam ser resolvidos por um método simples, e quais não poderiam. O primeiro passo estava em definir o significado de um "método simples" para resolver o problema. Em outras palavras, eles precisavam de um modelo formal da computação.

Diversos modelos diferentes da computação foram propostos pelos primeiros pesquisadores. Um modelo, conhecido como Máquina de Turing, propunha a construção de uma máquina universal, capaz de operar com uma sequência de instruções e dados entremeados em uma fita de comprimento infinito; a máquina poderia operar em um ponto da fita de cada vez utilizando um cabeçote de leitura e escrita, executando assim a programação que lhe for passada. Outro modelo se baseia em funções recursivas compostas para operar diretamente sobre os números. Uma abordagem similar é o cálculo lambda. Outra classe de abordagens trabalha com regras gramaticais operando sobre cadeias de caracteres, como é o caso dos cadeias de Markov e dos sistemas de Post.

Todos os formalismos propostos acima são equivalentes em termos de poder computacional -- ou seja, qualquer computação que possa ser realizada com um modelo pode ser realizada com qualquer um dos outros modelos. Ainda em termos teóricos, os modelos propostos são equivalentes aos computadores eletrônicos, desde que não hajam restrições de memória envolvidas. Na verdade, acredita-se que todas as formalizações teoricamente possíveis para o conceito de algoritmo são equivalentes em poder a uma máquina de Turing; esta é a tese de Church-Turing. As questões relativas à possibilidade de realizar certos tipos de computação em determinados tipos de máquina (ou formalismo teórico) são investigadas pela teoria da computabilidade.

A teoria da computação estuda os modelos de computação genéricos, assim como os limites da computação:

1. Quais problemas jamais poderão ser resolvidos por um computador, independente da sua velocidade ou memória? (Ver: Problema da parada, Problema da Correspondência de Post.)
2. Quais problemas podem ser resolvidos por um computador, mas requerem um período tão extenso de tempo para completar a ponto de tornar a solucão impraticável? (Ver: Aritmética de Presburger.)

Em que situações pode ser mais difícil resolver um problema do que verificar cada uma das soluções manualmente? (Ver Classes P e NP).

Em geral, as questões relativas aos requerimentos de tempo ou espaço (memória, em particular) de problemas específicos são investigadas pela teoria da complexidade computacional.

Além dos modelos genéricos de computação, alguns modelos computacionais mais simples são úteis para aplicações mais restritas. Expressões regulares, são por exemplo utilizadas para especificar padrões de cadeias de caracteres, sendo populares em aplicações UNIX e em algumas linguages de programação, como Perl e Python. Outro formalismo matematicamente equivalente às expressões regulares são os autômatos finitos, que são utilizados em desenho de circuitos e e alguns sistemas de resolução de problemas. As gramáticas livres de contexto são utilizadas para especificar a sintaxe das linguagens de programação; um formalismo equivalente, são os autômatos com pilha, ou pushdown automata. As funções recursivas primitivas formam uma subclasse das funções recursivas.

Modelos de computação diferentes podem realizar tarefas distintas. Uma forma de estudar o poder de um modelo computacional é estudar a classe das linguagens formais que o modelo pode gerar; o resultado é a hierarquia de Chomsky das linguagens.

As tabelas abaixo mostram algumas das classes de problemas (ou linguagens, ou gramáticas) que são consideradas em teoria da computabilidade (azul) e em teoria da complexidade (verde).

Se a classe X é um subconjunto propriamente contido em Y, então X é mostrado abaixo de Y, conectados por um linha escura. Se X é um subconjunto, mas não é sabido se os conjuntos são iguais ou não, então a linha que os conecta será mais clara e pontilhada.

Computação Científica - Wikipédia

Computação científica - Wikipédia: "Computação científica
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Computação científica (ou ciência computacional) é o campo de estudo interessado na construção de modelos matemáticos e técnicas de soluções numéricas utilizando computadores para analisar e resolver problemas científicos e de engenharia. De forma prática, é a aplicação de simulação computacional outras formas de computação para problemas em diversas disciplinas científicas.
O campo é distinto da ciência da computação, o estudo matemático da computação, dos computadores e do processamento de informação. Também é diferente da teoria e experimentação, formas tradicionais de ciência e engenharia. Cientistas e engenheiros desenvolvem programas de computador que modelam sistemas sendo estudados e os executam com diversos conjuntos de parâmetros de entrada. Tipicamente, tais modelos requerem uma grande quantidade de cálculo, e são geralmente executados em supercomputadores ou plataformas de computação distribuída.
A computação científica é atualmente considerada como um terceiro modo da ciência, complementado a experimentação (observação) e a teoria."

Computação

1) Introdução

Computação é uma Mudança de Estado (Comportamento) de um Fenômeno da Realidade capaz de ser descrita ou modelada através de um Algoritmo, ou seja Computação é um Processo da Realidade. Em ourtras palavras computação é o resultado da execução de um algoritmo.

"Computação também pode ser definida como a busca de uma solução para um problema, a partir de entradas (inputs), com a geração de saídas (outputs), através de um algoritmo. É com isto que lida a Teoria da Computação, subcampo da Ciência da Computação e da matemática. Durante milhares de anos, a computação foi executada com caneta e papel, ou com giz e ardósia, ou mentalmente, por vezes com o auxílio de tabelas". [WIKIPEDIA]

Computation is a general term for any type of information processing that can be resented mathematically. This includes phenomena ranging from human thinking to calculations with a more narrow meaning, computation is a process following a well defined model that is understood and can be expressed in an algorithm, protocol, network topology, etc.

2) Computations as a physical phenomenon

A computation can be seen as a purely physical phenomenon occurring inside a closed physical system called a computer. Examples of such physical systems include digital computers, quantum computers, DNA computers, molecular computers, analog computers or wetware computers. This point of view is the one adopted by the branch of theoretical physics called the physics of computation.

An even more drastic point of view is the postulate of digital physics that the evolution of the universe itself is a computation.

Computation is a form of calculation, the procedure of calcultaing; determining something by mathematical or logical methods or problem solving that involves numbers or quantities.

3) Mathematical models of computation

In the theory of computation, mathematical models of computers are defined. A computation is the evolution over discrete time epochs of this model. Typical mathematical models of computers are the following:

1. Turing Machine
2. push-down automaton
3. Finite state automaton
   

Different mathematical models of computers can be classified according to their expressive power, see the Chomsky hierarchy.

4) Classes of computation

Computation can be classified by at least three orthogonal criteria: digital vs analog, sequential vs parallel, batch vs interactive.

In practice, digital computation is often used to simulate natural processes (for example, Evolutionary computation), including those that are more naturally described by analog models of computation (for example, Artificial neural network). In this situation, it is important to distinguish between the mechanism of computation and the simulated model.

5) Referências Bibliográficas:

1. Garey, Michael R., and David S. Johnson: Computers and Intractability: A Guide to the Theory of NP-Completeness. New York: W. H. Freeman & Co., 1979. Uma referência padrão aos problemas do tipo NP-Completo, uma importante categoria de problemas cuja solução parece requerer um tempo impraticavelmente longo para efetivar sua computação.
2. Hein, James L: Theory of Computation. Sudbury, MA: Jones & Bartlett, 1996. Uma introdução suave ao assunto da Teoria da Computação, apropriado para alunos do segundo ano de um curso de graduação em Ciência da Computação.
3. Hopcroft, John E., and Jeffrey D. Ullman: Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation. Reading, MA: Addison-Wesley, 1979. Uma das referências padrão na área de autômatos finitos e linguagens formais.
4. Taylor, R. Gregory: Models of Computation. New York: Oxford University Press, 1998. Um dos raros textos facilmente legíveis sobre Teoria da Computação, apropriado para alunos de gradução ou mestrado.

Algoritmo

Algoritmo - Wikipédia

Aproximadamente em 825, o matemático persa Al-Khwarizmi escreveu o livro On the Calculation with Hindu Numerals, responsável pela difusão do sistema de numeração hindu-arábico no Oriente Médio, e posteriormente na Europa.

Por volta do século XII houve uma tradução do mesmo livro para o latim: Algoritmi de numero Indorum. Tais livros apresentaram novos conceitos para definir sequências de passos para completar tarefas, como aplicações de aritmética e álgebra. Por derivação do nome, atualmente usa-se o termo algoritmo.

Um algoritmo é uma sequência não ambígua de instruções que é executada até que determinada condição se verifique.

Mais especificamente, em matemática, constitui o conjunto de processos (e símbolos que os representam) para efectuar um cálculo.

O conceito de algoritmo é freqüentemente ilustrado pelo exemplo de uma receita, embora muitos algoritmos sejam mais complexos.

Eles podem repetir passos (fazer iterações) ou necessitar de decisões (tais como comparações ou lógica) até que a tarefa seja completada.

Um algoritmo corretamente executado não irá resolver um problema se estiver implementado incorretamente ou se não for apropriado ao problema.

Um algoritmo não representa, necessariamente, um programa de computador, e sim os passos necessários para realizar uma tarefa.

Sua implementação pode ser feita por um computador, por outro tipo de autômato ou mesmo por um ser humano.

Diferentes algoritmos podem realizar a mesma tarefa usando um conjunto diferenciado de instruções em mais ou menos tempo, espaço ou esforço do que outros. Tal diferença pode ser reflexo da complexidade computacional aplicada, que depende de estruturas de dados adequadas ao algoritmo.

Por exemplo, um algoritmo para se vestir pode especificar que você vista primeiro as meias e os sapatos antes de vestir a calça enquanto outro algoritmo especifica que você deve primeiro vestir a calça e depois as meias e os sapatos.

Fica claro que o primeiro algoritmo é mais difícil de executar que o segundo apesar de ambos levarem ao mesmo resultado.

O conceito de um algoritmo foi formalizado em 1936 pela Máquina de Turing de Alan Turing e pelo cálculo lambda de Alonzo Church, que formaram as primeiras fundações da Ciência da Computação.

e-Reality - Introdução

Bem vindos a home page sobre os princípios (fundamentos e essência) da Realidade e sua representação, simulação e manipulação em computadores - a Realidade Eletrônica (e-Reality).

"A imaginação é uma forma direta de Realidade Virtual. O que pode não ser tão óbvio é que a nossa experiência "direta" do mundo por meio dos sentidos também é Realidade Virtual, pois nossa experiência externa nunca é direta, nem mesmo sentimos os sinais nos nossos nervos diretamente – não saberíamos o que fazer com os fluxos de impulsos elétricos que eles carregam. O que experimentamos diretamente é uma representação em Realidade Virtual, convenientemente gerada para nós por nossa mente a partir de dados sensoriais e teorias inatas e adquiridas, isto é, programas sobre como interpreta- las. Nós, realistas, assumimos a visão de que a realidade está lá fora: objetiva, física e independente do que acreditamos a seu respeito. Mas nunca sentimos diretamente essa Realidade. Cada fragmento de nossa experiência externa é de Realidade Virtual. E cada fragmento do nosso conhecimento – incluindo nosso conhecimento dos mundos não físicos da lógica, matemática, filosofia e da imaginação, ficção, arte e fantasia – é codificado na forma de programas para a reprodução desses mundos no gerador de Realidade Virtual do nosso próprio cérebro. Portanto, não é apenas a ciência – raciocínio sobre o mundo físico – que envolve a Realidade Virtual. Todos os raciocínios, todos os pensamentos e todas as experiências externas são formas de Realidade Virtual." [David Deutsch]

Figura 1

A Computação Eletrônica (e-Reality) é um instrumento que o ser humano utiliza, inicialmente, para simular e manipular a Realidade por meio de Dispositivos ou Artefatos Computacionais Eletrônicos, a semelhança do que fazemos com a Realidade em nossas mentes. Ou seja, ela é uma tentativa de reproduzir (simular, "virtualizar") o Mundo Real em Computadores Eletrônicos, como se fossemos dotados do poder de transformar tudo o que existe nele em símbolos matemáticos binários ("it for bit"). Além desse papel ela se propõe a utilizar a Realidade como fonte de inspiração para a implementação dos Artefatos Computacionais/Virtuais, utilizar os próprios Artefatos da Realidade como base de funcionamento para os Artefatos Virtuais e até, com um pouco mais de ousadia, explicar os Fenômenos da Realidade como Fenômenos Computacionais.

Com o uso de Computadores Eletrônicos, a Informática/Computação propicia a criação de imagens da Realidade (conjuntos de bits - mundos virtuais) que auxiliam o entendimento e a manipulação dessa própria Realidade. Face a essa característica, sua evolução tende para algo que iremos denominar Virtualidade, ou Hiper-Realidade ou e-Reality.

A e-Reality representa uma tentativa de busca, incorporação, expansão em abrangência e profundidade e integração de características de diversas áreas tradicionais da Informática/Computação, tais como: Realidade Virtual, Robótica, Vida Artificial, Inteligência Artificial, Jogos de Poder, dentre outras, tendo os seguintes propósitos, dentro dos seus respectivos Domínios (Mundos):

1. Mundo Virtual - promover a compreensão dos Artefatos Virtuais (mecanismos de simulação, emulação ou virtualização do mundo real com o uso de computadores), nos seus diversos níveis, através da integração de conceitos das áreas de Realidade Virtual, Vida Artificial, Inteligência Artificial, Jogos de Poder, Sociedade Virtual, ...;
2. Mundo Artificial - promover a compreensão sobre os Artefatos Artificiais (Robótica, ...) e sua dependência dos Artefatos Virtuais; e
3. Mundo Híbrido - promover a compreensão sobre os artefatos cibernéticos (Cibernética, Nanotecnologia, Biotecnologia, ...) e a sua construção a partir dos princípios utilizados para os Artefatos Artificiais.

Figura 2

A e-Reality tem como um dos seus propósitos elucidar a influência dos Artefatos Computacionais (Virtuais, Artificiais e Cibernéticos) na vida das organizações e do homem, focando os aspectos relevantes dessa influência. Visa também propiciar um melhor entendimento dos princípios da Ciência da Computação/Informação e das "Engenharias" decorrentes assim como suas influências sobre a própria Realidade.

Figura 3

O que é a Realidade?

Qual o papel da Computação como Fenômeno da Computacional ou Fenômeno Virtual (Figura 4)?

Como os Fenômenos da Realidade, Fenômenos do Conhecimento, Fenômenos da Tecnologia, Fenômenos Computacionais ou Virtuais, Fenômenos Artificiais e os Fenômenos Híbridos se relacionam (Figura 4)?

São esssa as primeiras questões e representam a essência da e-Reality.

Figura 4

A Computação se especializou (profundidade) e ampliou seu escopo (abrangência) de forma não ordenada, ao longo do tempo, acarretando dificuldades para o seu entendimento e sua aplicação. Tentar estabelecer sua estruturação e seu comportamento parece ser um objetivo ambicioso porém, creio, com alguma utilidade. "Não quero revolucionar nada, só quero apresentar um ponto de vista sobre a computação".

Tendo isso em mente, podemos estipular a "missão" da e-Reality: "Buscar uma visão ordenada, integrada e consistente da Computação".

A e-Reality pretende avançar, indo além dos conceitos "dado, informação, conhecimento", penetrando em outras dimensões (níveis ou camadas) da Realidade, através da compreensão de um conjunto integrado de teorias, hipóteses, conjecturas e especulações sobre a Computação e a Realidade.

A e-Reality representa uma busca pelos limites da Computação na simulação / inspiração / utilização / manipulação da Realidade e a na constatação da Computação como um fenômeno que constitui a própria essência da Realidade.

Soft Computing

Soft Computing distingue a computação convencional (hard computing), baseada na lógica binária, da computação denominada "soft", baseada na lógica nebulosa, redes neurais, raciocínio probabilístico, algoritmos genéticos, teoria do caos etc. Através da Computação Soft, o sistema computacional torna-se tolerante à imprecisão, incertezas e verdades parciais.

Neuro Fuzzy

Neuro Fuzzy são sistemas híbridos que combinam redes neurais e lógica nebulosa para incorporar num só sistema o conhecimento explícito de especialistas e o conhecimento implícito inerente a um conjunto de dados.