Simulatore di Macchina di Turing

Panoramica

Questo repository contiene un Simulatore di Macchina di Turing, un'applicazione web sviluppata per il corso di Elementi della Teoria della Computazione, utilizzando JavaScript, HTML e CSS. Il simulatore modella la funzionalità di una Macchina di Turing standard, di una Macchina di Turing a 3 nastri e di una Macchina di Turing non deterministica.

Disponibile al link: https://github.com/mogal01/TuringMachineSimulator

Caratteristiche

• Simulazione della Macchina di Turing: Simula il funzionamento di una Macchina di Turing. Permette l'inserimento del contenuto iniziale del nastro e delle istruzioni per la Macchina di Turing.
• Esecuzione di ogni passo di computazione: Include un pulsante "Next Step" per osservare l'operazione della Macchina di Turing ad ogni passo di computazione.
• Visualizzazione Grafica: Presenta un pulsante "Load Graph" per mostrare una rappresentazione grafica del processo di calcolo della Macchina di Turing tramite nodi e archi grazie al framework D3.js.
• Varianti Multiple: Supporta simulazioni sia della Macchina di Turing standard, sia di quella a 3 nastri, sia di quella non deterministica.

Installazione ed utilizzo

Il simulatore è un'applicazione lato client che funziona in un browser web. Per utilizzarlo:

1. Clona o scarica questo repository.
2. Apri il file index.html in un browser web.

Non è richiesta alcuna installazione o configurazione aggiuntiva.

Input

• Apri index.html in un browser web.
• La pagina presenta in basso, il campo di input principale per inserire configurazioni del tipo "(q0,1,0,R,q1)". Dove rappresentano: q0 - Lo stato corrente nel momento della lettura del simbolo. 1 - il simbolo letto sulla cella puntata sul nastro. 0 - il simbolo scritto sulla cella puntata sul nastro. R - la direzione (Right) in cui si sposterà la testina. q1 - Lo stato che la MdT raggiungerà al termine dello step di computazione. è importante che lo stato iniziale sia sempre indicato come "q0"
• A lato, è possibile inserire l'input iniziale presente sul nastro.
• è inoltre possibile caricare delle computazioni pre-impostate a lato della pagina con il pulsante "load computation".

Struttura dei File

Il progetto è organizzato come segue:

Pagine HTML

• index.html: Pagina di simulazione della Macchina di Turing standard a singolo nastro.
• MultiTapeTuringMachine.html: Pagina per la simulazione della Macchina di Turing a 3 nastri.
• NonDeterministicTuringMachine.html: Pagina per la simulazione della Macchina di Turing non deterministica.

Ognuna di queste pagine presenta l'interfaccia utente per la simulazione della rispettiva tipologia di Macchina di Turing.

File JavaScript

• TuringMachine.js: Contiene la logica del simulatore. Questo file definisce la classe TuringMachine, che modella un oggetto di Macchina di Turing con un nastro composto da 11 celle. I metodi run() e step() permettono di inizializzare la Macchina di Turing e di eseguire ogni passo di computazione inserito nell'input della pagina. Vi sono inoltre principalmente moveHead(direction) e updateTapeDisplay(tape,headPosition) come principali metodi per gestire i movimenti del nastro al centro della pagina.
• Graph.js: Utilizza il framework d3.js per creare un grafico della computazione. Questo grafico viene visualizzato nella parte inferiore della pagina di simulazione.
• MultiTapeTuringMachine.jsha un'implementazione analoga ma adattata all'uso di 3 nastri.
• NonDeterministicTuringMachine.jspresenta (al momento) solo la possibilità di sviluppare un grafico rappresentante l'albero delle computazioni di una macchina non deterministica.

Ogni file JavaScript è strettamente integrato con la corrispondente pagina HTML per fornire una simulazione interattiva e visiva delle diverse Macchine di Turing.