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 Interruttore per il passaggio della corrente elettrica O spento I acceso Pulsanti di avvio/arresto della lavatrice e altri

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 IN ATTESA M SPENTO M/lattina PRONTO

La tabella di verità è la seguente: 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:   Input stati SPENTO PRONTO IN ATTESA Moneta PRONTO/lattina

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

Input Stati LS LA IA IC 1

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.

LOGO, che è stato tradotto in 17 lingue. 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. TARTA

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 destra 90avanti 100 destra 90

destra 90 avanti 100 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

Partenza Avanti Avanti Destra Avanti Avanti 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 Avanti 1 (significa avanti di un passo) Sinistra Avanti 2 Destra Avanti 9 Avanti 3 Stop: sei arrivato alla presa!

Bibliografia http://it.wikipedia.org http://www.mdam.ch www.rcvr.org/scuole