Уроки 4 - 7
Призначення і можливості графічного виконавця (ГРИС)
Навчальні виконавці використовуються для навчання складання керуючих алгоритмів.
Є багато навчальних виконавців, придуманих для занять з інформатики. У них різні, часто кумедні назви: Черепашка, Робот, Чертежник, Кенгуренок, пилесосик, Мураха, Кукарача і інші. Одні виконавці створюють малюнки на екрані комп'ютера, інші складають слова з кубиків з буквами, треті перетягують предмети з одного місця в інше. Всі ці виконавці керуються програмним шляхом. Будь-кому з них властива певне середовище діяльності. система команд управління. режими роботи .
У цьому розділі ми не будемо детально описувати роботу з якимось реальним навчальним виконавцем з перерахованих вище (в комп'ютерних класах різних шкіл може бути різний програмне забезпечення). Ми опишемо умовного виконавця, який дуже схожий на деяких з існуючих в головному: системою команд, мовою і прийомами програмування.
Багато з навчальних виконавців займаються малюванням на екрані комп'ютера. З названих вище це Черепашка, Кенгуренок, Чертежник. Цю групу можна назвати графічними виконавцями. Нехай наш гіпотетичний (придуманий) виконавець теж буде з цієї «компанії». Назвемо його ГРИС, що означає «графічний виконавців».
Що вміє робити ГРИС? Він може переміщатися по полю і своїм хвостом малювати на цьому полі (припустимо, що у нього є хвіст, до якого прив'язаний шматочок крейди).
Обстановка, в якій діє виконавець, називається середовищем виконавця. Середовищі графічного виконавця показана на малюнку нижче. Це лист (сторінка екрану) для малювання. ГРИС може переміщатися в горизонтальному і вертикальному напрямках з постійним кроком. На малюнку пунктиром показана сітка з кроком, рівним кроку виконавця. Виконавець може рухатися тільки по лініях цієї сітки. ГРИС не може виходити за межі поля.
Стан виконавця на поле визначається, по-перше, його розташування (в якій точці поля він знаходиться), по-друге, напрямком (куди він дивиться). Напрямок будемо визначати, як на географічній карті: вгору - на північ, вниз - на південь, вліво - на захід, вправо - на схід. ГРИС може крокувати або стрибати по лініях сітки, а також повертатися. Повертатися він вміє тільки проти годинникової стрілки.
Графічний виконавець - це об'єкт управління. А керувати ним будемо ми з вами. Метою управління є отримання певного малюнка. Зрозуміло, що цей малюнок може складатися тільки з горизонтальних і вертикальних відрізків, в інших напрямках ГРИС рухатися не вміє.
Завдання зазвичай ставиться так: виконавець перебуває в даній точці поля, дивиться в даному напрямку. Потрібно забрати певний малюнок. Наприклад: ГРИС знаходиться в середині поля і дивиться на схід. Треба намалювати букву «Т» з довжиною кожної лінії, що дорівнює чотирьом крокам.
Спочатку виконавцю надається початковий стан. Це робиться в спеціальному режимі установки.
Тепер перейдемо до управління графічним виконавцем. Тут можливі два режими: режим прямого управління і режим програмного управління.
Прості команди ГРИС
Робота в режимі прямого управління відбувається так: людина віддає команду, ГРИС її виконує; потім віддається наступна команда і т. д. (як в прикладі з господарем і собакою).
У режимі прямого управління система команд виконавця наступна:- крок - переміщення ГРИС на один крок вперед з малюванням лінії;
- поворот - поворот на 90 ° проти годинникової стрілки;
- стрибок - переміщення на один крок вперед без малювання лінії.
Ці команди будемо називати простими командами.
Наприклад, нехай потрібно намалювати квадрат зі стороною, що дорівнює одному кроку. Початкове положення ГРИС - в лівому нижньому кутку квадрата, напрямок - на схід. Будемо відзначати стан виконавця маленької стрілкою. Тоді послідовність команд і результати їх виконання будуть наступними:
Робота в програмному режимі
Робота в програмному режимі імітує автоматичне керування виконавцем. Керуюча система (комп'ютер) має пам'ять, в яку заноситься програма. Людина складає програму і вводить її в пам'ять. Потім ГРИС переводиться в режим установки і людина вручну (за допомогою певних клавіш) встановлює початковий стан виконавця. Після цього проводиться перехід в режим виконання і ГРИС починає працювати за програмою. Якщо виникає ситуація, при якій він не може виконати чергову команду (вихід за межу поля), то виконання програми завершується аварійно. Якщо аварії не відбувається, то робота виконавця закінчується на останній команді.
Таким чином, програмне керування графічним виконавцем проходить етап підготовки (програмування і установка вихідного стану) і етап виконання програми.
У режимі програмного управління як і раніше використовуються команди крок, поворот, стрибок. Однак в цьому режимі є ще й інші команди. З ними ви познайомитеся пізніше.
Мова програмування для графічного виконавця - це навчальний Алгоритмічна мова (АЯ). Тому алгоритми управління Грисьо, записані на АЯ, є для нього одночасно і програмами.
Лінійні програми для ГРИС
Будемо освоювати програмування на прикладах вирішення конкретних завдань. З новими командами СКІ будемо знайомитися з появою потреби в них.
Завдання 1. Складемо і виконаємо програму, за якою ГРИС намалює на поле букву «Т». Нехай довжина вертикального і горизонтального відрізків повинна бути дорівнює чотирьом крокам.
Початковий стан - чистий аркуш. Виконавець перебуває в точці, де буде знаходитися лівий кінець горизонтального відрізка, напрямок - на схід.
Результат виконання програми показаний нижче.
Структура такої програми (алгоритму) називається лінійної. Команди виконуються одна за одною, кожна тільки один раз.
Для вирішення цього завдання виявилося досить тієї частини СКІ, яка використовується в режимі прямого управління.
Коротко про головне:
- ГРИС - це графічний виконавець, призначення якого - отримання креслень, малюнків на екрані дисплея.
- Управління ГРИС може відбуватися в режимі прямого управління або в режимі програмного управління.
- За допомогою команд крок, поворот, стрибок в межах робочого поля можна побудувати будь-який малюнок, що складається з вертикальних і горизонтальних відрізків. Структура керуючого алгоритму при цьому буде лінійною.
Запитання і завдання:
- Яку роботу може виконувати ГРИС?
- Що являє собою серед виконавців ГРИС?
- У чому різниця між управлінням в прямому режимі і в програмному режимі?
- Які прості команди входять в СКІ ГРИС; як вони виконуються?
- В якій послідовності відбувається виконання команд в лінійному алгоритмі?
- Чи може цей виконавець намалювати: прямокутник, трикутник, п'ятикутну зірку, літери «Н», «Х», «Р», «М»?
- Складіть програми малювання символів «Е», «П», «Б», «Ч», «Ц», «Ш», а також інших фігур, що складаються з горизонтальних і вертикальних відрізків.
Комп'ютерний практикум ЦОР
до уроків з Єдиної колекції ЦОР (ЄК)
ГРАФІЧНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ВИКОНАВЕЦЬ
1. Алгоритми виконання комплексного завдання в середовищі "Стрілка"
2. Архітектура виконавця "Стрілка": прості команди
3. Базові алгоритмічні структури в середовищі "Стрілка"
4. Введення і редагування алгоритмів в середовищі "Стрілка"
5. Графічний виконавець "Стрілка"
6. Графічний навчальний виконавець "Стрілка". Інтерфейс. система команд
7. Демонстрація лінійного алгоритму "Буква Т"
8. Демонстрація лінійного алгоритму "Квадрат"
9. Завдання в середовищі виконавця "Стрілка" по темі "Лінійні алгоритми" (1 рівень складності)
10. Завдання в середовищі виконавця "Стрілка" по темі "Лінійні алгоритми" (2 рівень складності)
11. Завдання в середовищі виконавця "Стрілка" по темі "Лінійні алгоритми" (3 рівень складності)
12. Підсумковий тест до глави 5 "Управління та алгоритми"
13. Комплексне тренувальне завдання в середовищі "Стрілка"
14. Конструювання лінійного алгоритму "Буква Т" в середовищі виконавця "Стрілка"
15. Конструювання лінійного алгоритму "Квадрат" у середовищі виконавця "Стрілка"
16. Кросворд по темі: "Управління та алгоритми"
17. Логічна схема понять по темі: "Управління та алгоритми"
18. Режими роботи графічного виконавця "Стрілка"
19. Способи запису алгоритмів для ГРИС "Стрілка"
20. Тренувальний тест до глави 5 "Управління та алгоритми"