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ALAN TURING 1912-1954 Linventore del calcolatore odierno.

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Presentazione sul tema: "ALAN TURING 1912-1954 Linventore del calcolatore odierno."— Transcript della presentazione:

1 ALAN TURING Linventore del calcolatore odierno

2 Lattività di Turing si può suddividere in tre fasi: Linvenzione Linvenzione della macchina di Turing La La violazione di Enigma Lintroduzione Lintroduzione dellintelligenza artificiale

3 La macchina universale di Turing Turing immaginò una "macchina" o "automa" - esistente unicamente a livello teorico - con la quale dimostrò formalmente la possibilità di eseguire qualsiasi algoritmo.

4 La prima questione che si pose consisteva nel precisare linsieme di azioni elementari che compiamo quando eseguiamo un calcolo (cioè un algoritmo). La prima questione che si pose consisteva nel precisare linsieme di azioni elementari che compiamo quando eseguiamo un calcolo (cioè un algoritmo). Dimostrata l'esistenza di algoritmi per effettuare le operazione matematiche fondamentali, la seconda questione da risolvere consisteva nel precisare l'occorrente per sviluppare la sequenza di operazioni previste... Dimostrata l'esistenza di algoritmi per effettuare le operazione matematiche fondamentali, la seconda questione da risolvere consisteva nel precisare l'occorrente per sviluppare la sequenza di operazioni previste... Cioè,Turing doveva definire una macchina in grado di eseguire gli algoritmi trovati Cioè,Turing doveva definire una macchina in grado di eseguire gli algoritmi trovati

5 Quello che voleva fare può sembrare simile ad una calcolatrice…ma cè unimportante differenza! Quello che voleva fare può sembrare simile ad una calcolatrice…ma cè unimportante differenza! le calcolatrici riescono ad eseguire un certo numero di operazioni ma non possono essere programmate le calcolatrici riescono ad eseguire un certo numero di operazioni ma non possono essere programmate Turing,invece,voleva realizzare una macchina programmabile:cioè una macchina che,sulla base di un algoritmo, (ad esempio,quello per trovare il MCD di due numeri),una volta ricevuto un certo input (nel nostro caso,due numeri ),calcolasse i risultati (nel nostro caso,il massimo comun divisore dei due numeri). Turing,invece,voleva realizzare una macchina programmabile:cioè una macchina che,sulla base di un algoritmo, (ad esempio,quello per trovare il MCD di due numeri),una volta ricevuto un certo input (nel nostro caso,due numeri ),calcolasse i risultati (nel nostro caso,il massimo comun divisore dei due numeri).

6 Il calcolatore universale L'idea fondamentale alla base del calcolatore programmabile (elaboratore o computer), è che qualsiasi tipo di computazione consiste nella manipolazione di simboli (ne bastano solo 2 come nei calcolatori digitali) seguendo un'insieme di regole (algoritmo). Con questo modello nasce l'idea di "calcolatore universale". L'idea fondamentale alla base del calcolatore programmabile (elaboratore o computer), è che qualsiasi tipo di computazione consiste nella manipolazione di simboli (ne bastano solo 2 come nei calcolatori digitali) seguendo un'insieme di regole (algoritmo). Con questo modello nasce l'idea di "calcolatore universale".

7 Una macchina o automa di Turing è definita da un insieme di regole che definiscono il comportamento della macchina su un nastro di Input-Output (lettura e scrittura). Una macchina o automa di Turing è definita da un insieme di regole che definiscono il comportamento della macchina su un nastro di Input-Output (lettura e scrittura). Il nastro può essere immaginato come una sottile striscia di carta divisa in quadratini dette celle e di lunghezza adeguata per eseguire qualsiasi algoritmo. Il nastro può essere immaginato come una sottile striscia di carta divisa in quadratini dette celle e di lunghezza adeguata per eseguire qualsiasi algoritmo. Ogni cella contiene un simbolo oppure è vuota. L'automa utilizza una testina che si sposta lungo il nastro leggendo, scrivendo oppure cancellando simboli nelle celle del nastro. Ogni cella contiene un simbolo oppure è vuota. L'automa utilizza una testina che si sposta lungo il nastro leggendo, scrivendo oppure cancellando simboli nelle celle del nastro.

8 La macchina analizza il nastro, una cella alla volta, iniziando dalla cella che contiene il simbolo più a sinistra nel nastro. La macchina analizza il nastro, una cella alla volta, iniziando dalla cella che contiene il simbolo più a sinistra nel nastro. una macchina di Turing puo' essere immaginata come una sorta di registratore a nastro con una testina di lettura, scrittura e cancellazione. una macchina di Turing puo' essere immaginata come una sorta di registratore a nastro con una testina di lettura, scrittura e cancellazione. La testina possiede un indicatore che determina, per ogni passaggio di calcolo, lo stato specifico in cui la macchina si trova mentre sta leggendo il simbolo che corrisponde alla particolare cella del nastro sul quale è posizionata La testina possiede un indicatore che determina, per ogni passaggio di calcolo, lo stato specifico in cui la macchina si trova mentre sta leggendo il simbolo che corrisponde alla particolare cella del nastro sul quale è posizionata

9 Il software Definita la macchina, devono essere specificate le regole – lequivalente del moderno software – che indichino che cosa fare in corrispondenza della combinazione di stati e di simboli letti sul nastro. Definita la macchina, devono essere specificate le regole – lequivalente del moderno software – che indichino che cosa fare in corrispondenza della combinazione di stati e di simboli letti sul nastro.

10 In generale, un automa di Turing deve poter effettuare le seguenti operazioni: conservare la memoria del suo stato interno; conservare la memoria del suo stato interno; leggere il simbolo scritto in una cella; leggere il simbolo scritto in una cella; sovrascrivere o cancellare il simbolo scritto in una cella; sovrascrivere o cancellare il simbolo scritto in una cella; scorrere il nastro cella dopo cella, verso destra o verso sinistra; scorrere il nastro cella dopo cella, verso destra o verso sinistra; non fare alcuna operazione. non fare alcuna operazione.

11 Per dare ragione dell'universalità della macchina di Turing, occorrerebbe mostrare come effettuare le 4 operazioni fondamentali (addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione) in quanto tutte le altre sono riducibili a queste. Per dare ragione dell'universalità della macchina di Turing, occorrerebbe mostrare come effettuare le 4 operazioni fondamentali (addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione) in quanto tutte le altre sono riducibili a queste. Turing non costruì materialmente la sua "macchina universale". Infatti, per quanto tecnicamente realizzabile, il meccanismo (elettromeccanico) sarebbe stato lento e poco affidabile per impieghi pratici. Turing non costruì materialmente la sua "macchina universale". Infatti, per quanto tecnicamente realizzabile, il meccanismo (elettromeccanico) sarebbe stato lento e poco affidabile per impieghi pratici.

12 ENIGMA Quasi tutte le comunicazioni tedesche durante la seconda guerra mondiale venivano criptate con una macchina di cifra chiamata Enigma. Questa macchina è una rappresentante di una classe di cifrari a rotore, utilizzati fino all'introduzione di cifrari elettronici e microelettronici che hanno sconvolto e trasformato il mondo della crittografia. Quasi tutte le comunicazioni tedesche durante la seconda guerra mondiale venivano criptate con una macchina di cifra chiamata Enigma. Questa macchina è una rappresentante di una classe di cifrari a rotore, utilizzati fino all'introduzione di cifrari elettronici e microelettronici che hanno sconvolto e trasformato il mondo della crittografia.

13 Turing diresse il direttore di un progetto militare inglese denominato in codice "Ultra", per intercettare e decodificare i messaggi cifrati tedeschi generati dalla macchina Enigma, considerata inespugnabile dal Reich. Turing diresse il direttore di un progetto militare inglese denominato in codice "Ultra", per intercettare e decodificare i messaggi cifrati tedeschi generati dalla macchina Enigma, considerata inespugnabile dal Reich. inizialmentelanalisi e la decifrazione dei messaggi avvengono manualmente, ma ciò si rivela molto inefficiente (anche perché la chiave usata dai tedeschi cambia ogni otto ore). inizialmentelanalisi e la decifrazione dei messaggi avvengono manualmente, ma ciò si rivela molto inefficiente (anche perché la chiave usata dai tedeschi cambia ogni otto ore).

14 Per forzare l'Enigma,Turing, per conto del governo inglese, si servì di gigantesche macchine chiamate Colossi, che possono considerarsi i precursori dei moderni calcolatori elettronici. Per forzare l'Enigma,Turing, per conto del governo inglese, si servì di gigantesche macchine chiamate Colossi, che possono considerarsi i precursori dei moderni calcolatori elettronici. Grazie ad essi Turing riuscì a raggiungere il suo obiettivo ed i tedeschi sapranno di essere stati craccati soltanto alla fine della guerra. Grazie ad essi Turing riuscì a raggiungere il suo obiettivo ed i tedeschi sapranno di essere stati craccati soltanto alla fine della guerra.

15 Il test di Turing E un criterio per stabilire se una macchina può dirsi pensante. E un criterio per stabilire se una macchina può dirsi pensante. Nasce dalla sua convinzione che,prima o poi,le macchine sarebbero state in grado di essere programmate per imitare qualunque pensiero umano esprimibile in un linguaggio. Nasce dalla sua convinzione che,prima o poi,le macchine sarebbero state in grado di essere programmate per imitare qualunque pensiero umano esprimibile in un linguaggio.

16 A grandi linee, il criterio dice: Allestiamo due "terminali" dotati di tastiera e monitor (anche se nell'originale c'era una telescrivente. I CRT sono poteriori) Allestiamo due "terminali" dotati di tastiera e monitor (anche se nell'originale c'era una telescrivente. I CRT sono poteriori) Sistemiamo, "dall'altra parte" del primo terminale la 'macchina', e "dall'altra parte" del secondo, un operatore umano (che non sa che dallaltra parte cè una macchina). Sistemiamo, "dall'altra parte" del primo terminale la 'macchina', e "dall'altra parte" del secondo, un operatore umano (che non sa che dallaltra parte cè una macchina). Se, in un tempo ragionevole, l'operatore non riesce a capire che dallaltra parte cè una machina, la macchina pensa. Se, in un tempo ragionevole, l'operatore non riesce a capire che dallaltra parte cè una machina, la macchina pensa.

17 La gara Hugh Loebner diede lavvio ad una gara,che continua tuttora,per mettere alla prova il test di Turing. Hugh Loebner diede lavvio ad una gara,che continua tuttora,per mettere alla prova il test di Turing. Ogni anno sono in palio 2000 dollari e una medaglia doro per il migliore programma le cui risposte siano valutate indistinguibili rispetto a quelle di un essere umano. Ogni anno sono in palio 2000 dollari e una medaglia doro per il migliore programma le cui risposte siano valutate indistinguibili rispetto a quelle di un essere umano.


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