Essência dos computadores - IME-USP

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QUAL É A ESSÊNCIA DOS
COMPUTADORES?
Valdemar W. Setzer
Depto de Ciência da Computação
IME-USP
www.ime.usp.br/~vwsetzer
google: valdemar setzer
(Esta apresentação está no site)
Versão de 19/8/14

Valdemar W. Setzer: Essência dos computadores

19/8/14

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Índice
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.

13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.

O ser humano é uma máquina?
O que é a "essência" de um objeto?
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas.
O que são dados?
O que é informação?
O que é conhecimento?
O que é competência?
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade.
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par.
Exercícios.
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
O ser humano é uma máquina?

Valdemar W. Setzer: Essência dos computadores

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1. O ser humano é uma máquina?
Favor responder

SIM ou NÃO
no papelzinho

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1. O ser humano é uma máquina? (cont.)
SIM NÃOTOTAL %SIM

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

18/09/02 UFMT, Cuiabá (BCC)
25 21
09/09/02 Facs. Dom Domênico, Guarujá (grad)
26 54
25/09/02 PUC, SPaulo (pós G Jornalismo)
6
7
12/05/03 UNOESTE, Pres. Pruente (grad SI e CC)
17 20
30/05/03 IC Unicamp (pós Gr CC)
12 24
25/08/03 UNESP, Rio Claro (BCC)
13 11
28/08/03 UNISO, Sorocaba (Bach Sist Info)
73 105
15/09/03 Centro de Cultura Judaica, SPaulo (#)
10 10
17/09/03 CEFET, Alagoas, Maceió (Tecnol. PD)
76 60
25/09/03 Centro Cultural Itaú, SPaulo (#)
25 48
12/11/03 Faculdades SENAC, SPaulo (BCC)
13
9
21/10/04 UNIP, cp. Indianópolis, SPaulo (BCC, EC...) 56 32
20/10/05 UNESP, Rio Claro (BCC)
13 18
18/08/08 UNISA, São Paulo (grad SI)
42 29
15/09/08 UNISAL, Americana (grad SI, AS)
44 36
07/10/09 UNOESTE, Presidente Prudente (BCC)
32 29
# - Público geral
Totais/média 458 513

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46
80
13
37
36
24
178
20
136
73
22
88
31
71
80
61
971

54
33
46
46
33
54
41
50
56
34
59
64
42
59
55
52
47
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1. O ser humano é uma máquina? (cont.)
Desculpem, mas a pergunta estava
E R R A D A:
 Popularmente, toda máquina é um artefato
projetado e construído por seres
humanos
 Eventualmente

com a ajuda de outras

máquinas

 QUEM projetou e construiu cada ser

humano?
 Certamente não um outro ser humano
 Muito menos com a ajuda de outras máquinas
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1. O ser humano é uma máquina? (cont.)
Pergunta CORRETA:
O ser humano
é um sistema puramente físico?
Durante a palestra, vou usar a expressão
comum (entre leigos e cientistas), errada,
de o ser humano ser ou não uma máquina

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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto?
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas.
O que são dados?
O que é informação?
O que é conhecimento?
O que é competência?
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade.
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par.
Exercícios.
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
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15.
16.
17.
18.

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2. O que é a "essência" de um objeto?
 O que vocês estão percebendo

visualmente na entrada da sala?
 Todos responderam: “uma porta”
 Todos estão errados:
 O que se percebe visualmente são

IMPULSOS LUMINOSOS

 E a “porta”?
 É um conceito
 Não é perceptível sensorialmente
 Esse conceito é a ESSÊNCIA do objeto

 Qual é a ESSÊNCIA dos computadores?
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas.
O que são dados?
O que é informação?
O que é conhecimento?
O que é competência?
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade.
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par.
Exercícios.
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
2.
3.
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3. O que faz um computador?
Comparação com outras máquinas
Outras
máquinas

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Computadores

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3. O que faz um computador?
Comparação com outras máquinas
Outras
máquinas

Computadores

Transformam,
transportam,
armazenam

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3. O que faz um computador?
Comparação com outras máquinas
Outras
máquinas
Transformam,
transportam,
armazenam

Computadores

Matéria,
energia

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3. O que faz um computador?
Comparação com outras máquinas

Transformam,
transportam,
armazenam

Outras
máquinas

Computadores

Matéria,
energia

Dados

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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados?
O que é informação?
O que é conhecimento?
O que é competência?
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade.
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par
Exercícios.
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
2.
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4. O que são dados?
Dados são representações simbólicas
quantificadas ou quantificáveis
 Quantificáveis:
 Depois de quantificar algo e reproduzi-lo, o

resultado é indistinguível do original

 Exemplos:
 Texto, fotos, animação
 Uma árvore é quantificável???
 NÃO!

 Puramente sintáticos (estruturais)
 Computadores só processam dados
 São máquinas sintáticas
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação?
O que é conhecimento?
O que é competência?
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade.
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par
Exercícios.
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
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5. O que é informação?
Algo que está incorporado mentalmente como
conceito, e é compreendido
 Exemplos:
 Previsão do tempo: “Vai chover amanhã”
 O que incorporamos mentalmente quando sentimos

uma dor ou frio, relativo a eles

 Informação envolve compreensão
 Compreensão envolve semântica
 Computadores são máquinas sintáticas
 Portanto, os computadores NÃO processam
informações
 Processam dados
 Não “compreendem” absolutamente nada
 A expressão “informática” está errada!
 Devia ser “dadática” ou “dadótica”

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5. O que é informação? (cont.)
 Contra-exemplo:
Город

Температура вчера
(градусов по Фаренгеит)

Париж

59/71,6

Рио

69,8/84,2

Лондон

51,8/62,5
21,2/48,2

Мockba

 Para quem não entende russo, esses são

dados, e não informação!
 Depois de entender, vira informação
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento?
O que é competência?
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade.
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par
Exercícios.
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
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6. O que é conhecimento?
Uma vivência incorporada interiormente
 Exemplo:
 Visitar Paris
 Informação: estudar sobre Paris

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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência?
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade.
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par
Exercícios
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
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7. O que é competência?
Ser competente é ter a capacidade de
realizar algo útil, já tendo demonstrado isso
 Exemplo: já ter servido de guia em Paris
Competência sempre envolve uma
habilidade em uma área de conhecimento
 Exemplo: ser competente em leitura em
inglês
Ver meu artigo “Dado, informação,
conhecimento e competência”, em meu site
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7. O que é competência? (cont.)
Portanto,
uma
das
essências
dos
computadores é que eles processam dados,
e não informações, conhecimento ou
competência

Vamos ver mais um aspecto da essência
dos computadores
 Para isso, vamos inicialmente reduzir os
computadores à sua expressão mais
simples
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade.
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par
Exercícios
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
2.
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8. Qual o computador mais simples?
 Um critério de simplicidade:

Número de tipos de instruções
 PC tem centenas de tipos de instruções
 Qual é o número mínimo de tipos de
instruções que um computador deve ter
para fazer qualquer processamento de
dados, excluindo uso de dispositivos de
entrada/saída?
 Com isso, adquirimos mais informação sobre

a essência dos computadores
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing.
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par
Exercícios
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
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9. A Máquina de Turing
É uma máquina abstrata (autômato formal),
com a seguinte configuração:

...

b

b

#

1

0

0

1

#

b

b

b

...

L/G

CONTROLE
FINITO

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito:
1. Tem um número finito de estados

s3
s1

...
s2

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
2. Está somente em um único estado em
cada instante

s3
s1

...
s2

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sn

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
2. Está somente em um único estado em
cada instante

s3
s1

...
s2

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sn

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
3. Estando em um estado, pode mudar para
outro estado, ou mudar para o mesmo
estado
Instante t1:

s3
s1

...
s2

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sn

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
3. Estando em um estado, pode mudar para
outro estado, ou mudar para o mesmo
estado (cont.)
Instante t2:
s3

s1

...
s2

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sn

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
3. Estando em um estado, pode mudar para
outro estado, ou mudar para o mesmo
estado (cont.)

s3
s1

...
s2

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sn

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
3. Estando em um estado, pode mudar para
outro estado, ou mudar para o mesmo
estado (cont.)
Instante t1:
s3

s1

...
s2

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sn

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
3. Estando em um estado, pode mudar para
outro estado, ou mudar para o mesmo
estado (cont.)
Instante t2:
s3

s1

...
s2

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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
4. Uma transição entre de um estado si para outro
(ou para o mesmo) estado é feita da seguinte
maneira, nessa sequência:
4.1 É lido um símbolo da fita e escolhida a transição
marcada com esse símbolo
...

b

b

#

1

0

0

1

#

b

b

b

...

sj

L/G

si
CONTROLE
FINITO

sk
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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
4. Uma transição entre de um estado si para outro
(ou para o mesmo) estado é feita da seguinte
maneira, nessa sequência (cont.):
4.2 Na célula onde está a cabeça é gravado o símbolo
indicado na transição
...

b

b

#

1

0

0

1

#

b

b

b

...

sj

L/G

si
CONTROLE
FINITO

sk
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Slide 38

9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
4. Uma transição entre de um estado si para outro
(ou para o mesmo) estado é feita da seguinte
maneira, nessa sequência (cont.):
4.2 Na célula onde está a cabeça é gravado o símbolo
indicado na transição (cont.)
...

b

b

#

x

0

0

1

#

b

b

b

...

sj

L/G

si
CONTROLE
FINITO

sk
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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
4. Uma transição entre de um estado si para outro
(ou para o mesmo) estado é feita da seguinte
maneira, nessa sequência (cont.):
4.3 A cabeça é movida de acordo com a marca de
movimento indicada na transição (E ou D)
...

b

b

#

x

0

0

1

#

b

b

b

...

sj

L/G

si
CONTROLE
FINITO

sk
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Slide 40

9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
4. Uma transição entre de um estado si para outro
(ou para o mesmo) estado é feita da seguinte
maneira , nessa sequência (cont.):
4.4 É feita a mudança para o estado indicado na
transição
...

b

b

#

x

0

0

1

#

b

b

b

...

sj

L/G

si
CONTROLE
FINITO

sk
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9. A Máquina de Turing (cont.)
Características do controle finito (cont.):
Portanto, uma transição é definida por uma 5-tupla
ordenada, p.ex. (si, #, #, E, sj), (si, 1, x, D, sk), etc.

sj
si
sk

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9. A Máquina de Turing (cont.)
(si, 1, a, D, sk)
próximo estado
movimento da cabeça
símbolo a ser gravado
símbolo lido
estado atual

sj

5. Há um estado inicial

si
sk
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9. A Máquina de Turing (cont.)
6. Há um conjunto de estados finais

sj
si
sk

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9. A Máquina de Turing (cont.)
6. Portanto, o controle finito pode ser definido
por uma 5-pla ordenada
(S, si , SF, A, T)
Função multivalente de transição
Alfabeto (conjunto finito) da fita
Conjunto de estados finais
Estado inicial
Conjunto finito de estados
onde si  S,
SF  S,
T: S x A → A x M x S,
M = {E, D}
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9. A Máquina de Turing (cont.)
7. Um processamento de uma MT inicia com a
cabeça em uma certa célula da fita e o controle
no estado inicial; as transições vão sendo
seguidas até que
7.1 A máquina atinja um estado final
ou
7.2 Em um estado que foi atingido, não há
transição definida para o símbolo de entrada
quando então se diz que essa MT parou.
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par.
Exercícios.
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
2.
3.
4.
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6.
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8.
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10. Exemplo de uma Máquina de Turing
Problema: verificar a paridade de um número
binário
Entrada:
Resultado:
...

b b # 1

0 1 0

...

b b # 1

0 1

# b

1 #

b

b b

...

...

b

...

...

b b

b # 1 0 1 0 P A R # b b

# 1 0 1 1

...

I M P A R # b

b

...

Algoritmo: 1. Ir uma célula para a direita; 2. pular à direita
todos os 1s e 0s até encontrar um #; 3. Voltar uma para a
esquerda; 4.1 Se for 0, ir para a próxima à direita e gravar
P, A, R, #; 4.2 Se for 1, ir para a próxima à direita e gravar I,
M, P, A , R, #.
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10. Exemplo de uma Máquina de Turing (cont.)
...

b b # 1

0 1 0

# b

b

...

...

b b # 1 0 1 0 P A R # b b

...

1,1,D
#,#,D

#,#,E

0,0,D

1,1,D

#,P,D

b,P,D

b,A,D

b,R,D

0,0,D

#,I,D

b,M,D
b,#,D

Diagrama de Estados
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios.
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
2.
3.
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11. Exercícios
Desenhar os diagramas de estados de MTs para:
1. Multiplicar um número binário por 2:
#11001# → #110010#

2. Somar dois números unários:
#111+11111=# →
→#111+11111=11111111#
(considerar também os nulos!)
3. Verificar se numa cadeia de a’s e b’s há o
mesmo número de a’s do que de b’s:
#abaabb#→#abaabb#SIM#
#ababaab#→#ababaab#NÃO#
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11. Exercícios (cont.)
4. Repetir um dos exercícios anteriores com
a entrada sem os marcadores de início e
fim da cadeia de entrada, p.ex.
111+11111= →
→ 111+11111=11111111

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Índice
1.
2.
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15.
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18.
19.
20.

O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT.
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
O ser humano é uma máquina?

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12. Características da MT
 A MT NÃO CALCULA!
 A ÚNICA coisa que ela faz é escolher
logicamente uma transição, e nela mudar um
símbolo da fita, mover a cabeça e passar para
outro estado
 A MT NEM MESMO COPIA símbolos de um

lugar para outro na fita!
 A “memória” de uma MT é representada
pelo que é gravado na fita e pelo estado
em que ela se encontra (que pode indicar
uma seqüências de estados anteriores)
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12. Características da MT (cont.)
 Essencialmente, uma MT simplesmente

manipula símbolos matematicamente
 Essa é a essência fundamental de qualquer

computador!
 Ex.: um computador não soma – ele combina

símbolos para dar o resultado esperado para cada
soma
 Como fica claro no exercício da soma unária

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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT. 
Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
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13. Quantos tipos de instruções tem uma MT?
Um PC tem centenas de tipos
E a Máquina de Turing???
 Um único tipo de instrução!!!
A 5-tupla ordenada que descreve uma

transição):
(si, 1, a, D, sk)
próximo estado
movimento da cabeça
símbolo a ser gravado
símbolo lido
estado atual

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13. Quantos tipos de instruções tem uma MT? (cont.)

O que pode ser feito com esse único tipo de
instrução?

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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT. 
Quantos tipos de instruções tem uma MT? 
Tese de Church-Turing.
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
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14. Tese de Church-Turing (1936)
“Se existe um algoritmo para calcular uma função
matemática, essa função pode ser calculada por
uma Máquina de Turing”
 Isto é, com uma MT pode-se fazer qualquer

processamento de dados
 pois isso equivale a calcular uma função

matemática

 Portanto, um só tipo de instrução permite que se

faça qualquer processamento de dados!
 Mais uma essência dos computadores!
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT. 
Quantos tipos de instruções tem uma MT? 
Tese de Church-Turing. 
Por que Alan Turing desenvolveu a MT?
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
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15. Por que Alan Turing desenvolveu a MT?

Ele queria resolver uma conjectura de David
Hilbert (1928), o Enstscheidungsproblem
(problema da decisão, ou da decidibilidade):
Todo problema matemático bem
formulado pode ser resolvido
Turing provou que existem problemas
matemáticos que não podem ser resolvidos,
isto é, são indecidíveis (não se sabe se têm
ou não solução)
 Inventou a MT, e provou que existem MTs
para as quais não se pode provar que param
para qualquer dado de entrada (1937)
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15. Por que Alan Turing desenvolveu a MT? (cont.)

O PROBLEMA DA PARADA (HALTING PROBLEM)
Sejam 3 programas de computador P1, P2 e P3.
1. P2 examina P1 como dado de entrada e dá o
resultado PARA se P1 para; dá NÃO PARA se P1
tem uma malha (loop) infinita.
2. P3 ativa P2 dando um programa qualquer, como
P1, como dado de entrada e examina sua saída. Se
P2 der PARA, P3 volta para o começo (entra em
malha [loop]). Se P2 der NÃO PARA, P3 para.
3. P3 ativa P2 dando P3 como dado. Se P2 der PARA
(isto é, deduz que P3 para), então P3 vai voltar para
o começo, isto é, não para, o que é uma
contradição. Se P2 der NÃO PARA (deduz que P3
não para) então P3 para, também uma contradição.
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15. Por que Alan Turing desenvolveu a MT? (cont.)

P3 é bem definido (examina a saída de P2)
Portanto, a contradição é devida a P2, isto é, é
impossível desenvolver um programa P2 que
aceite como dado de entrada qualquer programa
P1 e decida se ele vai parar para qualquer dado de
entrada.
Assim, é impossível desenvolver um procedimento
matematicamente bem definido (o programa P2)
que examine qualquer programa e decida se ele
vai ou não parar para qualquer dado de entrada.
Dessa maneira Turing mostrou que existem
problemas matematicamente bem definidos que
não têm solução (são indecidíveis).
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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT. 
Quantos tipos de instruções tem uma MT? 
Tese de Church-Turing. 
Por que Alan Turing desenvolveu a MT? 
A MT universal.
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
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16. A Máquina de Turing Universal
É uma MT U que aceita na fita a descrição
de uma MT M e seus dados de entrada, e
simula o funcionamento dessa máquina M
 Dada suficiente capacidade de
armazenamento de dados, qualquer
computador pode simular qualquer outro
computador
 Nesse sentido, os computadores são

máquinas universais
 Outra essência fundamental dos computadores

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Índice
O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT. 
Quantos tipos de instruções tem uma MT? 
Tese de Church-Turing. 
Por que Alan Turing desenvolveu a MT? 
A MT universal. 
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing.
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
1.
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17. Máquinas podem ser inteligentes?
 Depende do critério de inteligência
 Ver meu artigo em meu site
 “IA - Inteligência Artificial ou Imbecilidade Automática? As

máquinas podem pensar e sentir?”

 Ex: jogar xadrez
 Ver meu artigo
 “Reflexões sobre xadrez eletrônico”

 Não é um bom critério
 Quantas pessoas inteligentes não jogam xadrez?

 Alan Turing sugeriu o Teste de Turing (1950)
 Chamou de “Imitation game”
 Uma pessoa fazer perguntas e descobrir se o
interlocutor é uma pessoa ou um computador
 Concurso anual: Loebner Prize Competition
 Não há nenhuma esperança de que um programa
passe o TT (Ray Kurzweil prevê para 2029: “besteirol”)
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O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT. 
Quantos tipos de instruções tem uma MT? 
Tese de Church-Turing. 
Por que Alan Turing desenvolveu a MT? 
A MT universal. 
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing. 
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença.
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
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18. Inteligência e pensamento
 Claramente, a inteligência depende do

pensamento
 Não se tem dado a devida importância ao

pensamento
 Ver Rudolf Steiner, A Filosofia da Liberdade

 Característica fundamental:
 Liberdade no pensamento
 Não pode ser provada, mas pode ser
vivenciada
 Ex.1: Pensar em 2 números “bobos”;

Escolher um deles e pensar só nele.
 Ex. 2: Movimento horizontal do braço.
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18. Inteligência e pensamento (cont.)
 Admitindo-se, baseado em experiência
própria, que o pensamento pode ser livre,
(na verdade, na decisão sobre o pensar,
isto é, na vontade – livre arbítrio) deve-se
concluir que
 As máquinas JAMAIS pensarão como os

seres humanos
 Pois as máquinas estão sujeitas às “leis” da

natureza, e estas são inexoráveis, sempre valem
 Da matéria não pode advir liberdade!
 Há algo dentro de nós que não segue as leis físicas
 ATENÇÃO: Isso é uma HIPÓTESE DE TRABALHO, e não uma
crença
» Baseada em observação interior
» E na teoria a ser vista no item 19
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18. Inteligência e pensamento (cont.)
 Admitindo-se, baseado em experiência própria,

que o pensamento pode ser livre, deve-se
concluir que (cont.)
 Computadores podem simular pensamentos humanos,

mas só os matemáticos, lógico-simbólicos,
algorítmicos
 Computadores jamais terão a inteligência humana

 Os computadores são máquinas universais e os

sentimentos são absolutamente subjetivos e
individuais
 Portanto eles jamais terão os sentimentos humanos
 Filmes Artificial Intelligence (Spielberg) e Bicentennial

Man (Columbus) são “besteiróis”

 Ver meu artigo sobre IA
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O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT. 
Quantos tipos de instruções tem uma MT? 
Tese de Church-Turing. 
Por que Alan Turing desenvolveu a MT? 
A MT universal. 
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing. 
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença. 
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos.
20. O ser humano é uma máquina?
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19. Transições não deterministas
Minha teoria de como algo não-físico pode
influenciar algo físico:
TRANSIÇÕES NÃO DETERMINISTAS
 Na Máquina de Turing:
sj
si

sk
Onde sj ≠ sk e/ou y ≠ z e/ou M1 ≠ M2
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19. Transições não deterministas (cont.)
Exemplos possíveis nos seres vivos:
 Um gene → várias proteínas
 Atenção: o que importa nos seres vivos são

as proteínas, e não o DNA!
 Ver meu artigo “Desmistificação da onda do DNA”

 Uma célula em um certo estado
(a) Pode permanecer como está
(b) Pode começar a se subdividir (meiose, mitose)
(c) Pode começar a morrer (apoptose)
(a)

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19. Transições não-deterministas (cont.)
Exemplos possíveis nos seres vivos (cont.):
 Neurônios
 Com a mesma excitação (entrada), às vezes

disparam, outras vezes não
 A rede de neurônios no cérebro
 com 86 bilhões deles,
 e trilhões de sinapses (conexões entre eles)
 sem sincronismo dos sinais
 Sistemas biológicos são imprecisos
 deveria gerar apenas ruído!

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19. Transições não deterministas (cont.)
 A escolha de uma transição não

determinista não requer energia
 Aí o elemento não físico de cada ser vivo

pode atuar no crescimento e regeneração
dos tecidos
 E em outras funções fisiológicas
 Nos seres humanos ainda as mentais (pensar, sentir,
querer, memória, consciência e autoconsciência)

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19. Transições não deterministas (cont.)
 Aparentemente, durante o crescimento e a

regeneração dos tecidos são seguidos
MODELOS

(Notar como as bordas das partes das folhas da costelade-Adão, Monstera deliciosa, seguem uma curva
característica)
 Mas esses modelos são mentais, não são

físicos
 Por isso podemos reconhecê-los com nosso pensamento!

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19. Transições não deterministas (cont.)
 Simetrias nos seres vivos

(Vistas de uma Adelpha capucinus velia; notar as fantásticas
simetrias de formas e cores [1])
[1] http://revistapesquisa.fapesp.br/2010/04/19/borboletas-em-frente-e-verso/

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O ser humano é uma máquina? 
O que é a "essência" de um objeto? 
O que faz um computador? Comparação com outras máquinas. 
O que são dados? 
O que é informação? 
O que é conhecimento? 
O que é competência? 
Qual o computador mais simples? Um critério de simplicidade. 
A Máquina de Turing. 
Exemplo de MT: verificar se um número binário é par. 
Exercícios. 
Características da MT. 
Quantos tipos de instruções tem uma MT? 
Tese de Church-Turing. 
Por que Alan Turing desenvolveu a MT? 
A MT universal. 
Máquinas podem ser inteligentes? O Teste de Turing. 
Inteligência e pensamento. A liberdade do pensamento. Hipótese vs.
crença. 
19. Transições não-deterministas na MT e em seres vivos. 
20. O ser humano é uma máquina?
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20. O ser humano é uma máquina?
Baseada em minhas hipóteses de trabalho e em
minhas teorias, a minha resposta é
NÃO
ATENÇÃO: isso não é devido a crença ou fé, é
resultado de uma atitude científica!
A atitude científica, correta hoje em dia, envolve:
 Procurar compreender
 Basear-se objetivamente em evidências
interiores e exteriores
 Expressar idéias por meio de conceitos claros
 Não ter preconceitos
Ver meu artigo
“Ciência, religião e espiritualidade”
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20. O ser humano é uma máquina? (cont.)
PRECISAMOS URGENTEMENTE MUDAR A
MENTALIDADE, POIS
 Estamos destruindo a natureza
 E o ser humano!!!

Da matéria não podem advir
 Liberdade
 Dignidade
 Responsabilidade
 Respeito
 Sentido para a vida
Ver meu artigo “Consequências do materialismo”
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20. O ser humano é uma máquina? (cont.)
Portanto, é preciso abandonar a mentalidade
materialista
 Sem cair em crença, misticismo,
fundamentalismo, etc.
isto é,
 preservando a atitude científica

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20. O ser humano é uma máquina? (cont.)
O computador é a mais potente metáfora para a
idéia de que o ser humano é uma máquina
 e, portanto, para o materialismo
Somente conhecendo e compreendendo a
essência dos computadores e dos seres humanos
é que se podem colocá-los em seu devido lugar, e
abandonar a mentalidade materialista de que o ser
humano é uma máquina
 Darwinismo: o ser humano é um animal
Abriu o caminho para o passo seguinte:
 Inteligência Artificial: o ser humano é uma
máquina (ou melhor, um sistema puramente
físico)
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FIM

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QUAL É A ESSÊNCIA DOS
COMPUTADORES?
Valdemar W. Setzer
Depto. de Ciência da Computação
IME-USP
www.ime.usp.br/~vwsetzer
google: valdemar setzer
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