Задача учителя - пройти с учеником этот путь, не страхуя от неудач, но предупреждая разочарование из-за возможных трудностей. Очень важно организовать занятия так, чтобы дети сами открывали для себя новое посредством значимой для себя деятельности.
Как робот помогает изучать информатику? Укажу лишь несколько тем информатики, на которых базируется робототехника.
Тема «Файлы и файловая система».
В распоряжении школьника оказался микрокомпьютер LEGO®NXT из образовательного набора LEGO Mindstorms NXT Education. Управление его файловой системой происходит стандартными командами, но поскольку объем памяти не велик, контроль нужного и ненужного требуется вести постоянно. Для того, чтобы озвучить действия робота, вывести на дисплей картинку, пополнить библиотеку рабочих программ, необходимо оперировать базовыми понятиями информатики: файл, тип файла, путь к файлу, меню, папка.
Тема «Информационные процессы», «Кодирование информации».
Робототехнический набор снабжен датчиками, которые регистрируют звуковую, тактильную и видеоинформацию. После оцифровки информация может быть отображена на экране дисплея. Специальная функция микрокомпьютера даёт возможность экспериментировать с датчиками, моторами, используя готовые к запуску программы. После проведения серии экспериментов с датчиками возникает понимание: почему ультразвуковой датчик расстояния работает медленнее, чем инфракрасный датчик освещенности, как звук превращается в цифровой код и так далее. Исследование информационных процессов и принципов кодирования информации дает более глубокое понимание сути информационных технологий.
Тема «Коммуникационные технологии».
Микрокомпьютер LEGO®NXT поддерживает технологию беспроводной связи. При помощи функции Bluetooth можно установить беспроводное соединение между микрокомпьютером NXT и другими устройствами, обладающими устройством Bluetooth, например, с другими NXT, с мобильными телефонами или с компьютерами. Установив соединение Bluetooth, возможно: загружать программы с компьютера дистанционно; отправлять программы с других устройств (не с компьютера), в том числе и с NXT; отправлять программы как на отдельные NXT, так и на их группы. Эта технология дает возможность управлять роботом с помощью мобильного телефона.
Темы «Алгоритмы. Исполнитель алгоритмов», «Среда программирования».
Для начального знакомства с роботом можно осуществлять прямое программирование блока NXT без обращения к компьютеру. Прямо на экране дисплея по шаблону из пяти команд можно составить простую программу и зациклить ее. Однако без знания базовых алгоритмических конструкций и освоения среды программирования не обойтись. Именно возможность программирования робота делает его универсальным исполнителем, способным решать разнообразные задачи. Начинать осваивать технологию программирования следует с визуальных сред программирования, далее переходя к более мощным и современным событийно-ориентированным средам.
Таким образом, робототехника востребует базовые знания информатики, а неиссякаемое желание ученика сделать своего робота «лучшим» подталкивает его к освоению новых знаний.
Почему же робота можно назвать идеальным средством обучения? Потому что это средство дает возможность создать среду обучения, которая востребует естественные стремления ребенка играть, творить, общаться со сверстниками. Итак, можно выделить преимущества робототехники как средства обучения:
. Усвоение знаний происходит в процессе игры.
. Конструирование робота предлагает свободу творчества.
. Стремление совершенствовать свою работу есть у большинства учеников.
В качестве примера хочу привести модель «Робота-разносчика бесплатных угощений», созданного учеником 6 класса в рамках курса «Программирование роботом» на внеурочных занятиях. Робот собран из набора LEGO MINDSTORMS NXT Education 9797 по стандартной модели Альфарекс 1.0, и дополнен датчиком цвета для индикации состояния робота и лотком для угощений.
Цель работы - реализовать модель походки человека, насколько это возможно при имеющихся ресурсах. Движением каждой ноги управляет мотор и механический узел из шестеренок и рычагов. Один рычаг перемещает ногу вверх-вниз, другой продвигает ее вперед. При этом корпус отклоняется в сторону опорной ноги, за счет чего робот сохраняет равновесие. Такая походка называется «шаркающей»
Отдельный мотор управляет датчиком расстояния и руками-рычагами, на которых закреплены датчик касания и датчик цвета. Лоток для угощений закреплен неподвижно.
Робот запрограммирован на выполнение роли разносчика, например, бесплатных угощений, по следующему алгоритму поведения. Робот сопровождает свое движение по прямой фразой: «Я - робот Альфарекс, угощаю бесплатно!» Человек, желающий вступить в контакт с роботом, может остановить его жестом. После останова робот произносит фразу: «Угостись и нажми кнопку!». Взяв конфету, человек в знак благодарности должен нажать на кнопку один раз. Через три секунды после останова робот продолжит свое движение. Когда угощения закончатся (робот запрограммирован на конкретное количество конфет на лотке), робот попрощается, загорится красный сигнал индикатора, робот остановится.
Программа для управления роботом написана в среде NXT Programming 2.0.
Решение 20.1 задания ОГЭ 2017 по информатике из демоверсии. Это задание второй части с развернутым ответом, высокого уровня сложности. Примерное время выполнения задания 45 минут. За это задание можно максимально набрать 2 балла. Задание выполняется на компьютере.
Проверяемые элементы содержания:
— умение написать короткий алгоритм в среде формального исполнителя.
Описание элементов содержания, проверяемых в ходе экзамена:
— алгоритм,
— свойства алгоритмов,
— способы записи алгоритмов,
— блок-схемы,
— представление о программировании,
— алгоритмические конструкции,
— логические значения,
— операции,
— выражения,
— разбиение задачи на подзадачи,
— вспомогательный алгоритм,
— обрабатываемые объекты (цепочки символов, числа, списки, деревья).
20.1 задание ОГЭ 2017 по информатике
Исполнитель Робот умеет перемещаться по лабиринту, начерченному на плоскости, разбитой на клетки. Между соседними (по сторонам) клетками может стоять стена, через которую Робот пройти не может.
У Робота есть девять команд. Четыре команды – это команды-приказы:
вверх
вниз
влево
вправо
При выполнении любой из этих команд Робот перемещается на одну клетку соответственно: вверх , вниз ↓, влево ←, вправо →. Если Робот получит команду передвижения сквозь стену, то он разрушится.
Также у Робота есть команда закрасить
, при которой закрашивается клетка, в которой Робот находится в настоящий момент.
Ещё четыре команды – это команды проверки условий. Эти команды проверяют, свободен ли путь для Робота в каждом из четырёх возможных направлений:
верху свободно
снизу свободно
слева свободно
справа свободно
Эти команды можно использовать вместе с условием «eсли
», имеющим следующий вид:
если
условие
то
последовательность команд
все
Здесь условие – одна из команд проверки условия.
Последовательность команд
– это одна или несколько любых команд-приказов.
Например, для передвижения на одну клетку вправо, если справа нет стенки, и закрашивания клетки можно использовать такой алгоритм:
если справа свободно то
вправо
закрасить
все
В одном условии можно использовать несколько команд проверки условий, применяя логические связки и
, или
, не
, например:
если (справа свободно) и (не снизу свободно) то
вправо
все
Для повторения последовательности команд можно использовать цикл «пока
», имеющий следующий вид:
нц пока
условие
последовательность команд
кц
Например, для движения вправо, пока это возможно, можно использовать следующий алгоритм:
нц пока справа свободно
вправо
кц
Выполните задание.
На бесконечном поле есть горизонтальная и вертикальная стены. Левый конец горизонтальной стены соединён с нижним концом вертикальной стены. Длины стен неизвестны
. В вертикальной стене есть ровно один проход, точное место прохода и его ширина неизвестны. Робот находится в клетке, расположенной непосредственно над горизонтальной стеной у её правого конца.
На рисунке указан один из возможных способов расположения стен и Робота (Робот обозначен буквой «Р»).
Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки, расположенные непосредственно левее и правее вертикальной стены. Проход должен остаться незакрашенным. Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведённого выше рисунка Робот должен закрасить следующие клетки (см. рисунок).
При исполнении алгоритма Робот не должен разрушиться, выполнение алгоритма должно завершиться. Конечное расположение Робота может быть произвольным.
Алгоритм должен решать задачу для любого допустимого расположения стен и любого расположения и размера прохода внутри стены.
Алгоритм может быть выполнен в среде формального исполнителя или записан в текстовом редакторе.
Сохраните алгоритм в текстовом файле. Название файла и каталог для сохранения Вам сообщат организаторы экзамена.
Решение 20.1 задания ОГЭ 2017 по информатике
Команды исполнителя будем записывать жирным шрифтом, а комментарии – курсивом . Начало комментария будем обозначать символом «|» (во время выполнения работы записывать комментарии не обязательно ).
|Двигаемся влево, пока не дойдём до вертикальной стены.
нц пока слева свободно
влево
кц
|Двигаемся вверх, пока не дойдём до прохода в стене, и закрашиваем клетки.
нц пока не слева свободно
закрасить
вверх
кц
|Двигаемся вверх до конца стены и закрашиваем клетки.
нц пока не слева свободно
закрасить
вверх
кц
|Обходим стену.
влево
вниз
|Двигаемся вниз, пока не дойдём до прохода в стене, и закрашиваем клетки.
нц пока не справа свободно
закрасить
вниз
кц
|Двигаемся вниз до конца стены и закрашиваем клетки.
нц пока не справа свободно
закрасить
вниз
кц
Возможны и другие варианты решения.
Допускается использование иного синтаксиса инструкций исполнителя, более привычного для учащихся.
Допускается наличие отдельных синтаксических ошибок, не искажающих замысла автора решения.
2 балла за задание дается если
Алгоритм правильно работает при всех допустимых исходных данных.
1 балл за задание дается если
При всех допустимых исходных данных верно следующее:
1) выполнение алгоритма завершается, и при этом Робот не разбивается;
2) закрашено не более 10 лишних клеток;
3) остались незакрашенными не более 10 клеток из числа тех, которые должны были быть закрашены.
0 баллов за задание дается если
Задание выполнено неверно, т. е. не выполнены условия, позволяющие поставить 1 или 2 балла.
Весь процесс состоит из двух этапов: сборки и программирования. Чтобы собрать хорошего робота, нужны знания в механике. Чтобы запрограммировать робота на определённые действия, нужно знать язык, который поймёт системная плата или программный блок. Школьными знаниями по информатике тут не обойтись.
Где взять материал?
Сначала нужно решить, как вы хотите собирать робота: из готовых наборов или самостоятельно подбирать материалы. Преимущество набора в том, что вам не нужно искать детали по отдельности. Чаще всего из одного набора можно собрать несколько устройств.
Конструкция, собранная не из готового набора, называется открытой системой. У неё тоже есть свои плюсы: ваш робот будет индивидуальностью, и вы сами сможете улучшать конструкцию. Но времени и сил потратите однозначно больше.
Из чего состоит робот?
Корпус – металлическое или пластмассовое «тело» , к которому прикрепляются остальные детали. У каждого робота есть источник энергии – батарейки или аккумулятор. В зависимости от того, какую задачу будет выполнять робот, выбирают датчики: они могут определять цвет и свет, реагировать на касание.
Чтобы заставить робота двигаться, понадобятся моторы. «Голова» всего механизма – системная плата или программный блок. С их помощью робот подключается к компьютеру и получает набор задач.
Как заставить его что‑то делать?
Чтобы робот выполнил какое‑то действие, нужно создать компьютерную программу. Сложность этого этапа зависит от сборки. Если робот собран из набора Lego Mindstorms или mBot, то с их программным обеспечением справятся даже дети.
Если вы собираете робота сами, вам нужно изучить основы программирования и язык, на котором собираетесь писать программу, например C++.
Почему робот может не выполнить программу?
Попадая в новое место, он может сбиться и выполнять программу неверно. Для того чтобы робот делал всё правильно, надо отрегулировать датчики. Например, слишком яркое освещение может помешать адекватно распознать цвета. В зависимости от поверхности, по которой передвигается робот, регулируют мощность моторов.
Можно научиться собирать и программировать в школе?
Несмотря на то что робототехника не входит в школьную программу, преподаватели по физике и информатике могут научить ребёнка собирать и программировать. В Белгороде в некоторых школах есть кружки, где делают роботов.
«После уроков с учителями физики и информатики мы учимся программировать. Уже умеем работать в LegoMindstorms и Robolab (программное обеспечение для роботов – прим. авт. ). Также иногда учимся делать 3D-чертежи деталей», – рассказали ученики Белгородского инженерного юношеского лицея-интерната и участники «РобоФеста-2018» Антон Першин и Дмитрий Чернов .
Где, кроме школы, можно стать робототехником?
В инжиниринговой школе БелГУ есть класс, в котором учат собирать и программировать роботов. В 2017 году в Белгороде открылся «Кванториум» , в котором робототехнике учат школьников с девяти лет.
Чтобы стать настоящим робототехником, можно поступить на робототехнический факультет. В Белгороде пока таких нет, но в БГТУ им. Шухова есть кафедра технической кибернетики . Её студенты занимают призовые места на всероссийских соревнованиях по робототехнике.
Можно ли научиться самому?
Да. Есть множество ресурсов в Интернете, на которых можно узнать, из чего собрать и как запрограммировать робота.
Будет ли робот полезным?
Его можно приспособить под бытовые задачи и сделать помощником в доме. В Интернете есть много примеров, как домашние изобретатели создают роботов для выпечки блинов или уборки квартиры.
Как подтвердить свои успехи в создании роботов?
Принять участие в таких соревнованиях, как «РобоФест». На них в зависимости от возраста и направления существуют разные номинации. В основном у каждого вида робота есть трасса, на которой он выполняет задания: захватить кубик или прочертить линию. Есть и статичные системы, в которых судьи оценивают презентацию проекта и работу механизмов.
Как правило, участники приезжают на соревнования с собранными роботами и при подготовке тратят время только на калибровку датчиков и корректировку программы.
Редакция благодарит за помощь в создании материала участников «РобоФеста-2018» Дмитрия Агафонова , Дмитрия Чернова , Антона Першина и Данила Мигрина .
Наталья Малыхина
Управление исполнителем Робот в системе КУМИРРобот существует в определенной обстановке (прямоугольном клетчатом поле). Между некоторыми клетками поля могут быть расположены стены. Некоторые клетки могут быть закрашены (рис. 3.11).
Робот занимает ровно одну клетку поля.
По командам вверх, вниз, влево и вправо Робот перемещается в соседнюю клетку в указанном направлении. Если на пути оказывается стена, то происходит отказ - выдается сообщение о невозможности выполнить очередную команду.
По команде закрасить Робот закрашивает клетку, в которой стоит. Если клетка уже была закрашена, то она закрасится повторно, хотя никаких видимых изменений не произойдет.
Робот может исполнять только правильно записанные команды. Если вместо команды вниз написать внис, то Робот эту запись не поймет и сразу же сообщит об ошибке.
О
шибки: 1 синтаксические; 2. логические
Описания обстановок хранятся в текстовых файлах специального формата (формат.fil).
Текущая - обстановка, в которой находится Робот в данный момент (включая информацию о положении Робота).
Стартовая - обстановка, в которую принудительно помещается Робот в начале выполнения программы, использующей Робот.
Порядок работы:
Задать стартовую обстановку по условию задачи:
2. Указать Исполнителя:
Меню Вставка →Использовать Робот
3. Написать алгоритм решения задачи.
4. Выполнить алгоритм (Меню Выполнение →Выполнить непрерывно /F9)
Система команд исполнителя Робот в системе КУМИР
|
Команда |
Действие |
|
вверх |
Робот перемещается на 1 клетку вверх |
|
вниз |
Робот перемещается на 1 клетку вниз |
|
влево |
Робот перемещается на 1 клетку влево |
|
вправо |
Робот перемещается на 1 клетку вправо |
|
закрасить |
Робот закрашивает клетку, в которой находится |
|
справа свободно |
Робот проверяет выполнение соответствующего простого условия |
|
слева свободно |
↓ |
|
сверху свободно |
↓ |
|
снизу свободно |
↓ |
|
клетка закрашена |
↓ |
|
клетка чистая |
↓ |
Циклические алгоритмы
Цикл
– организация повторения действий, пока верно некоторое условие.
Тело цикла – набор повторяемых действий.
Условие –
логическое выражение (простое или сложное (составное))
Типы циклов:
1.Цикл «Повторять n раз» 2. Цикл «Пока»
нц n раз
нц пока
. . Тело цикла. . Тело цикла
кц
кц
Пример: нц пока справа свободно
Общий вид цикла «Повторять n раз:
ПОВТОРИТЬ n РАЗ
КОНЕЦ
кц
Общий вид цикла «пока»:
ПОКА ДЕЛАТЬ
КОНЕЦ
Составные условия
образуются из одного или нескольких простых условий и служебных слов И, ИЛИ, НЕ.
Составное условие А И В (где А, В - простые условия), выполнено, когда выполнено каждое из двух входящих в него простых условий.
Пусть А - сверху свободно, В - справа свободно, тогда составное условие А И В - сверху свободно И справа свободно.
Составное условие А ИЛИ В выполнено, когда выполнено хотя бы одно из двух входящих в него простых условий: сверху свободно ИЛИ справа свободно
Составное условие НЕ А - выполнено, когда не выполнено условие А.
Пример: Пусть А – клетка закрашена (простое условие).
П
роверка составного условия НЕ А:
а) А - выполнено, НЕ А (НЕ закрашено) - не выполнено.
б) А - не выполнено, НЕ А (НЕ закрашено) - выполнено.
Команда ветвления
Ветвление - форма организации действий, при которой в зависимости от выполнения или невыполнения некоторого условия совершается либо одна, либо другая последовательность действий.
Общий вид команды ЕСЛИ:
ЕСЛИ ТО ИНАЧЕ
КОНЕЦ
В языке КУМИР:
Полное ветвление: Неполное ветвление:
если
то
если
то
иначе
все все
Вспомогательный алгоритм - алгоритм, решающий некоторую подзадачу основной задачи.
В системе КУМИР вспомогательные алгоритмы пишутся в конце основной программы (после служебного слова кон ), вызываются на выполнение в основой программе по имени.
В
опросы и задания
1. Приведите все алгоритмы из трех команд, которые переместят Робота из исходного положения в клетку Б.
Существует ли для этой задачи алгоритм, при выполнении которого Робот делает:
а) два шага; б) четыре шага; в) пять шагов; г) семь шагов?
Петя составил алгоритм, переводящий Робота из клетки А в клетку Б с закрашиванием каких-то клеток. Что должен сделать Коля с этим алгоритмом, чтобы получить алгоритм, переводящий Робота из Б в А и закрашивающий те же клетки?
7. Известны два вспомогательных алгоритма Робота
Нарисуйте, что получится при выполнении Роботом следующих основных алгоритмов:
|
а) нц 5 раз
узор_1 вправо; вправо; |
б) нц 7 раз
узор_2 вправо; вправо |
|
в) вправо; вправо; вправо вверх; вверх вправо; вправо; вправо вниз; вниз
|
г) вправо; вправо вправо; вправо |
8. Составьте алгоритмы, под управлением которых Робот закрасит указанные клетки:
9
. Известно, что где-то правее Робота есть стена. Составьте алгоритм, под управлением которого Робот закрасит ряд клеток до стены и вернется в исходное положение.
10. Известно, что где-то правее Робота есть закрашенная клетка.
С
оставьте алгоритм, под управлением которого Робот закрасит ряд клеток до закрашенной клетки и вернется в исходное положение.
11. Известно, что Робот находится рядом с левым входом в горизонтальный коридор.
1
2. Известно, что Робот находится где-то в горизонтальном коридоре. Ни одна из клеток коридора не закрашена.
Составьте алгоритм, под управлением которого Робот закрасит все клетки этого коридора и вернется в исходное положение.
13. В ряду из десяти клеток правее Робота некоторые клетки закрашены.
С
оставьте алгоритм, который закрашивает клетки:
а) ниже каждой закрашенной клетки;
б) выше и ниже каждой закрашенной клетки.
14. Что можно сказать о правильности следующего фрагмента алгоритма?
нц пока клетка закрашена
ЕСЛИ справа свободно ТО
вправо; закрась
к
ц
15. Напишите программу, с помощью которой Робот сможет попасть в клетку Б во всех трех лабиринтах.
1
6. Напишите программу, следуя которой Робот сможет пройти по коридору от левого нижнего угла поля к правому верхнему. Коридор имеет ширину одна клетка и тянется в направлении слева-снизу вправо-вверх. Пример возможного коридора изображен на рисунке.
З
адачи ГИА
Коридор1. Робот находится где-то в вертикальном коридоре. Ни одна из клеток коридора не закрашена. Составить алгоритм, под управлением которого Робот закрасит все клетки этого коридора и вернется в исходное положение.
К
НадоДано
оридор2. Робот находится в верхней клетке узкого вертикального коридора. Ширина коридора – одна клетка, длина коридора может быть произвольной.
Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки внутри коридора и возвращающий Робота в исходную позицию. Например, для приведенного выше рисунка Робот должен закрасить следующие клетки (см.рисунок):
На бесконечном поле имеется длинная горизонтальная стена. Длина стены неизвестна. Робот находится в одной из клеток непосредственно сверху от стены. Начальное положение Робота также неизвестно. Одно из возможных положений:
Надо
Дано
апишите алгоритм для Робота, закрашивающий все клетки, расположенные выше стены и прилегающие к ней, независимо от размеров стены и начального положения Робота. Например, для приведенного рисунка Робот должен закрасить следующие клетки:
Конечное положение Робота может быть произвольным. При выполнении алгоритма Робот не должен разрушаться.
На бесконечном поле имеется длинная вертикальная стена. Длина стены неизвестна. Робот находится в одной из клеток, расположенной непосредственно справа от стены. Начальное положение робота также неизвестно. Одно из возможных положений робота приведено на рисунке (робот обозначен буквой «Р»):Напишите для работа алгоритм, закрашивающий все прилегающие к стене клетки: слева, начиная с верхней не закрашенной и через одну; справа, начиная с нижней закрашенной и через одну. Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведенного выше рисунка робот должен закрасить следующие клетки (см. рисунок): Конечное расположение робота может быть произвольным. Алгоритм должен решать задачу для произвольного размера стены и любой допустимой начальной позиции робота. При исполнении алгоритма Робот не должен разрушиться.
Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки, расположенные левее вертикальной стены и выше горизонтальной стены и прилегающие к ним. Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведённого выше рисунка Робот должен закрасить следующие клетки (см. рисунок).
Н
апишите для Робота алгоритм, закрашивающий прилегающие к стене клетки, сверху и снизу, начиная с левой и через одну. Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведѐнного рисунка а) Робот должен закрасить следующие клетки (см. рис. б).
Конечное положение Робота может быть произвольным. Алгоритм должен решать задачу для произвольного размера стены и любой допустимой начальной позиции Робота.
|
Р | |||||
На бесконечном поле имеется длинная вертикальная стена. Длина стены неизвестна. Робот находится в одной из клеток, расположенной непосредственно слевав от стены. Начальное положение робота также неизвестно. Одно из возможных положений робота приведено на рисунке (робот обозначен буквой «Р»):
слева все;
справа, начиная с верхней незакрашенной и через одну.
B
1102_ГИА2011
На бесконечном поле имеются две горизонтальные стены. Длина стен неизвестна. Расстояние между стенами неизвестно. Робот находится над нижней стеной в клетке, расположенной у ее левого края. Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки, расположенные выше нижней стены и ниже верхней стены и прилегающие к ним. Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведенного выше рисунка робот должен закрасить следующие клетки (см. рисунок):
Конечное расположение робота может быть произвольным. Алгоритм должен решать задачу для произвольного размера поля и любого допустимого расположения стен внутри прямоугольного поля. При исполнении алгоритма Робот не должен разрушиться.
В
1103_ГИА_2011
На бесконечном поле имеется горизонтальная стена. Длина стены неизвестна. От правого конца стены вниз отходит вертикальная стена также неизвестной длины. Робот находится над горизонтальной стеной в клетке, расположенной у ее левого края. На рисунке указан один из возможных способов расположения стен и Робота (Робот обозначен буквой «Р»).
Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки, расположенные выше горизонтальной стены и правее вертикальной стены и прилегающие к ним. Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведённого выше рисунка Робот должен закрасить следующие клетки (см. рисунок).
Программа Кумир
Исполнитель Робот
Кто такой исполнитель Робот?
- Представьте себе клетчатое поле (как лист из тетради в клеточку) на котором находится некий объект, который мы назовем Робот. Используя специальные команды, мы можем этим Роботом управлять - перемещать его по клеткам, закрашивать клетки. И в большинстве случаев наша задача будет заключаться в том, чтобы написать такую программу для Робота, выполняя которую он будет закрашивать определенные клетки.
Настройка среды Кумир для исполнителя Робот
- Запущенная программа Кумир выглядит так.
Стартовая обстановка Робота
- Перед началом выполнения программы необходимо задать исполнителю Робот стартовую обстановку. Это значит установить Робота в нужную позицию, расставить стены, закрасить нужные клетки и т. п. Этот шаг очень важен. Если его проигнорировать, то программа может работать неправильно или вообще завершится аварийно.
Нажмите на Редактировать обстановку
Исполнитель Робот. Простые команды.
- вверх
- вниз
- влево
- вправо
- закрасить
Результат выполнения этих команд понятен из их названия:
- вверх - переместить Робота на одну клетку вверх
- вниз - переместить Робота на одну клетку вниз
- влево - переместить Робота на одну клетку влево
- вправо - переместить Робота на одну клетку вправо
- закрасить - закрасить текущую клетку (клетку в которой находится Робот).
Пример алгоритма
- Сначала необходимо написать фразу:
- использовать Робот
Если известно сколько клеток нужно закрасить, то алгоритм решения будет следующим!
Задание №1
- Напишите программу для решения следующей задачи, если известно сколько клеток нужно закрасить
Циклы
- 1. Цикл со счетчиком применяется когда заранее известно сколько повторений необходимо сделать.
нц раз
…
кц
Здесь мы должны указать количество повторений (число) и команды, которые будут повторяться. Команды, которые повторяются в цикле называют телом цикла.
Задание №2
- Напишите программу для решения следующей задачи, используя цикл со счетчиком
- 2. Цикл с условием- пока условие истинно-цикл выполняется, если ложно-то не выполняется
- У исполнителя Робот есть несколько условий
сверху свободно
снизу свободно
слева свободно
справа свободно
сверху стена
снизу стена
слева стена
справа стена
- Можно использовать частицы: НЕ, И, ИЛИ
Структура цикла с условием
нц пока справа свободно
вправо
закрасить
кц
Задание №3
- Напишите программу для решения следующей задачи, используя цикл с условием:
Задание №4
- Напишите программу для решения следующей задачи, используя циклы с условием:
Решение задач:
- 2. Робота надо перевести из стартового положения в конечное, закрашивая стенки
Задание №5
- На бесконечном поле имеется горизонтальная стена. Длина стены неизвестна. Робот находится сверху от стены в левом ее конце. На рисунке приведено расположение робота относительно стены (робот обозначен буквой «Р»):
Ответ на задание №5
- нц пока не (снизу свободно)
закрасить
Начало цикла (нц) и условие (пока не(снизу свободно)) - пишутся на одной строчке.
Конструкция если
- сверху свободно снизу свободно слева свободно справа свободно
- Эти команды можно использовать вместе с условием «если» , имеющим следующий вид:
- если условие то
- последовательность команд
- Например, для передвижения на одну клетку вправо, если справа нет стенки, и закрашивания клетки можно использовать такой алгоритм:
- если справа свободно то
- вправо
- закрасить
Задание №7
Длины стен неизвестны.
Ответ на задание №7
пока не сверху свободно
закрасить
вправо
пока сверху свободно
вправо
пока справа свободно
закрасить
вправо
пока не справа свободно
закрасить
вниз
пока справа свободно
вниз
пока не справа свободно
закрасить
вниз
Задание №8
Длины стен неизвестны.
В каждой стене есть ровно один проход, точное место прохода и его ширина неизвестны.
Ответ на задание №8
пока сверху свободно
пока не сверху свободно
закрасить
пока сверху свободно
пока не сверху свободно
закрасить
пока не снизу свободно
закрасить
пока снизу свободно
пока не снизу свободно
закрасить
Задание №9
Длины стен неизвестны.
В каждой стене есть ровно один проход, точное место прохода и его ширина неизвестны.
Ответ на задание №9
пока снизу свободно
пока не снизу свободно
закрасить
пока снизу свободно
пока не снизу свободно
закрасить
пока не сверху свободно
закрасить
пока сверху свободно
пока не сверху свободно
закрасить
Задание №10
Длины стен неизвестны.
В каждой стене есть ровно один проход, точное место прохода и его ширина неизвестны.
Ответ на задание №10
пока слева свободно
пока не слева свободно
закрасить
пока слева свободно
пока не слева свободно
закрасить
пока не справа свободно
закрасить
пока справа свободно
пока не справа свободно
закрасить
Задание №11
Длины стен неизвестны.
В каждой стене есть ровно один проход, точное место прохода и его ширина неизвестны.
Ответ на задание №11
пока не сверху свободно
пока не сверху свободно
закрасить
пока снизу свободно
пока не сверху свободно
закрасить
Задание №12
На бесконечном поле имеется лестница. Сначала лестница спускается вниз справа налево, затем спускается вниз слева направо. Высота каждой ступени - одна клетка, ширина - две клетки. Робот находится справа от верхней ступени лестницы. Количество ступенек, ведущих влево, и количество ступенек, ведущих вправо, неизвестно. На рисунке указан один из возможных способов расположения лестницы и Робота (Робот обозначен буквой «Р»).
Ответ на задание №12
Двигаемся вниз под лестницей справа налево, пока не дойдем до стыка лестниц:
нц пока снизу свободно
вниз
влево
влево
Двигаемся вниз до конца спускающейся лестницы, закрашивая нужные клетки на пути:
нц пока не слева свободно
закрасить
вправо
закрасить
вправо
вниз
Ответ на задание №13
нц пока слева свободно
закрасить
влево
вверх
нц пока не слева свободно
закрасить
вверх
Задание №14
На бесконечном поле имеется прямоугольник, ограниченный стенами. Длины сторон прямоугольника неизвестны. Робот находится внутри прямоугольника. На рисунке указан один из возможных способов расположения стен и Робота (Робот обозначен буквой «Р»).
Ответ на задание №14
пока справа свободно
вправо
пока сверху свободно
вверх
закрасить
нц пока слева свободно
влево
закрасить
Ответ на задание №15
пока справа свободно
закрасить
вправо
пока снизу свободно
закрасить
вниз
закрасить
пока не (снизу свободно)
влево
вниз
пока не (справа свободно)
закрасить
вниз
закрасить
вправо
пока не (сверху свободно)
закрасить
вправо
Ответ на задание №16
пока не справа свободно
закрасить
вниз
закрасить
вправо
пока не сверху свободно
закрасить
вправо
пока сверху свободно
вверх
пока справа свободно
закрасить
вправо
пока не справа свободно
закрасить
вниз
