Automi Linguaggi e Procedure Gruppo Farina



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24.01.2018
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Automi Linguaggi e Procedure

  • Gruppo Farina


Che cos’è un AUTOMA?

  • Con il termine automa s’intende un qualunque dispositivo, un qualunque oggetto, che esegue da se stesso un particolare compito, sulla base degli stimoli od ordini ricevuti.

  • Esempi di automi sono quindi:

  • una lavatrice,

  • un distributore automatico di bibite,

  • un interruttore,

  • una calcolatrice tascabile,...



La mia lavatrice



  • è possibile studiare un automa da due punti di vista: da un punto di vista tecnico ci s’interessa dei suoi componenti materiali, meccanici o elettronici, e dei suoi principi fisici che ne rendono possibile il funzionamento; da un punto di vista matematico c'interessa invece la "logica" del suo comportamento e l’automa è perciò visto come un oggetto astratto "capace" di eseguire qualche compito.



  • Ad esempio, due automi capaci di eseguire un’addizione sono l’automa uomo e l’automa calcolatrice, molto diversi da un punto di vista tecnico-fisico, ma che si comportano nello stesso modo di fronte a due numeri da addizionare.

  • I grafi e le matrici sono due modi, equivalenti, di rappresentare il comportamento di un automa.

  • Il grafo, chiamato diagramma degli stati, ha come nodi gli stati possibili dell’automa; gli archi rappresentano le relazioni di passaggio da uno stato all’altro, secondo il particolare input.

  • La matrice, chiamata tabella di verità, è una tabella in cui ogni casella specifica qual è il successivo stato e l’output dell’automa se esso si trova in un determinato stato e riceve un certo input.



  • Un distributore automatico di bevande dà una lattina quando

  • s’inserisce una moneta da 1 euro.

  • Quali sono gli input e gli output di quest'automa?

  • Quali sono i possibili stati?

  • Il diagrammi degli stati è il seguente:

  • M=moneta



  • Nell’arco che va dallo stato di "in attesa" allo stato di "pronto" la scrittura "moneta/lattina" indica che, in corrispondenza dell’input "moneta" è fornito l’output "lattina". Come si vede, non sempre un automa fornisce un output.

  • La tabella di verità è la seguente:

  •  



  • Gli stati di un automa rappresentano i suoi stati di memoria; un automa, infatti, si trova in uno o in un altro stato secondo ciò che è successo in precedenza. Secondo lo stato in cui si trova e dell’input che riceve, l’automa stabilisce il suo comportamento, passando in un nuovo stato ed eventualmente fornendo un output:

  • (stato, input) ® (nuovo stato, output).



Provo a… 

  • Studiare un semplice sistema costituito da una lampada comandata da un interruttore.

  • Gli stati del sistema sono due:

  • LS = lampada spenta

  • LA = lampada accesa

  • I comandi dati al sistema sono di due tipi:

  • IA = interruttore aperto

  • IC = interruttore chiuso

  • Poiché abbiamo due ingressi e due stati, le transizioni possibili sono quattro.





Dando il comando attraverso l’interruttore la lampadina può essere accesa o spenta.



Sempre parlando di automi al Museo d’ Arte di Lugano dal 25 OTTOBRE 2009 - 21 FEBBRAIO 2010 …

  • …nell’ambito delle iniziative promosse dal Polo Culturale della Città di Lugano, organizza, in collaborazione con la Fondazione Antonio Mazzotta di Milano e con la partecipazione del Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia “Leonardo da Vinci” di Milano e del

  • Museo Cantonale d’Arte di Lugano la mostra “Corpo, automi,

  • robot. Tra arte, scienza e tecnologia”, la quale affronta con un approccio interdisciplinare il rapporto tra il corpo umano e la rappresentazione che di esso è stata data da parte delle arti, della scienza e della tecnologia, soprattutto per quanto riguarda la dinamica dell’imitazione del corpo (con gli automi) e della sua sostituzione (con i robots).



Un esempio Ecce Homo Nam June Paik 1989 Nam June Paik, Ecce Homo  Nam June Paik, Ecce Homo, 1989, video scultura con monitor, televisioni radio e macchine fotografiche vintage, 222 x 152 x 48 cm, Collezione privata



In informatica e in matematica

  • Un automa è un dispositivo, o un suo modello in forma di macchina sequenziale, creato per eseguire un particolare compito, che può trovarsi in diverse configurazioni più o meno complesse caratterizzate primariamente da una variabile che appartiene ad un determinato insieme di stati, e che evolve in base agli stimoli od ordini ricevuti in ingresso schematizzati da simboli appartenenti ad un determinato alfabeto.



  • Gli automi sono spesso utilizzati per descrivere linguaggi formali, e per questo sono chiamati accettori o riconoscitori di un linguaggio.

  • L'insieme dei possibili stimoli che possono essere forniti ad un automa costituisce il suo alfabeto.

  • Una sequenza di simboli (detto anche stringa o parola) appartiene al linguaggio se essa viene accettata dal corrispondente automa, ovvero se porta l'automa in uno stato valido, che sia lo stesso o un altro stato. Un sottoinsieme del linguaggio riconosciuto, chiamato linguaggio marcato porta l'automa dal suo stato iniziale ad uno stato finale o marcato.

  • A diverse classi di automi corrispondono diverse classi di linguaggi, caratterizzate da diversi livelli di complessità.



  • Papert costruisce così un linguaggio di programmazione per bambini:

  • LOGO, che è stato tradotto in 17 lingue.

  • I programmi

  • QQ. STORIE, IPERLOGO E IPLOZERO 2009 (= sistemi multimediali interattivi) utilizzano il linguaggio LOGO per far muovere la tarta (= tartaruga), un automa a forma di triangolo, il cui angolo acuto rappresenta il naso.



IL LINGUAGGIO DELL’AUTOMA IPERLOGO

  • QQ.storie è un programma di tipo educativo scritto con un linguaggio di programmazione (diciamo al computer che cosa fare e lui esegue). Con esso quindi si costruiscono dei comandi per il computer e nel nostro caso questo linguaggio si chiama IPERLOGO. Si può immaginare che dietro al computer ci sia un automa che segue fedelmente le regole e che risponde in modo prevedibile.



  • Iperlogo è un automa, un fedele esecutore dei comandi;

  • Iperlogo è un linguaggio di programmazione, un sistema per comandare il PC. Ha 560 parole primitive (capacità innate, come il codice genetico) e se ne possono aggiungere delle altre, insegnandole come a un bambino → iperlogo è un automa che impara! Il linguaggio di iperlogo è fatto di parole e regole: le parole primitive rappresentano azioni in generale (per esempio: puliscischermo).



Quando si apre Iplozero 2009 appaiono tre finestre molto importanti:

  • 1. La finestra di tarta: Questa finestra è come il

  • foglio del proprio quaderno.

  • Qui appariranno sotto forma di disegni tutti i

  • comandi che daremo a tarta.

  • 2. La finestra dei comandi: da questa finestra

  • scriviamo e diamo i comandi immediati a tarta.

  • 3. Il Foglio: questa finestra si chiama foglio proprio

  • perchè funziona come un foglio di carta, un

  • biglietto su cui tu scrivi i comandi da dare ad

  • Iperlogo tutti in una volta.

  • Questa finestra li tramuterà in disegni che

  • appariranno sulla prima grande finestra

  • cliccando su Prova/Esegui tutto.



Alcuni comandi

  • PS – pulisci schermo

  • SFONDONERO – colora tutto lo sfondo di nero ;

  • SPESSORE 10 – indica lo spessore della linea che lascia la tarta quando si muove ;

  • BLU – colore della linea che lascia la tarta ;

  • GIU – la tarta abbassa il pennello che ha sulla schiena e lascia la linea ;

  • SU – la tarta alza il pennello e non lascia la scia ;

  • SINISTRA 90 – la tarta si muove verso sinistra di 90 gradi ;

  • DESTRA 90 – la tarta si muove verso destra di 90 gradi ;

  • AVANTI 300 – la tarta si muove in avanti di 300 passi.



  • Posso insegnare alla TARTA dei nuovi comandi che non conosce, e per fare questo devo scrivere sul Foglio.

  • PER QUA

  • RIPETI 4 [ AVANTI 100 DESTRA 90 ]

  • FINE

  • Clicco su : Prova – Esegui tutto.

  •  Poi sulla finestra dei comandi scriverò :

  • QUA e premo invio così TARTA eseguirà il comando.



Abbiamo provato a disegnare una F

  • I comandi da inserire nel foglio sono:



  • ps

  • sfondonero

  • bianco

  • spessore 10

  • avanti 100

  • avanti 100

  • destra 90avanti 100

  • destra 90

  • destra 90

  • avanti 100

  • destra 90

  • destra 90

  • destra 90

  • avanti 100

  • destra 90

  • destra 90

  • destra 90

  • avanti 100



  • destra 90

  • destra 90

  • avanti 100

  • destra 90

  • destra 90

  • destra 90

  • avanti 100

  • destra 90

  • destra 90

  • tpp



Ed ecco il risultato



Per permettere ai bambini di comprendere con più semplicità e chiarezza il linguaggio dell’automa, i comandi e le procedure da mettere in atto per arrivare al risultato/ scopo desiderato possiamo proporre IL GIOCO DELL’AUTOMA



Un bambino dà i comandi, il compagno li esegue

  • Obiettivo: Costruire con i passi una L

  • Comandi: Partenza

  • Avanti

  • Destra

  • Ferma





Il Labirinto

  • Quali comandi dovrà eseguire Oliver per portare la spina della televisione fino alla presa e poter così guardare la televisione?



Partenza con le spalle alla Tv

  • Partenza con le spalle alla Tv

  • Avanti 1 (significa avanti di un passo)

  • Sinistra

  • Avanti 2

  • Destra

  • Avanti 9

  • Sinistra

  • Avanti 9

  • Destra

  • Avanti 3

  • Stop: sei arrivato alla presa!



Bibliografia

  • http://it.wikipedia.org

  • http://www.mdam.ch

  • www.rcvr.org/scuole







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