суббота, 16 июля 2016 г.

4.11. Конечный автомат

Урок: 4.11. Конечный автомат

Транскрибация урока: Теперь поговорим о том, как будет организован код нашего поливальщика. Я предлагаю его сделать в виде конечного автомата. Конечный автомат — это такая система, которая обладает конечным известным количеством состояний, правила перехода между которыми также конечны и фиксированы, и в каждый момент времени автомат может находиться только в одном из своих состояний. Иными словами, мы можем описать работу Поливалли так, что каждый момент он занят чем-то одним и переходит в другое состояние только по наступлении какого-то события. Для начала можно нарисовать схему. Конечный автомат удобно описывать с помощью диаграммы состояний. Это, по сути, ориентированный граф, который состоит из вершин, которые обозначают состояния, и дуг, которые обозначают переходы между состояниями. Ну, вот, я одну вершину уже нарисовал, и пусть это будет состоянием ожидания, режимом ожидания нашего поливальщика, в котором он занят тем, что проверяет датчики и проверяет приходящие к нему запросы из сети. Соответственно, если датчики говорят о том, что пора поливать — то есть наступили все климатические условия такие, что нужно полить — будем переходить в состояние «Полив» по, соответственно, событию «Изменение климата». Но мы не можем осуществить полив, если в емкости нету воды, поэтому первым делом мы будем проверять наличие воды и по событию «Кончилась вода» переходить в режим «Нет воды». Соответственно, событие, которое сюда приводит — это «Кончилась вода». Кроме этого, мы можем получить запрос на отображение данных на веб-странице, и мы тогда перейдем в состояние «Отображение данных». [БЕЗ_ЗВУКА] Кроме этого, бывает другой вид запроса, который требует принудительно полить растение, и это еще одно событие, которое приводит в состояние «Полив». [БЕЗ_ЗВУКА] Затем, как мы из всех появившихся состояний можем перейти в какие-то другие? Полив — это достаточно простое действие. Мы будем просто некоторое время лить воду. Поскольку у нас нету способа определить объем вылитой воды в данной реализации, мы просто по событию «Конец полива» будем возвращаться в режим ожидания. [БЕЗ_ЗВУКА] Точно так же, когда мы передали данные на, передали веб-страницу клиенту, по событию «Конец передачи» мы возвращаемся в режим ожидания. Я забыл подписать событие, по которому мы из ожидания переходим в отображение данных — «Запрос данных». Что делает состояние «Нет воды»: ну, во-первых, у нас будет происходить сигнализация — в этом состоянии мы будем пищать, а во-вторых, все таки, несмотря на то, что мы не можем перейти отсюда в полив, мы можем показать пользователю в сети, что у нас с датчиками. Поэтому здесь мы также будем слушать запросы из Интернета и можем перейти в состояние «Отображение данных» по запросу данных. Ну а кроме этого, мы будем постоянно проверять, не появилась ли вдруг вода и, в случае, если она появилась, будем переходить обратно в режим ожидания, где уже случится проверка, нужно ли поливать. Соответственно, это событие «Появилась вода». [БЕЗ_ЗВУКА] Вот примерно таким образом и будет работать наше устройство. Давайте теперь сделаем скелет для его кода, где будет реализован, собственно, вот этот вот автомат.

Часть: Видео

Модуль: Как полить цветок из другого города

Описание модуля: После этой недели вы сможете соединять устройство с сетью, планировать его создание заранее, управлять мощной нагрузкой и давать правильное питание вашему созданию.

Курс: Строим роботов и другие устройства на Arduino. От светофора до 3D-принтера

Описание курса: На протяжении тысячелетий люди усовершенствовали орудия труда, изучали силы природы и подчиняли их себе, использовали их энергию для работы машин, а в прошлом веке создали машины, которые могут управлять другими машинами. Теперь создание устройств, которые взаимодействуют с физическим миром, доступно даже школьнику.

Наш курс состоит из серии практических задач про создание вещей, которые работают сами: изучают мир, принимают решения и действуют – двигаются, обмениваются данными друг с другом и с человеком, управляют другими устройствами. Мы покажем, как собирать эти устройства и программировать их, используя в качестве основы платформу Arduino.

Пройдя этот курс, вы сможете создавать устройства, которые считывают данные о внешнем мире с разнообразных датчиков, обрабатывают информацию, получают и отправляют данные на ПК, в Интернет, на мобильные устройства, управляют индикацией и движением. Создание устройств будет включать проектирование, изучение компонентов, сборку схем, написание программ, диагностику. Попутно с созданием самих устройств вы сделаете визуализацию на ПК, создадите веб-страницу, которую будет демонстрировать одно из ваших устройств, а также разберетесь с устройством и работой FDM 3D-принтера.

Помимо тех, кто увлекается робототехникой или стремится расширить кругозор и свои навыки, курс будет полезен всем, кто сталкивается с задачами бытовой и производственной автоматизации, а также занимается промышленным дизайном, рекламой и искусством.

Курс не требует специальных знаний у слушателей, доступен даже ученикам старших классов средней школы. Плюсом будут навыки программирования и владение английским языком на уровне чтения технической документации, однако обязательным это не является.

Весь курс посвящен практике и самым лучшим решением для вас будет раздобыть электронику, повторять показанные примеры и экспериментировать самостоятельно.

Программа:
  • Неделя 1 Один старый и много новых знакомых
  • Неделя 2 Контроллер изучает мир
  • Неделя 3 Цель обнаружена
  • Неделя 4 Как полить цветок из другого города
  • Неделя 5 Мобильный робот
  • Неделя 6 Как создать новый предмет за час
Преподаватель: Алексей Перепелкин (1), Дмитрий Савицкий (2)

Описание преподавателя: (1) Алексей Перепёлкин занимается развитием робототехники на базе ЛИОТ МФТИ. В 2012 году открыл для себя новое захватывающее чувство – когда устройство, которое сам построил и запрограммировал, работает. Свернул с финансовой дорожки и создал кружок робототехники для подростков. Готовил их к соревнованиям. Стал посещать конференции, а затем проводил мастер-классы для тех, кто тоже хочет организовать занятия. Совместно с коллегами в 2013 году разработал новые соревнования – Робопрофи – для конкурса Робот для жизни и провел их. В 2014 году впервые провел Arduino-номинацию на фестивале Робофест, а для российского финала Russian Robot Olympiad 2014 сделал творческую категорию. С тех пор эти соревнования стали регулярными. Летом 2014 провел двухнедельную мастерскую в детском лагере Никола-Ленивца, а затем преподавал в выездной школе, посвященной программированию и робототехнике, которую провели ABBYY и Яндекс. В 2015 году стал руководителем направления робототехники в GoTo Camp, выездных школах, где участники создали десятки проектов, от прототипов умных домов и операторских тележек до робота-бубниста и принтера для незрячих. В 2014 году с коллегами начал проект Роболабы: мероприятия для школьников и студентов, где участники параллельно решают усложненные задачи, а затем проводят рефлексию сделанной работы и оценивают чужие в ходе серии мероприятий.

(2) Физик, научный сотрудник, выпускник МФТИ. Запустил кружок робототехники в 2011 году. Рассказал Алексею Перепелкину о том, как здорово вести кружок робототехники. Рассказал об этом еще целому ряду людей. Побеждал со своими командами на соревнованиях. Проводил проектную работу с участниками исследовательской выездной школы МКШ с 2013 года, где руководил реализацией физических и робототехнических проектов, например, «Вслед за солнцем», в котором изучалась эффективность динамической ориентации солнечных батарей на солнце. Вместе с коллегами разрабатывал и был судьей Робопрофи. Участвовал в подготовке проекта Роболабы. Вновь пришел в МФТИ для проведения факультативного курса «Основы создания киберфизических устройств»

Организатор: Лаборатория инновационных образовательных технологий МФТИ (1), Лаборатория инновационных образовательных технологий МФТИ (2)

Описание организатора: (2) Московский физико-технический институт (неофициально известный как МФТИ или Физтех) является одним из самых престижных в мире учебных и научно-исследовательских институтов. Он готовит высококвалифицированных специалистов в области теоретической и прикладной физики, прикладной математики, информатики, биотехнологии и смежных дисциплин. Физтех был основан в 1951 году Нобелевской премии лауреатами Петром Капицей, Николаем Семеновым, Левом Ландау и Сергеем Христиановичем. Основой образования в МФТИ является уникальная «система Физтеха»: кропотливое воспитание и отбор самых талантливых абитуриентов, фундаментальное образование высшего класса и раннее вовлечение студентов в реальную научно-исследовательскую работу. Среди выпускников МФТИ есть Нобелевские лауреаты, основатели всемирно известных компаний, известные космонавты, изобретатели, инженеры.

Категория: Компьютерные науки

Описание категории: Специализации и курсы по компьютерным наукам посвящены разработке и дизайну программного обеспечения, алгоритмическому мышлению, человеко-компьютерному взаимодействию, языкам программирования и истории вычислительной науки. Курсы в этой широкой области помогут вам мыслить абстрактно, методически подходить к проблемам и вырабатывать качественные решения.

Тематика: Разработка ПО

Материал: