MdT5JFx - Simulatore Multimediale della Macchina di Turing

Introduzione

MdT5JFx è l'acronimo di Macchina di Turing con regole composte da 5 elementi (quintuple) sviluppato in JavaFX. È un programma per attività didattica, utile risorsa per Docenti e Studenti, distribuito gratuitamente in versione "Free Version".

Storia di MdT5JFx

• Preistoria – prime versioni MdT4, con regole composte da 4 elementi (quadruple), realizzate con ToolBook nel 1996.
• Storia antica – da MdT4 a MdT5 con regole composte da 5 elementi (quintuple), realizzate con ToolBook negli anni successivi.
• Storia – da MdT51, ultimo modello realizzato con ToolBook nel 2005, all'attuale MdT5JFx sviluppato in JavaFX.
• Sito storico – collegamento alle pagine web del primo sito del progetto.

Premessa

Lo studio della Macchina di Turing è previsto quasi all'inizio del programma di Informatica nella terza classe dell'indirizzo Programmatori Mercurio.

Pur riconoscendo l'alta valenza didattica dell'argomento, non sempre decidevo di svolgerlo durante la mia esperienza di insegnamento, sia per la valutazione della complessità e quindi dei problemi che esso avrebbe potuto provocare in qualche classe specifica, sia per le oggettive difficoltà che si incontrano nell'utilizzare tale formalismo per la risoluzione dei problemi, aiutandosi con strumenti didattici tradizionali come lavagna e gesso.

Spinto da queste considerazioni nel 1996, iniziavo a realizzare con "Toolbook" un simulatore multimediale, che potesse essere utile nelle diverse fasi previste per lo studio e per l'utilizzo in laboratorio della Macchina di Turing.

Successivamente, continuavo a svolgere l'argomento di solito a classi terze alterne, valutando il livello di apprendimento delle stesse ed aggiornando, di volta in volta, con nuove funzioni, la versione del simulatore.

Da alcuni anni, dopo aver notato il forte interesse suscitato dall'argomento nella maggioranza degli studenti e le evidenti facilitazioni che l'utilizzo del simulatore induce nella comprensione dei concetti di base dell'Informatica, del funzionamento del calcolatore e delle tecniche di programmazione, dedichiamo alla Macchina di Turing un adeguato periodo di tempo che comprende tutta la fase di studio e l'utilizzo in laboratorio del simulatore per la risoluzione di problemi, fino a quando non iniziamo a scrivere i primi programmi utilizzando un linguaggio di programmazione.

Motivazioni

Lo sviluppo di un simulatore con regole a 5 elementi (quintuple) anziché a 4 (quadruple), come originariamente nel modello astratto di Alan Turing, nasce per ridurre il numero delle regole necessarie per la definizione di una Macchina di Turing.

Utilizzando le quintuple si ha una notevole riduzione delle regole, poiché con una sola regola è possibile indicare sia il simbolo da scrivere sul nastro che il movimento della testina dopo la scrittura, che avrebbe invece richiesto 2 quadruple, una per indicare il simbolo da scrivere sul nastro e un'altra per indicare lo spostamento della testina dopo la scrittura.

Da ToolBook a JavaFX

L'ultima versione realizzata con ToolBook nel 2005 prevede un nastro visibile di 15 celle, anziché 9 come in tutte le realizzazioni precedenti.

In questo anno iniziano ad essere commercializzati Sistemi con CPU a 64 bit e nuovi Sistemi Operativi per questi processori. MdT51 non è più compatibile con queste nuove architetture!

Per la realizzazione del Simulatore Multimediale occorre trovare un valido linguaggio che sostituisca OpenScript di ToolBook.

Viene scelto JavaFX e, a partire dal 2013, basando il nuovo progetto su MdT51, inizia lo sviluppo ex novo di MdT5JFx.