Составление программ на основе линейных алгоритмов для графического учебного исполнителя «Кенгуренок»
Цель: освоить интерфейс исполнителя «Кенгуренок»; научиться составлять простейшие программы на основе линейных алгоритмов.
Порядок выполнения работы
1. Изучить и законспектировать раздел «Теоретические сведения»
2. Выполнить упражнения, а затем задания.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Общие сведения об учебных исполнителях
Учебными исполнителями называют различные образы на экране компьютера, которыми можно управлять, отдавая команды. Используются они для обучения составлению управляющих алгоритмов.
Есть много учебных исполнителей, придуманных для занятий по информатике. У них разные, часто забавные названия: Черепашка, Робот, Кенгуренок и другие.
Одни исполнители создают рисунки на экране, другие складывают слова из кубиков с буквами, третьи перетаскивают предметы из одного места в другое. Все эти исполнители управляются программным путем.
Любому из них свойственна определенная среда деятельности, система команд управления, режимы работы. С помощью каждого из таких исполнителей можно учиться строить алгоритмы управления.
Алгоритм – понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.
Исполнитель алгоритма – этот объект или субъект, для управления которым составлен алгоритм.
Система команд исполнителя (СКИ) – это совокупность команд, которые исполнитель понимает, умеет выполнять.
Каждая команда алгоритма управления определяет однозначное действие исполнителя.
Структуры и формы записи алгоритмов
Существуют три основные структуры алгоритмов: следование (линейная), цикл, ветвление.
Алгоритмы можно записывать по-разному. Всякий алгоритм может быть:
- записан на естественном языке;
- изображен в виде блок схемы;
- записан на алгоритмическом языке.
Если задача решается с помощью ЭВМ, алгоритм должен быть записан в понятной для машины форме, в виде программы. Программа – это алгоритм, записанный на языке исполнителя.
При создании алгоритмов решения задач удобно сначала представлять их в виде блок-схем.
Блок-схема – это графический способ описания алгоритма. Блоки (геометрические фигуры) обозначают действия исполнителя, а соединяющие их стрелки указывают на последовательность выполнения действий. Все графические элементы блок-схем стандартизированы. Основные из них представлены в таблице:
| Изображение блока | Наименование | Назначение блока |
| Начало (конец) | Начало или конец алгоритма |
| Блок вычислений | Вычислительные действия или последовательность действий |
| Логический блок | Выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от некоторого условия |
| Блок подпрограммы | Выполнение подпрограммы (процедуры) |
Краткая характеристика графического исполнителя «Кенгуренок»
Многие из учебных исполнителей занимаются рисованием на экране компьютера. Эту группу можно назвать графическими исполнителями.
Графический исполнитель — это объект управления. Целью управления является получение определенного рисунка. Рисунок может состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков.
Исполнитель «Кенгуренок» (далее Кенгуренок) может перемещаться по полю и своим хвостом рисовать на этом поле.
Пространство, в котором действует исполнитель, называется средой исполнителя. Это лист (страница экрана) для рисования.
Кенгуренок может перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях с постоянным шагом равным ширине клетки. Исполнитель может двигаться только по линиям сетки и не может выходить за границы поля.
Состояние исполнителя на поле определяется, во-первых, местоположением (в какой точке поля он находится) и направлением (куда он смотрит).
Возможны два режима работы исполнителя: режим прямого управления и режим программного управления.
Работа в режиме прямого управления (командный режим) происходит так: человек отдает команду, исполнитель ее сразу выполняет; затем отдается следующая команда и т.д.
В режиме прямого управления система команд Кенгуренка следующая:
шаг — перемещение исполнителя на один шаг вперед с рисованием линии;
поворот — поворот на 90 градусов против хода часовой стрелки;
прыжок — перемещение на один шаг вперед без рисования линии.
Это простые команды исполнителя.
Работа в программном режиме имитирует автоматическое управление исполнителем:
1) Человек составляет программу и вводит ее в память. Язык программирования для графического исполнителя — это учебный алгоритмический язык (АЯ). Поэтому алгоритмы управления исполнителем, записанные на АЯ, являются для него одновременно и программами.
2) Затем исполнитель переводится в режим установки и человек вручную (с помощью определенных клавиш) устанавливает исходное состояние исполнителя.
3) Далее производится переход в режим выполнения: Кенгуренок начинает выполнять программу.
Если возникает ситуация, при которой он не может выполнить очередную команду (выход за границу поля), то выполнение программы завершается аварийно. Если аварии не происходит, то работа исполнителя заканчивается на последней команде.
Программное управление графическим исполнителем проходит этап подготовки (программирование и установка исходного состояния) и этап исполнения программы.
В режиме программного управления по-прежнему используются команды шаг, поворот, прыжок. Однако в этом режиме есть и другие команды, например, команда вызова вспомогательного алгоритма.