Node Network

Programmi una griglia di computer molto piccoli. Ogni nodo esegue la propria breve lista di istruzioni e può comunicare solo con i vicini adiacenti, passando i valori attraverso le porte: un numero che deve attraversare la griglia deve essere inoltrato manualmente, nodo per nodo.

• Ogni nodo ha un accumulatore e una manciata di istruzioni: sposta un valore, somma, sottrai, salta.
• Un nodo può leggere da o scrivere verso il vicino sopra, sotto, a sinistra o a destra, oppure verso i flussi di input e output.
• Le porte si bloccano. Un nodo che scrive a destra attende semplicemente che il nodo alla sua destra legga dalla sua sinistra.
• Questo significa che due nodi devono accordarsi nel tempo, non solo nel valore.
• Se un intero ciclo passa senza che nessuno faccia progressi e qualcuno è ancora in attesa, la griglia è in deadlock.
• Il puzzle è risolto quando il flusso di output corrisponde al target richiesto dal livello.

• Desktop: digita il codice nella casella di testo di ciascun nodo, scegli un livello dal menu a tendina, poi premi Esegui
• Telefono e tablet: funziona, ma è fortemente consigliata una tastiera esterna per scrivere il codice

• Quotidiana: un puzzle condiviso generato in base alla data odierna
• Esercitazione: cicla attraverso input casuali nuovi con il pulsante Nuovo

• Progetta il percorso prima dell'aritmetica. La maggior parte dei fallimenti è dovuta a valori che non riescono ad arrivare dove devono, non a somme errate.
• Due nodi che si aspettano a vicenda è il classico deadlock. Se entrambi scrivono l'uno verso l'altro prima che uno legga, nessuno dei due si muoverà mai.
• Mantieni il traffico in un'unica direzione dove possibile. Una griglia con una direzione coerente è molto più facile da analizzare rispetto a una con valori che si incrociano.
• Usa un nodo come relè puro quando necessario. Fare nient'altro che passare un valore lungo è un compito legittimo e spesso indispensabile.
• Leggi il nodo bloccato, non la risposta errata. Quando l'output si blocca, l'informazione utile è quale nodo è in attesa e per chi.

Node Network è un puzzle di programmazione parallela sulla trasmissione di messaggi e sull'evitare i deadlock in una mesh di processori.

• Competenze: programmazione parallela e concorrente, trasmissione di messaggi, evitamento dei deadlock
• Ideale per: circa classi 9-12 (età 14+)
• Per genitori e insegnanti: concorrenza e deadlock, in pratica.

Una griglia di computer piccolissimi, ciascuno con una propria breve lista di istruzioni e in grado di comunicare solo con i vicini immediatamente accanto, è TIS-100, Zachtronics, luglio 2015, che ambientava i suoi rompicapi su un'immaginaria macchina corrotta degli anni Settanta.

Il vincolo insegnato è reale e centrale nel calcolo parallelo: senza memoria condivisa, un valore che deve attraversare la griglia va inoltrato a mano, nodo per nodo, tramite lo scambio di messaggi.

Ed è inoltrando a mano che si incontra il deadlock: due nodi che aspettano ciascuno l'altro, entrambi fermi per sempre. È un bug che non si può davvero spiegare alla lavagna, perché tutta la difficoltà sta nel fatto che ogni nodo, preso singolarmente, si comporta correttamente.

Node Network è un puzzle di programmazione parallela sulla trasmissione di messaggi e sull'evitare i deadlock in una mesh di processori. È un gioco browser originale e gratuito sviluppato internamente per PlayPendium.

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