De problemen in de ICT zijn steeds positieve uitdagingen, ook SPAM, virussen en spyware. Vertrouwen in de spin-off van langdurig volgehouden intrinsiek probleemgestuurd onderzoek is de werkelijke maatschappelijke basis van de wetenschap.
Hier is mijn lijst van 10 gezichtsbepalende informatica-problemen anno 2005.
Probleem 1: Formaliseer en controleer per computer een bewijs van het door Wiles [W95] aangetoonde vermoeden van Fermat. Deze vraagstelling bouwt voort op een lange en sterke Nederlandse traditie.
Probleem 2: Ontwerp en bouw een computer die sterk Go speelt. Anno 2005 is schaken versus Go precies het contrast tussen wat een computer wel kan en wat die, in vergelijking met mensen, niet kan.
Probleem 3: Ontwikkel quantum-computing op een overigens klassieke chip. De gewone chip is al een quantum-computer omdat de transistor op een quantumeffect berust. Tomasulo [T67] ontwikkelde in 1967 een strategie voor parallel rekenen op instructienivo voor de IBM 360. Conform Deutsch [D97] kunnen essentieel meer actieparen of tupels gelijktijdig worden uitgevoerd via quantum superpositie en interferentie. In een superscalaire pipeline zouden zulke paren kunnen worden aangewezen en naar een aparte interferometer gestuurd. Dit levert misschien een echte versnelling op.
Probleem 4: Ga uit van een commmunicatieprotocol dat enkele in de ruimte verdeelde componenten van een stilstaand systeem verbindt. Neem aan dat het protocol een gegeven specificatie correct implementeert. Als men het functionerende protocol nu vanaf een eenparig bewegend punt waarneemt dan neem ik aan dat het nog steeds correct werkt. De theorie van dit idee vergt protocolbeschrijvingen en -specificaties waarop men Lorentztransformaties kan uitvoeren en verificaties die onder Lorentztransformatie correct blijven. Het probleem is ten eerste om zulke theorie te ontwikkelen door generalisatie van een (klassieke) procesalgebra waarin de acties tijd en plaats hebben. Het probleem is ten tweede om compatibiliteit te bereiken met algemene relativiteit. Ten derde wil men beide generalisaties uitvoeren vanuit een hybride procesalgebra. Dit drietal vragen laat zich vanzelfsprekend ook in het kader van andere procesformalismen stellen. Het moet dan blijken vanuit welke van de bestaande formalismen men tot hanteerbare antwoorden op deze vragen komt.
Probleem 5: Integreer algebraisch, logisch en functioneel programmeren tot een paradigma dat de imperatieve talen werkelijk kan verslaan. Dit is een klassiek en door velen opgegeven doel, maar het krijgt nieuwe kansen omdat voor het imperatieve paradigma bij toenemende systeemcomplexiteit en concurrency de fameuze von Neumann bottleneck een globale beperking wordt.
Probleem 6: Maak een overzichtelijke theorie van microprocessoren die ontwerpers in staat stelt optimale multi-pipelined architecturen te bepalen. Concurrency op de chip is sowieso de trend en de theorie daarvoor ontbreekt op dit moment. Maurer's computers [M66] zijn hier een praktisch uitgangspunt en Jesshope's [JL00] microthreads een optie.
Probleem 7: Ontwerp een systematiek voor patentering van computer-software die het volgende oplevert:
Probleem 8: Geef een overtuigende theorie van computervirussen en soortgelijke krachtige vormen van artificial life. De sterke start door Cohen [C84] in 1984 heeft anno 2005 opmerkelijk weinig follow-up gehad.
Probleem 9: Herontwerp de theoretische informatica vanuit het extra gegeven dat elke computer eindig is. Laat de Turing machine voor wat hij is omdat de ingebouwde oneindigheidsaannamen weliswaar zeer fraaie theorie opleveren, maar ook onvoldoende overeenkomst met de feiten. Ontwikkel bovendien een paradigma om de klassieke inzichten uit de logica van de berekenbaarheid om te zetten in doorslaggevende analyses en prognoses over wat in een begrensde wereld wel en niet mogelijk is.
Probleem 10: Herontwerp de gehele discpline ICT vanuit kennis, inzicht, overzicht en sociale competenties, te beginnen met systeem- en netwerk-beheer. Doorbreek daarmee de aanpak vanuit zogenaamde computer-vaardigheden. Doordenk de vakbeoefening van de informaticus zodanig dat men weer life-long loopbaanperspectieven ziet. Herontwerp bovendien de mens-machine interactie zodanig dat op korte termijn RSI-achtige problemen geen bedreiging voor de ICT-beroepsgroep meer kunnen vormen.
[C84] F. Cohen. Experiments with computer viruses, 1984.
[D97] D. Deutsch. The Fabric of Reality, Penguin Books Ltd., England, 1997.
[JL00] C.R. Jesshope and B. Luo. Micro-threading: a new approach to future RISC. Proc. ACAC 2000, 34-41, Canberra, Australia, 2000.
[M66] W.D. Maurer. A theory of computer instructions. Journal of the Association for Computing Machinery, 13(2):226-235, 1966.
[P03] R. Plotkin.