A presentation -- prepared for the InfoEducation 2011 summer camp -- regarding the pragmatic uses of automata theory (especially finite state machines) in the Web context, with examples covering XML validation, REST Web services, game development, etc. The content is available in Romanian language, only.

1. Dr. Sabin Buraga
www.purl.org/net/busaco

2. validarea formularelor Web
porcii verzi

3. Cum putem valida datele
introduse de utilizator?

5. prenumele & numele vor include doar litere
adresa de email are forma cont@subdomeniu.domeniu,
unde domeniu e compus din 2—4 litere

6. $nume = $_REQUEST['nume'];
$lungime = strlen ($nume);
for ($i = 0; $i < $lungime; $i++) {
if (!este_litera (nume[$i])) {
genereaza_eroare (NUME_ERONAT);
}
}
// aparent, numele a fost introdus corect
echo ('Numele e corect...');

7. prenumele & numele vor include doar litere
(inclusiv caracterele albe + cratima)
primul caracter trebuie scris cu majuscula

8. Am putea folosi ―ceva‖
mai flexibil & ―evoluat‖?

9. litera
majuscula
slitere
sstart
final de cuvânt
≠ litere
≠ majuscule
sau ≠ litere
scorect
seroare

10. litera
majuscula
slitere
sstart
final de cuvânt
≠ litere
≠ majuscule
sau ≠ litere
scorect
seroare
automat (finit determinist)

11. litera
majuscula
slitere
sstart
final de cuvânt
≠ litere
≠ majuscule
sau ≠ litere
scorect
seroare
automat (finit determinist)

12. Automatele pot fi folosite
pentru verificarea corectitudinii
din punct de vedere sintactic

13. Cum putem reprezenta
simbolic un automat?

14. Sstart -> Majusc Slitere
Sstart -> DiferitDeMajusc Seroare
Slitere -> Litera Slitere
Slitere -> Final Scorect
Slitere -> DiferitDeLitere Seroare
Scorect -> 
Seroare -> 
Majusc -> [A-Z]
Litera -> [a-zA-Z]
...
gramatica

15. generalizând, avem:
Neterminal -> Neterminal Terminal
Neterminal -> meta-caractere (simboluri)
Terminal -> caractere “reale”
X -> Y specificând regula de productie
gramatica

16. Specificarea la nivel de program
a unor tipuri particulare de
gramatici se face via expresii regulate
(regular expressions – regex)

17. Expresii regulate
pattern-uri textuale
conform unor reguli precise,
li se pot ―potrivi‖ texte

18. Expresii regulate
caractere ―reale‖ vs. meta-caractere
uzual, meta-caracterele
substituie operatori ―speciali‖

19. . orice caracter, exceptând new-line (n)
[…] enumerare de caractere: [A-Z] [0-9]
| alternativă a mai multe forme: M|F
(…) grupare de caractere
$ final de linie
^ început de linie sau negare: [^A-Z]

20. ? 0 sau maxim 1 apariții: (web)?
* zero sau mai multe apariții: .*
+ minim 1 sau mai multe apariții: [0-9a-z]+
{…} interval de apariții: [a-zA-Z]{2,4}
{1,} ≡ +
{0,} ≡ *
{0,1} ≡ ?

21. d o cifră: [0-9]
w un caracter alfanumeric: [0-9_a-zA-Z]
s un spațiu alb: [trn f]
D orice exceptând cifre: [^0-9]
W caracter ne-alfanumeric: [^0-9_a-zA-Z]
S orice exceptând spații: [^tnr f]
b limitele unui cuvânt
B orice alt context decât limitele
unui cuvânt (interiorul unui cuvânt)
A începutul unui șir
Z sfârșitul unui șir

22. Expresia desemnând adresa de e-mail:
.+@.+.(.){2,4}

23. .+
.+
simbolul @
sstart ssub
sdom
simbolul .
orice
orice altceva (.){2,4}
orice
altceva altceva
seroare scorect

24. Expresia desemnând adresa de e-mail:
.+@.+.(.){2,4}
Hm… valori ca -@@.74 sunt considerate corecte!

25. sub validare_email {
$testmail = shift;
if ($testmail =~ / /) { return 0 };
if ($testmail =~
/(@.*@)|(..)|(@.)|(.@)|(^.)/ ||
$testmail !~
/^.+@([?)[a-zA-Z0-9-.]+.
([a-zA-Z]{2,4}|[0-9]{1,3})(]?)$/)
{
return 0;
}
else {
return 1;
}
}
expresii regulate – limbajul Perl

26. test ()
match ()
replace ()
split ()

27. var expr = new RegExp ("^[A-Z]?[a-z]+$");
$('mesaj').className = expr.test (valoare)
? 'corect' : 'eroare';
expresii regulate – limbajul JavaScript

28. Am putea valida structura
documentelor XML?

29. <!-- arbore genealogic -->
<arbore>
<persoana id="busaco" gen="M">
<prenume>Sabin-Corneliu</prenume>
<mama>
<persoana id="mama" gen="F">
<prenume>Sabina-Elena</prenume>
</persoana>
</mama>
<tata>
<persoana id="tata" gen="M">
<prenume>Radu-Corneliu</prenume>
</persoana>
</tata>
<obs>...</obs>
</persoana>
</arbore>

30. Folosind gramatici (automate),
putem valida documentele XML:
DTD (Document Type Definition)
RELAX NG

31. <!-- DTD pentru validarea arborelui genealogic -->
<!DOCTYPE arbore [
<!ELEMENT arbore (persoana+)>
<!ELEMENT persoana (prenume,mama?,tata?,obs*)>
<!ELEMENT prenume (#PCDATA)>
<!ELEMENT mama (persoana)>
<!ELEMENT tata (persoana)>
<!ELEMENT obs (#PCDATA)>
<!ATTLIST persoana
id ID #REQUIRED
gen (M|F) #IMPLIED
>
]>

32. <!-- DTD pentru validarea arborelui genealogic -->
<!DOCTYPE arbore [
<!ELEMENT arbore (persoana+)>
<!ELEMENT persoana (prenume,mama?,tata?,obs*)>
<!ELEMENT prenume (#PCDATA)>
<!ELEMENT mama (persoana)>
<!ELEMENT tata (persoana)>
<!ELEMENT obs (#PCDATA)>
<!ATTLIST persoana terminal
id ID #REQUIRED
gen (M|F) #IMPLIED
>
]>
neterminal

34. Alte scenarii de utilizare
a automatelor?

35. Transportul datelor prin Internet

36. protocol
ț ț
interfata (API)
sistem de transmisie la nivel fizic:
fir, wireless,...

37. Stabilirea & eliberarea conexiunii
sunt guvernate de un automat

38. automatul TCP (Transmission Control Protocol)

39. automatul TCP (Transmission Control Protocol)

40. (infoiasi)$ netstat -t
Active Internet connections (w/o servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State
tcp 0 0 fenrir:1548 thor:auth TIME_WAIT
tcp 0 0 fenrir:ssh thor:4008 ESTABLISHED
tcp 0 0 fenrir:ftp-data c409-27.net.infoia:2674 TIME_WAIT
tcp 0 0 fenrir:ssh c412-6.net.infoias:2508 ESTABLISHED
tcp 0 0 fenrir:pop3s xteam:64688 TIME_WAIT
tcp 0 1 fenrir:1546 mta-v12.level3.mai:smtp SYN_SENT
tcp 0 0 localhost:1544 localhost:smtp TIME_WAIT
tcp 0 540 fenrir:1541 www.cs.tuiasi.ro:www FIN_WAIT1
tcp 0 0 fenrir:ssh c409-20.net.infoia:1124 ESTABLISHED
tcp 0 0 fenrir:pop3s xteam:64682 TIME_WAIT
tcp 0 0 localhost:8008 localhost:1537 ESTABLISHED
tcp 0 1 fenrir:1533 mta-v12.level3.mai:smtp SYN_SENT
tcp 0 0 fenrir:ftp c412-11.net.infoia:1444 FIN_WAIT2
tcp 0 0 fenrir:1511 fenrir:1509 TIME_WAIT
comanda netstat permite ―spionarea‖ starilor curente
pentru fiecare conexiune TCP

41. Software bazat pe servicii Web

42. Software bazat pe servicii Web
paradigma REST
(REpresentational State Transfer)

43. Servicii Web
software oferind o functionalitate anume

44. Servicii Web
traduceri, curs valutar, meteo, cartografiere,
statistici, stocare,…

45. Servicii Web
utilizate de alte aplicatii/servicii

46. recurgerea la servicii multiple – mash-up

47. Rezultatul unei procesari
(efectuate de un serviciu Web)
conduce la obtinerea unei reprezentari
a unei resurse

48. Rezultatul unei procesari
(efectuate de un serviciu Web)
conduce la obtinerea unei reprezentari
a unei resurse
resursa = blog, fotografie, flux de stiri, program etc.

49. Rezultatul unei procesari
(efectuate de un serviciu Web)
conduce la obtinerea unei reprezentari
a unei resurse
reprezentare = HTML, JPEG, PNG, RSS, SVG,…

50. Reprezentarea e specificata
via tipuri MIME
text/html, image/png, application/xhtml+xml

51. Reprezentarile aceleasi resurse
– desemnate de un URI unic –
pot fi multiple

52. Resursa specificata de
http://vremea.la/galaciuc/
poate fi reprezentata de:
un document HTML – accesat de un browser Web
un flux Atom – utilizat de alte servicii
un document SVG – pentru listare

53. Resursa specificata de
http://vremea.la/galaciuc/
poate fi reprezentata de:
un document HTML – accesat de un browser Web
un flux Atom – utilizat de alte servicii
un document SVG – pentru listare
fiecare reprezentare are asociat un URL

54. Clientii (navigatoare Web, player-e,…)
interactioneaza cu reprezentarile
resurselor via verbe
―acceseaza‖ – GET
―modifica‖ – POST
―sterge‖ – DELETE
…

55. Orice accesare a unei reprezentari
plaseaza aplicatia – ori clientul Web –
intr-o stare ce va fi schimbata in urma
unui transfer de date
(accesarea altei reprezentari)

56. GET smesaj
sindex
POST
GET
seditor
sflux
Web-ul ca un automat

57. http://blog.info/mesaj
http://blog.info/
GET smesaj
sindex reprezentare2
(XHTML)
reprezentare1
(XHTML)
POST
GET http://blog.info/mesaj/edit
http://blog.info/stiri seditor
sflux reprezentare3
(XHTML)
reprezentare4
(Atom)

58. Transferul se realizeaza prin protocolul HTTP
Reprezentarea e modelata in HTML, JSON , XML
(sau alt format) si indicata prin MIME
Adresabilitatea se rezolva via URI

59. // invocarea asincronă (Ajax) a unui serviciu Web via jQuery
jQuery.ajax ({
type: "POST", // execută o cerere POST
contentType: "application/json; charset=utf-8",
url: "http://undeva.info/ArboreGenealogic/busaco",
data: "{...}", // date de intrare trimise serviciului
dataType: "json", // așteptăm răspunsul în format JSON
// funcție apelată la transferul cu succes
success: function(data) {
// preluăm datele, convertindu-le în HTML
$('.rezultat').html(data);
}
});

60. acces (a)sincron la rezultatele oferite
de un serviciu Web via API

61. Bun… Dar porcii verzi?

62. Am putea modela
(pe baza unui automat)
comportamentul personajelor
dintr-un joc electronic?

63. Deciziile din cadrul jocului
pot fi luate folosind un automat

64. Orice joc interactioneaza
cu minim 1 jucator uman

65. Orice joc include ―jetoane‖ discrete
– numite token-uri –
manipulate (in)direct de jucator(i)

66. Orice joc include ―jetoane‖ discrete
– numite token-uri –
manipulate (in)direct de jucator(i)
aceste token-uri sunt gestionate intern de software

67. La nivel conceptual, un joc e descris de
jucatori + token-uri

68. Token-urile pot interactiona
cu alte token-uri ori cu jucatorul

70. Comportamentul token-urilor
poate fi descris de un automat

71. automat asociat NPC-ului ―ghost‖

72. sfericit ≠lovituri
coliziuni
slovit
lovituri
lovituri
sbolnav letale
sviu smort
automat descriind comportamentul porcilor verzi

73. În ce alte contexte am putea
recurge la automate?

74. Dr. Sabin Buraga
www.purl.org/net/busaco