Moon es un juego de mesa especialmente recomendado para aquellas personas que quieran aprender el aparentemente complejo funcionamiento de un ordenador. Ideal para entender la manera de resolver los problemas y tomar las decisiones según actúa una computadora. En otras palabras: aprenderemos conceptos básicos de la denominada lógica computacional. Y aprenderemos, de paso, algo no menos importante: a contar en binario.
¿Qué encontrarás en este artículo?
UN POQUITO DE HISTORIA
En 1969 módulo lunar Eagle se posaba en la superficie de la Luna. Ese era un hito histórico y, consecuentemente, millones de personas en el mundo estuvieron atentas. Pero lo que no sabe mucha gentes es que durante los 3 minutos previos al instante varias alarmas se encendieron en la computadora de a bordo. Un sistema de radar, que debería estar apagado en esa fase, seguía encendido. Enviaba señales erróneas y saturaba al ordenador, que debía centrar sus recursos en otras operaciones a fin de llevar a buen término el alunizaje. Recordemos que dicha computadora tenía una capacidad de cálculo inferior a una calculadora científica de las que usamos hoy en día. Aún así, el software de la computadora fue capaz de detectar esa intromisión debida a un mal funcionamiento. También suficientemente inteligente como para detectar que debía centrar sus esfuerzos en una tarea prioritaria.
Más de 30 años después la NASA reconoció el mérito de Margaret Hamilton. Hamilton era la directora del centro de ingeniería del software del MIT. Dicha entidad era la responsable de desarrollar los programas usados en todo el programa APOLLO. La labor de esta matemática e ingeniera del software, junto a su equipo y el del resto de equipos, fue fundamental para muchos de los pasos que se dieron en la carrera espacial.
MOON – EL JUEGO DE MESA
- Nº personas: 1-4
- Edad: +10 años
- Tiempo: 15-30 minutos
- Editorial: Autoeditado en proyecto conjunto con la Universidad de Deusto y cofinanciado por el programa Erasmus+ de la Unión Europea
- Autoría: Pablo Garaizar
- Cómo conseguirlo: Puedes descargarlo, jugar online o ver puntos de venta en su web.
En Moon nosotros interpretaremos el papel de ese software que Hamilton y su equipo crearon. Durante la partida tendremos encima del tablero:
- Esquema que representa los componentes físicos del ordenador.
- Conjunto de instrucciones que podremos combinar para emular las instrucciones que ejecuta un ordenador.
- Unas fichas que indican el nivel de energía disponible para realizar las instrucciones.
- Un conjunto de resultados que deberemos alcanzar.
El objetivo del juego es resolver todos las cartas de objetivo del mazo. Estas cartas contienen una combinación de luces encendidas y apagadas que deberemos replicar en el tablero central. Las luces del tablero central se modifican a través de diferentes operaciones que tienen un coste de energía distinto (cuanto más complejas, menos energía cuestan).
Consecuentemente si conseguimos completar la totalidad de los objetivos que nos irán saliendo, habremos alunizado correctamente. En caso contrario… bueno, igual habrá que mandar una segunda misión a la Luna.
FUNCIONAMIENTO DEL JUEGO
En primer lugar deberemos tomar nota de los componentes del juego, que son múltiples y variados.
Por una parte tenemos las cartas de los bits, que tienen un circulo vacío por una cara y relleno en la otra. En el caso de estar apagados (es decir que indican un valor que corresponde a 0) estarán con el circulo vacío cara arriba y en el caso de estar encendidos (es decir que indican un valor equivalente a 1) estarán con el círculo relleno.
Con un juego de 16 cartas ordenadas en un cuadrado de 4×4 elaboraremos el conjunto de registros A, B, C y D. Es decir, cada hilera de 4 bits conformará un registro. Un registro es un espacio de memoria que almacena la información de un conjunto de bits. Si tuviéramos 8 bits tendríamos un byte, pero eso es ya una nota cultural para nota que no afectará al juego en si mismo.
En la parte superior de los 4 registros colocaremos unas cartas con números. Para el juego básico pondremos el 8, 4, 2 y 1. Estos números servirán para que podamos saber qué valor numérico tenemos en cada registro. Con ello podremos convertir sin dificultad los valores en binario a valores numéricos decimales. Vamos a hacer un pequeño inciso para explicar cómo se cuenta en binario y volveremos al funcionamiento del juego.
CONTAR EN BINARIO
El sistema de conteo normal o más comúnmente usado es el decimal, también llamado de base diez. En este sistema tenemos dígitos que van del 0 al 9 y los combinamos para crear el resto de números. En el sistema binario (o base dos) tendremos solamente los símbolos 0 y 1.
0 = 0
1 = 1
Vemos que hasta aquí es sencillo, ¿verdad? Bien, ahora nos tocaría representar el dígito 2 del sistema decimal en sistema binario. ¿Y cómo lo hacemos? Haremos exactamente lo mismo que en el sistema decimal. Es decir, que iremos combinando los símbolos igual que hacemos en el sistema decimal. Lo que haremos será añadir otro símbolo, teniendo dos dígitos para un único número.
00 = 0
01 = 1
10 = 2
11 = 3
Podemos observar de la secuencia que el símbolo “1” tendrá un valor distinto según la posición que ocupe. Y a entender esto nos ayudará mucho el juego Moon.
EJEMPLOS DE CONTAJE EN BINARIO
Volvamos a la imagen del tablero para comprobar que es muy sencillo aprender a contar en binario.
Miremos la primera combinación de 4 dígitos (a los que llamaremos bits a partir de ahora). Los 4 primeros bits forman el conjunto de símbolos denominado 0100. Como podemos observar tenemos el bit 1 debajo de la posición 4. Eso significa que ese 1 equivaldría a un 4 en el sistema digital.
En la segunda combinación tenemos iluminados los bits en la siguiente secuencia: 0110. Eso significa que el bit 1 de la izquierda equivale a un 4 i el bit 1 de la derecha equivale a un 2. El resultado de esta combinación sería 4 + 2 = 6.
Similarmente, en la tercera secuencia obtenemos la combinación: 1011. Dicha combinación significa que su valor en sistema decimal sería 8 + 2 + 1 = 11.
Durante el juego de Moon en el modos sencillo podremos hacer combinaciones de hasta 4 bits. Es decir, podremos representar valores de 0 a 15 en el sistema digital. Pero en modos más avanzados podríamos llegar a tener hasta 6 bits. Aunque no lo recomendamos para empezar, sí que nos permitirá saber cómo se sigue contando en binario.
Como podemos observar en la imagen el valor del bit 1 según la posición se incrementa en potencias de 2. Es decir, siempre valdrá el doble que la posición anterior. Por consiguiente, si queremos contar hasta cifras más altas solamente tendremos que añadir más bits para representarlos. Pues ale, ya sabemos contar en binario.
FUNCIONAMIENTO DEL JUEGO (II)
Ya sabemos qué significa todo lo que tenemos en el tablero de juego. Ahora vamos con las cartas de misión.
Las cartas de misión tienes todas el mismo reverso, con el nombre del juego, y un objetivo en el anverso del juego. Estas misiones representan el valor que deberá tener el registro A al final de uno de nuestros movimientos. El símbolo + representa el bit de la izquierda y el símbolo – el bit de la derecha.
A continuación veremos las fichas de energía. Por una cara se muestran completamente llenas y por la otra se muestra a mitad de carga.
Cada turno obtendremos un total de 3 fichas de energía con la carga completa. Eso marcará el máximo de movimientos que podremos hacer. El turno termina o bien cuando nos quedemos sin energía o bien cuando hemos completado una misión. Al finalizar un turno, la energía sobrante se pierde y recibiremos 3 fichas de nuevo, ¡por lo que será conveniente aprovecharla al máximo!
Finalmente tendremos las cartas de instrucción. Las hay de varios tipos y con distintas funcionalidades.
Tenemos fichas de +1 y -1. Estas fichas cuestan 2 unidades de energía y harán que varíe en uno (hacia arriba el + y hacia abajo el -) el valor decimal de un registro. Por ejemplo, si queremos pasar del valor 0010 al 0011 usando esta instrucción eso nos costará 2 unidades de energía.
Hay otras instrucciones que valen solamente una unidad de energía que nos permitirán alterar los valores de los registros. Estas instrucciones, que vienen detalladas en el manual, responden a operaciones que los ordenadores realizan prácticamente a cada paso que dan.
- NOT: invertirá el valor de un registro. Elegiremos uno de los registros (una de las filas A, B, C y D) y le daremos la vuelta a todos los bits. Si están a 1 pasarán a 0 y viceversa.
- MOV: copiamos el contenido de un registro a otra registro, sustituyendo su valor.
- ROLL: rotará todos los bits una posición hacia la izquierda, teniendo en cuenta que el bit que sale por la izquierda entrará por la derecha. Para ello cogeremos el bit más a la izquierda y lo sacamos del tablero para, a continuación, desplazar el resto de bits cada uno sustituyendo la posición del anterior. Al finalizar, cogeremos el bit que habíamos sacado y lo colocaremos sustituyendo al bit que estaba más a la izquierda.
- ROR: lo mismo que roll, pero en sentido inverso. Es decir, hacia la derecha.
Para terminar, hay un tercer tipo des instrucciones cuyo valor es de media unidad de carga. Estas son las más complicadas tanto de entender como de usar. Pero, a la vez, son aquellas a las que más partido energético podemos sacar. Las siguientes instrucciones operan sobre dos registros. El resultado de las operaciones reflejarán el resultado en uno de los dos, que llamaremos registro base.
- OR: al aplicarla copiará solamente los bits encendidos de un registro al registro base sobre el que se opera.
- XOR: al aplicarla copiará solamente los bits encendidos, no obstante si uno de los bits del registro base ya estaba encendido entonces lo apaga.
- AND: al aplicarla copiará los bits apagados de un registro al registro base.
FINAL DEL JUEGO
Cada turno, hayamos completado o no las instrucciones anteriores, se añadirá una misión nueva. Esta carta se añadirá boca arriba, si acabamos de completar la anterior, o se añadirá boca abajo en caso contrario. Es decir, no conoceremos el próximo objetivo hasta que hayamos completado el actual.
Si conseguimos realizar todas las misiones, habremos ganado. No obstante, si en algún momento tenemos un total de cinco cartas de misión boca abajo… Habremos perdido.
MODOS DE JUEGO
Moon es un juego que podremos jugar en modo solitario, cooperativo o competitivo. El funcionamiento en el modo solitario y el modo cooperativo es el mismo, solo que en el modo cooperativo deberemos deliberar las decisiones a tomar entre dos o más personas. Nos gustaría añadir que las discusiones y argumentaciones del modo cooperativo pueden enriquecer mucho la experiencia del juego y el aprendizaje puesto que cada turno serán posibles múltiples soluciones para los enigmas planteados.
Muchas veces será más una cuestión de estilo de juego y de líneas de razonamiento paralelas que permitirán llegar al mismo resultado satisfactorio. Todo problema tiene múltiples soluciones.
El funcionamiento del modo competitivo es un poco distinto y, además, recomendamos haber jugado varias veces al modo solitario y/o cooperativo. En este modo los distintos jugadores participantes tendrán un registro particular, aparte de los cuatro existentes en el tablero. Cada participante recibirá una carta de misión que deberá mantener oculta. Cada turno el jugador activo podrá realizar las operaciones que considere (y que pueda sustentar con sus reservas de energía), sin ceder nada al resto de participantes ni con la obligación de jugarlas todas. Para cumplir su misión, en lugar de completar las operaciones en el registro A deberá hacerlo en su registro particular. Si consigue completar una misión lo mostrará al resto de jugadores, la depositará junto a su registro y tomará una nueva carta de misión.
DIFICULTAD
En el caso de querer aumentar la dificultad del juego MOON ofrece muchas posibilidades. Desde cartas que resetean un registro a instrucciones que quedan bloqueadas. Además, podemos incrementar hasta seis el número de bits del tablero, complicando las secuencias a realizar (deberemos sacar dos cartas simultáneamente para componer la secuencia).
¿QUÉ TIENE DE INTERESANTE MOON?
La lista de las competencias y conocimientos que nos permite adquirir o trabajar Moon es variada y muy interesante. Pero habrá que
- Contar en binario
En este mismo post hemos puesto el concepto básico para contar en binario y puede que sea sencillo aprenderlo, por lo menos las nociones elementales. Pero una cosa es saber contar y la otra es contar sin dificultad alguna o de la misma manera que contamos con los números decimales.
Moon nos ofrece la posibilidad de estar interactuando de manera visual con distintos conjuntos en formato binario y el tablero nos permite conocer el valor de cada combinación posible. De manera natural y a base de la repetición, sin darnos cuenta, aprenderemos a contar en binario.
- Desarrolla la lógica computacional
“El pensamiento computacional implica resolver problemas, diseñar sistemas y comprender el comportamiento humano, haciendo uso de los conceptos fundamentales de la informática.” – Jeannette Wing
En esencia, eso implica que el pensamiento computacional equivaldría a pensar como lo haría un científico informático cuando nos enfrentamos a un problema. Eso significa analizar los recursos disponibles, las posibles acciones y decisiones a tomar, planificar los pasos y ejecutarlos. Todos los turnos en Moon siguen esa misma lógica y estructura. Consecuentemente nos permitirá entrenar esta competencia a medida que la practicamos.
- Entender el funcionamiento de un ordenador
Una de las virtudes del juego es poder entender el funcionamiento secuencial de las instrucciones que ejecuta un ordenador. De manera natural y continuada en cada turno al realizar nuestras acciones estaremos trabajando igual que una computadora a nivel interno o físico.
- Cálculo
En la misma línea, tendremos que realizar las operaciones a nivel de bit (posiblemente contar en binario) a la vez que estamos atentos a la cantidad de reservas de energía que nos quedan. Por consiguiente tendremos que estar calculando mentalmente no solo el paso que vayamos a dar, sino los pasos que ejecutaremos en el futuro y cuantos podremos realizar.
CONCLUSIONES
MOON es un juego que no solamente es ágil y entretenido, sino que además es un juego de alto valor pedagógico. Aprenderemos las nociones básicas de electrónica y de computación, lógica computacional, a contar en binario y a entender la lógica secuencial del modo de funcionamiento de un ordenador. Si os gustan los juegos de lógica o queréis aprender a pensar como un ordenador sin lugar a dudas este os encantará.
