O Paradoxo da Computação Universal XXIX Congresso da SBC, Bento Gonçalves, Julho 2009 O Paradoxo da Computação Universal Gilberto Câmara Diretor Geral, INPE http://www.dpi.inpe.br/gilberto Observação importante: para ver corretamente esta apresentação, voce precisa ter a fonte tipográfica Calibri instalada. Essa fonte está disponivel no Windows Vista. Você também pode baixar o Power Point Viewer 2007, que contém a fonte Calibri, no site da Microsoft. Custe o que custar, não deixe o Windows substituir a fonte Calibri pela fonte Arial, que é indecente. Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamento http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/

A Computação é uma Ciência Natural? “Computer science is not actually a science. It does not study natural objects. It’s about getting to do something, rather than dealing with abstractions.” (Richard Feynman)

A Computação é uma Ciência Natural? “Computing is the study of natural and artificial information processes.” (Peter Denning)

Donde vem esta imagem?

(mas poderiam ser conexões no cérebro ou entre cientistas) Donde vem esta imagem? Mapa da Web (Barabasi) (mas poderiam ser conexões no cérebro ou entre cientistas)

Fluxos de informação na Natureza Colônias de formigas vivem num mundo químico

Conexões e fluxos são universais Interações entre proteínas de levedura (Barabasi e Boneabau, SciAm, 2003) Interações entre cientistas do Vale do Silício (Fleming e Marx, Calif Mngt Rew, 2006)

Fluxos de informação no cérebro Neurônios transmitem informações elétricas, que geram a consciência e as emoções

Fluxos de informação geram cooperação Foto: National Cancer Institute, EUA http://visualsonline.cancer.gov/ Leucócitos atacam uma célula cancerosa (atividade cooperativa)

Fluxos de informação no planeta Terra Transferência de massa e energia entre componentes do planeta

Temos cada vez mais dados sobre a Terra Vantage Points Capabilities L1/HEO/GEO TDRSS & Commercial Satellites Far-Space Permanent LEO/MEO Commercial Satellites and Manned Spacecraft Near-Space Aircraft/Balloon Event Tracking and Campaigns Airborne Deployable Society Terrestrial Forecasts & Predictions fonte: Group on Earth Observations

Precisamos de modelos integrados

Ciência do Sistema Terrestre modela interações entre natureza e sociedade Natureza: Equações físicas descrevem processos Sociedade decide como usar os recursos terrestres

A Computação é uma Ciência Universal? Modelar os fluxos de informação na natureza é fazer Computação http://www.red3d.com/cwr/boids/

Bird Flocking (Reynolds) Exemplo de modelo computacional Não há autoridade central Cada pássaro reage ao vizinho Modelo baseado em interações bottom-up http://www.red3d.com/cwr/boids/

Um fluxo de informação modelado com sucesso: Xadrez Fischer x Tal (1961) Herbert Simon (1958) Para quem não joga Xadrez, a foto superior esquerda mostra a partida entre dois dos maiores jogadores de todos os tempos: Bobby Fischer e Mikhail Tal. Em cima à direita, uma foto de Herbert Simon, Prêmio Nobel, um dos fundadores da Inteligência Artificial, que propos um dos primeiros programas de computador para jogar Xadrez. Em baixo, o encontro em que Deep Blue derrotou Garry Kasparov, o maior jogador de Xadrez do século 20. A derrota de Kasparov mostra que foi possivel construir uma representação computacional do jogo de Xadrez que é mais eficiente que a forma como os seres humanos jogam Xadrez. Kasparov x DeepBlue (1997)

Computação Universal Computação estuda os fluxos de informação em sistemas naturais... ...e como representar e tratar fluxos de informação em sistemas artificiais

Quatro formas de Computação Agentes artificiais, ambiente natural Agentes artificiais, ambiente artificial Agentes naturais, ambiente artificial Agentes naturais, ambiente natural fonte: Helen Couclelis (UCSB)

Se Computação é Universal, porque houve queda no interesse dos alunos? Percentual de alunos em Computação na UCLA (1971-2007) Relação candidato/vaga (FUVEST, 2009)

Paradoxo da Computação Universal Computação está em todos os lugares e sistemas… ...exceto nos departamentos de Computação das universidades!

Porque caiu o interesse em Computação? Porque nossos cursos formam gente em Computação Comercial (que é muito chata!) Vamos também formar gente em Computação Universal (que é muito mais inspiradora!)

Como fazer parte da Computação Universal? É preciso ampliar os horizontes da Computação Onde há fluxo de informação, existe espaço para pesquisa em Computação

O que ensinamos e o que precisamos... Computação comercial Computação universal Teoria de computação Teoria da Computação Análise de Algoritmos Análise de algoritmos Programação orientada-a-objetos Programação funcional Software como serviço Design de sistemas complexos Workflows e XML (uugh!) Sistemas dinâmicos Bancos de dados relacionais Bancos de dados não-estruturados Compiladores Cibernética e Vida Artificial Interfaces WIMP Jogos e Simulação

Where is Lua? Inside Brazil Outside Brazil Petrobras, the Brazilian Oil Company Embratel (the main telecommunication company in Brazil) many other companies Outside Brazil Lua is used in hundreds of projects, both commercial and academic CGILua still in restricted use until recently all documentation was in Portuguese Vamos ensinar jogos em lugar de ensinar interfaces! Ierusalimschy, R., L. H. Figueiredo, et al. (1996). "Lua-an extensible extension language." Software: Practice & Experience 26(6): 635-652. Lua and the Web [Ierusalimschy et al, 1996] source: the LUA team

Fazer a Computação mais próxima da vida 90% dos modelos propostos nas Ciências Naturais são testados Large Hadron Collider Só 50% dos modelos propostos em Computação são testados W. Tichy, “Should Computer Scientists Experiment More?”, IEEE Computer, 1998

O dilema atual da Computação é mundial... Tem mais gente em busca de novos caminhos… (Julho 2009) “the curriculum lacks fundamental components that are essential in the construction of large systems” (R. Dewar, CACM, Julho 2009)

Qual o futuro da Computação? Podemos fazer e valorizar a pesquisa interdisciplinar… O que há de comum entre os tres periódicos acima? Além de ter índices de impacto muito altos, nenhum deles faz parte do QUALIS em Ciência da Computação. Mais uma mostra de como não valorizamos a interdisciplinaridade. …ou correr o risco de extinção (ou pior, da irrelevância)