Cum să faci o buclă nesfârșită într-un idol. Executarea algoritmilor ciclici bazati pe sistemul „idol”. Comenzi simple ale robotului

Luați în considerare problema:

Intrarea în program este un număr natural care nu depășește 2 * 10 9. Determinați suma cifrelor acestui număr.

La prima vedere, sarcina este foarte simplă: este necesar să evidențiați succesiv numerele din număr și să le adăugați la sumă. În același timp, este evident că numărul de cifre din număr se poate modifica, astfel încât valoarea finală a parametrului buclei pentru se dovedește a fi nedefinită și există dificultăți în aplicarea acestuia.

În algoritmii de buclă, în care numărul de repetări ale unui anumit set de comenzi nu poate fi obținut decât în momentul în care acesta începe, se folosesc bucle condiționate.

Ciclul de adio

Un astfel de construct în limbajul de programare Kumir este ciclu la revedere... Acest ciclu, adesea denumit bucla de precondiție, Are următorul formatînregistrări:

nc până acum stare
ciclu_corp

Condiția scrisă după până acum este o expresie booleană.

Bucla se execută după cum urmează:

Se calculează valoarea expresie booleană.
Dacă rezultatul calculului este nu, atunci execuția ciclului se încheie, iar Idolul trece la prima comandă după ciclul bye. Dacă rezultatul calculului este da, atunci se execută corpul buclei, după care se calculează din nou valoarea expresiei cu noua valoare.

Important! În corpul buclei, deocamdată, trebuie să existe o modificare a unei valori asociate cu condiția pentru a asigura sfârșitul buclei, în caz contrar, bucla poate ajunge pentru totdeauna.

Acum să folosim o buclă while pentru a ne rezolva problema.

intrare num
nc în timp ce num> 0
sumă: = sumă + mod (num, 10)
num: = div (num, 10)
suma de retragere

Deci, în cursul fiecărei execuții a corpului buclei, ultima cifră a numărului este adăugată la valoarea sumei, apoi numărul este redus de 10 ori. Evident, în cele din urmă num va deveni 0, după care bucla se va încheia.

Ciclul „până atunci”

În Kumir, există o altă versiune a unei bucle cu o condiție, numită buclă până atunci, care are următorul format:

ciclu_corp
kts la stare

Dacă în buclă în timp ce condiția este verificată înainte de corpul buclei, atunci în buclă până atunci - după. Prin urmare, acest ciclu este adesea numit buclă cu postcondiție... Corpul unei astfel de bucle va fi întotdeauna executat cel puțin o dată.

Până atunci, ciclul funcționează după cum urmează:

Corpul buclei este executat
Se evaluează valoarea expresiei logice. Dacă rezultatul calculului este nu, atunci corpul buclei începe să se execute din nou și așa mai departe. Dacă rezultatul calculului este da, atunci bucla se termină, iar Idolul continuă la execuția următoarei comenzi după buclă.

Sarcină. Programul primește o secvență de numere întregi care se termină cu zero. Aflați numărul de numere negative din succesiune. Este garantat că secvența conține cel puțin un număr întreg diferit de zero.

(Un fragment din codul programului)

intrare num
daca num 0
atunci k: = k + 1
kts la num = 0
roz

Curs 4. Expresii aritmetice

Expresii aritmetice și reguli pentru scrierea lor. Algoritmi de feedback. Pai comanda. Condiții în limbaj algoritmic... Comenzile If and choice. Echipe de control. Prezentarea „vizuală” a comenzilor. Digresiune: regulile și forma de scriere a expresiilor aritmetice în Fortran al secolului XXI.

Numărul ziarului
	Curs 1. Obiectivele principale ale cursului. Metodologia de construire a unui curs. Abordare problematică. Teoria se învață prin practică. Sistemul Kumir este un suport eficient pentru conceptele tradiționale ale limbajelor de programare procedurală și metodele tradiționale de depanare. Exemple de utilizare a „Kumir” în cursurile preprofesionale.
	Curs 2. Cunoașterea practică a sistemului Kumir: Robot performer. Conceptul de algoritm. Controlul robotului cu ajutorul telecomenzii. Algoritmi liniari. Înregistrarea algoritmului. Retragere: Karel-Robot în curs initial programare la Universitatea Stanford.
	Curs 3. Metode de înregistrare „vizuală” a algoritmului. Control programat robot. Ciclul „ n o singura data". Folosind algoritmi auxiliari. Scrierea algoritmilor în limbaj algoritmic.
	Lucrarea de examinare numărul 1.
	Curs 4. Expresii aritmetice și reguli de redactare a acestora. Algoritmi de feedback. Pai comanda. Condiții într-un limbaj algoritmic. Comenzile If and choice. Echipe de control. Prezentarea „vizuală” a comenzilor. Digresiune: regulile și forma de scriere a expresiilor aritmetice în Fortran al secolului XXI.
	Curs 5. Mărimi în limbaj algoritmic. Comenzi de intrare/ieșire a informațiilor. Comanda de atribuire. Algoritmi auxiliari. Algoritmi cu rezultate si algoritmi-functii. Ciclul „pentru”. Valori tabelare... Valori logice, simbolice și literale.
	Lucrul de testare numărul 2.
	Curs 6. Metode de algoritmizare. Relații de recurență. Metoda iterației. Invariant de ciclu. Recursiune.
	Cursul 7. Fundamentele fizice calculatoare moderne. Microprocesorul este inima computerului modern. Cum se creează un computer.
	Curs 8. Interpreți virtuali și reali în sistemul „Kumir”. Artist desenator. Robotul Lego este un interpret controlat de software al lui „Kumir”. Hipertext în sistemul Kumir. Pregătirea temelor pentru studenți și verificarea automată a acestora. Lucrare finală.

În timp ce studentul „asamblează” programul în „PiktoMir”, practic nu trebuie să stăpânească o „lume computerizată” nouă, neobișnuită. Desigur, copilul trebuie să învețe să opereze mouse-ul pentru a obține rezultatul dorit de la computer, dar interfața în ansamblu se bazează pe conceptele și acțiunile familiare copilului, este „transparentă” și nu necesită concentrarea copilului. prea mult despre procesul de interacțiune cu computerul. În acest moment, elevul își concentrează aproape 100% din eforturile sale (sau, mai bine zis, „durata de atenție”) pe algoritmul de rezolvare a problemei. Dar de îndată ce are loc o tranziție de la programarea grafică la una textuală mai tradițională, elevul începe să se confrunte cu o „lume diferită”, ale cărei legi diferă de cele obișnuite deja studiate în școală. Este vorba în primul rând despre scrierea expresiilor aritmetice, elevul a petrecut zeci de ore pe stăpânirea abilităților de manipulare a acestora la lecțiile de matematică de la școală și a obținut un anumit automatism.

În primele sarcini de control al robotului, computerul își demonstrează capacitățile ca mașină de control, și nu ca mașină de calcul. Dar apoi un ciclu apare de N ori, iar la rezolvarea unor probleme, elevul poate fi nevoit să ia drept N un număr care apare ca urmare a unor calcule, de exemplu, numărul de celule dintr-un câmp de dimensiunea 9? 14. Se pare că nu este deloc necesar să calculați singur numărul total de celule ale unui astfel de câmp (în mintea dvs., pe hârtie sau cu un calculator) și să „introduceți” rezultatul în program. Se pare că computerul însuși va putea face toate calculele necesare de îndată ce îi spunem (notați-l în program) exact ce trebuie calculat. Adică, aproximativ vorbind, pentru a rezolva o problemă pe un computer, nu trebuie atât de mult să știi „câte vor fi de două ori doi”, cât să poți spune computerului că trebuie să iei rezultatul efectuării operației” de două ori două” sau operația „de 9 ori pe 14”.

Nu există probleme cu adunarea și scăderea. În înregistrare ciclu de 3 + 3 ori nimic nou pentru student. În exact aceeași formă la lecțiile de matematică, elevii notează și, sperăm, calculează diverse sume și diferențe fără a folosi un calculator. Dar pentru expresii aritmetice mai complexe, regulile de scriere în matematica școlară și în limbajele algoritmice tradiționale încep să difere oarecum.

Cert este că atunci când lucrăm pe hârtie și pe tablă, „desenăm” formule matematice - rădăcini, fracții, grade și indici - și acest lucru este foarte convenabil. Și în limbajele tradiționale de programare, o expresie aritmetică nu poate fi desenată, ci trebuie „codificată” prin apăsarea butoanelor de pe tastatura computerului. Din această cauză, în programare s-a dezvoltat o tradiție de notare simplificată, așa-numită „liniară” a formulelor, la care un student de la începutul secolului XXI trebuie să se obișnuiască și să se adapteze. (Probabil, până la jumătatea secolului acest lucru nu va trebui făcut, vezi programul din dreapta jos.) Deci, atunci când introducem formulele necesare (expresii aritmetice) în program, va trebui să folosim tastatura computerului și codifică (criptează) aceste formule într-un anumit mod. Ca și în cazul oricărei probleme de codificare sau criptare a informațiilor, această simplă problemă tehnică se poate dovedi a fi atractivă pentru unii școlari (obosiți să controleze Robotul). Când se rezolvă această problemă, se dovedește că există un simbol punct pe tastatură, dar nu există un simbol de înmulțire „?”, Și punctul, de asemenea, nu servește deloc ca simbol de înmulțire. De asemenea, se dovedește că nu este obișnuit să scrieți formule aritmetice de forma 8 (2 + 3) cu semnul de înmulțire lipsă. Un computer (mai precis, un compilator al unui limbaj de programare) ar putea descoperi astfel de formule, dar în mod tradițional refuză să facă acest lucru și necesită introducerea unui asterisc în formulă - un semn de înmulțire: 8 * (2 + 3). Dar computerul, de regulă, percepe două asteriscuri consecutive ca un semn de exponențiere.

Luate împreună, toate aceste mici detalii formează obstacolul pe care elevul trebuie să-l depășească. Acest lucru este de obicei simplu.

Copiii, de regulă, nu fac greșeli, cu excepția uneia larg răspândite: fracții de formă

și sunt scrise ca 3 + 5/2 și 3 * 5/2 fără paranteze, în loc de notația corectă (3 + 5) / 2 și (3 * 5) / 2.

Reguli pentru scrierea expresiilor aritmetice în Fortran al secolului XXI

În ultimele secole, matematicienii au practicat limbajul formulelor matematice, care s-a dovedit a fi un mijloc eficient de exprimare a conceptelor și metodelor matematice de manipulare a obiectelor matematice. Când au apărut computerele la mijlocul secolului trecut, primii editori de text pe calculator și primele limbaje de programare, acestea s-au dovedit a fi incapabile să lucreze cu limbajul de formule matematice elaborat în matematică. De-a lungul timpului, situația cu formulele matematice din documentele text s-a îmbunătățit. Matematicienii și programatorii au inventat și standardizat modalități de a introduce formule matematice în documente text, dar programatorii în programele lor au continuat să folosească forma inexpresivă „liniară” de scriere a formulelor sub forma unui șir de caractere introduse de la o tastatură standard.

În secolul XXI, situația a început să se schimbe. La ordinul armatei americane, specialiștii SUN au dezvoltat limbajul Fortress, care a fost inițial destinat să utilizeze notația matematică general acceptată în textele programelor. Pe în prezent doar primii pași au fost făcuți în această direcție, dar în limba Cetății este deja posibil să se folosească: litere grecești:

superindice/indice și fracții:

formule cu semne de înmulțire omise:

formule în care argumentele funcțiilor elementare nu sunt incluse în paranteze:

stabiliți semne de funcționare

Și acesta este doar începutul, în câteva decenii textele programelor folosite de oamenii de știință și ingineri vor fi aspectul exterior sunt asemănătoare manualelor de matematică elementară și superioară.

Algoritmi de feedback. Pai comanda

Până acum, am lucrat cu Robotul în stilul graficii Turtle din LOGO, și anume, comandat fără niciun feedback. Prin urmare, ceea ce am făcut (din punct de vedere metodologic) s-ar putea face cu același succes, de exemplu, în același LOGO. Algoritmii de ajutor (cu sau fără argumente) pot fi învățați folosind fie Robotul, fie Țestoasa.

La început, la compilarea programelor pentru Robot (sau pentru Vertun), de regulă, aveam în prealabil informații complete despre situația Robotului. Dar Robotul (și Vertun), din punct de vedere metodologic, este mult mai bogat decât Turtle, deoarece are comenzi de feedback. Și, folosind aceste comenzi, un bărbat poate obține rapid informații despre situația din jurul unui robot la distanță de la el, iar un computer poate primi rapid informații atunci când execută un program. De exemplu, executând comanda „liber la stânga”, indiferent de la cine vine, Robotul comunică o porțiune de informații despre situația în care se află în acest moment. O altă informație poate fi obținută întrebând Robotul dacă celula în care se află este pictată peste.

Când utilizați telecomanda prezentată mai sus, persoana citește răspunsurile robotului de pe tablă sub formă de text. O telecomandă mai ieftină ar putea imita răspunsul robotului prin aprinderea unui bec (LED). Când robotul este controlat de un computer, răspunsul robotului este convertit în niveluri de semnal electric. Dar esența procesului este aceeași: atunci când comanda de feedback este executată, informația nu merge doar către Robot, ci este transmisă și în sens invers, de la Robot la computer sau Om. De aici și termenul de feedback. Teoretic, era posibil să se facă cu o singură comandă de întrebare din fiecare pereche de tip: Free Right - Wall Right. Acest lucru ar complica însă scrierea algoritmului, întrucât ar necesita introducerea negației, care într-un stadiu incipient al pregătirii este nejustificată metodologic, complicând regulile de scriere și execuție a programelor. În loc de notația naturală „pe partea de sus a peretelui”, ar trebui să scrie ceva de genul „deasupra nu este liber”, ceea ce sugerează un fel de dualitate, și dacă există ceva în afară de perete?

Ce este mobilierul robot

Mediul Robotului este un câmp dreptunghiular înconjurat de un gard și împărțit în celule și este descris de următoarele valori: 1) dimensiunea câmpului - numărul de rânduri (de la 1 la 10) și numărul de coloane (de la 1). până la 16); 2) pentru fiecare celulă: prezența pereților în jurul celulei; semn de umbrire; cantitatea de radiație (măsurată în unități arbitrare, poate lua orice valoare reală de la 0 la 100); temperatura (măsurată în grade Celsius, poate lua orice valoare reală de la –273 la +233). Notă. Cea mai scăzută temperatură posibilă este (aproximativ) zero absolut (0 grade Kelvin). Temperatura superioară este temperatura la care sunt arse cărțile (451 de grade Fahrenheit). Această temperatură este cunoscută de toți cititorii celebrei povești a lui Ray Bradbury „Fahrenheit 451”.

Sistemul de comandă al robotului îi permite să determine valorile tuturor acestor caracteristici ale celulei. În plus, cușca poate conține semne vizibile pentru observator, dar inaccesibile „simțurilor” Robotului: simboluri în colțurile din stânga sus și din stânga jos ale cuștii, un punct în colțul din dreapta jos al cuștii. O parte integrantă a mediului este Robotul însuși (mai precis, locația sa pe teren). Nu există comenzi în sistemul de comandă Robot care să vă permită să solicitați coordonatele Robotului pe teren.

Robotul are trei grupuri de comenzi de feedback. Primul grup vă permite să analizați prezența sau absența pereților de sus, jos, dreapta și stânga. Al doilea grup este format din două comenzi diametral opuse-întrebări „este colivia pictată?” și „cușca este curată?”

Dacă comenzile primelor două grupuri returnează „da” sau „nu” ca răspuns, atunci comenzile ultimului grup returnează un număr real ca răspuns. Cu ajutorul acestor comenzi, puteți afla care este temperatura și care este radiația din cușca în care se află Robotul. Datorită echipelor din grupa a treia, lumea Robotului devine considerabil mai bogată. Datorită acestor echipe, putem stabili și rezolva o gamă mai largă de sarcini pentru controlul Robotului și colectarea de informații pe câmpul Robot. Mai mult decât atât, sarcinile de temperatură și radiații în domeniul Robotilor pot înlocui unele dintre sarcinile tradiționale de prelucrare a tablourilor. „Echiparea” unui robot cu un „termometru” și un „contor Geiger” este o abordare metodologică bună atunci când se studiază problemele formulate de obicei pentru matrice. Asemenea sarcini tradiționale de prelucrare a tablourilor precum „elementul minim”, „indicele elementului maxim”, „suma elementelor”, „media aritmetică”, etc., pot fi reformulate ca sarcini de colectare a informațiilor pe câmpul Robot și în același timp timpul primește o interpretare foarte firească...

Un rând orizontal de cinci celule cu o radiație dată în fiecare celulă (10, 10, 30, 20 și 40) este un analog exact al unui tabel liniar de numere reale de cinci elemente. Și aproape fiecare problemă liniară de foi de calcul poate fi reformulată ca o problemă de robot. Într-o astfel de formulare, va fi mai clar de ce a apărut o astfel de problemă și de ce trebuie rezolvată. Să ne imaginăm că pe câmpul Robotului din dreapta există un zid la care oamenii vor trebui să meargă – poate salvatorii. Mai întâi trebuie să aflați cât de periculos este trecerea de-a lungul coridorului pentru sănătate, care este nivelul de radiație. Dacă oamenii se mișcă cu o viteză aproximativ constantă, atunci doza de radiație pe care o primesc va fi proporțională cu suma nivelurilor de radiație din toate celulele trecerii către perete. Prin urmare, analiza gradului de pericol al acestei treceri pentru viața salvatorilor poate fi reformulată ca problema calculării radiației totale în celulele de trecere. Aceasta este problema găsirii sumei elementelor tabelului, formulată în termeni de control Robot. În mod similar, puteți reformula aproape orice sarcină pentru procesarea tabelelor (matrice).

Exercitiul... Reformulați sarcinile „Element minim de matrice” și „Indexul elementului de matrice minimă” în ceea ce privește controlul Robotului.

Deci, să vedem care dintre următoarele formulări ale problemei este mai atractivă pentru elev: 1) găsiți indicii elementului minim al unui tabel dreptunghiular; 2) în dreptunghiul din câmpul Robot, găsiți o celulă cu radiații minime și mutați Robotul în această celulă (pentru odihnă).

Prima formulare este pur matematică. Cine are nevoie de acești indici și de ce depășește cu mult domeniul de aplicare al sarcinii. Al doilea este mai înțeles și mai semnificativ. Deși, cel mai probabil, școlarii nu s-au confruntat cu radiațiile înainte, pentru ei este clar că un nivel ridicat de radiații este „rău”, că celula necesară pentru sarcină este cea mai sigură și dacă Robotul trebuie să găsească un loc unde să se odihnească , atunci este mai bine să alegeți cea mai sigură celulă - o celulă cu radiații minime.

După cum puteți vedea, algoritmul Suma Elementelor folosește o buclă „pa” pe care nu am introdus-o încă. Aici tocmai ne-am devansat puțin. Bucla „pa” ar trebui introdusă atunci când se discută o problemă (abordare problematică), de exemplu, cum ar fi în manual:

„Există un zid undeva sub Robot pe câmp. Este necesar să mutați robotul vertical în jos pe perete, de exemplu. plasați Robotul în cușcă direct deasupra peretelui pe aceeași verticală cu poziția inițială a Robotului”. Puteți încerca mai întâi să rezolvați această problemă manual. Profesorul poate chiar să deseneze un câmp Robot pe o foaie și, deocamdată, nearătând foaia școlarilor, să le urmeze comenzile. În curând, școlarii vor înțelege că trebuie să întrebe tot timpul: „Este gratuit de jos?” (sau „sub zid?”) și comandă „jos” până dedesubt Robotul este liber.

De obicei, după 10 minute de un astfel de joc, fiecare elev din clasă are o idee detaliată despre cum să comande Robotul pentru a rezolva problema. Această înțelegere este scopul metodologic al unui astfel de „joc”.

Tehnica metodologică a unei astfel de introduceri a unui nou design al limbajului de programare G.V. Lebedev a descris în prelegerile sale după cum urmează:

„Când studenții își dau seama în detaliu cum să rezolve problema de mai sus în timp ce controlează robotul „manual”, o opoziție cheie pentru metoda noastră metodologică are loc între această muncă „manual” și schema de control programată.

"Minunat! – spune profesorul. - Toată lumea și-a dat seama cum să controleze robotul. Dar nu avem de-a face cu controlul manual al Robotului, ci cu informatica. Prin urmare, sarcina noastră este să scriem un algoritm pentru un computer, atunci când este executat, computerul va comanda Robotului astfel încât problema să fie rezolvată. Rețineți că distanța de la Robot la perete este necunoscută, dar computerul, care rulează algoritmul (și nu știe distanța), trebuie să mute Robotul pe perete. Încercați să scrieți un algoritm ca acesta. La urma urmei, înțelegeți cum trebuie să controlați robotul, ce comenzi ar trebui să emită computerul robotului. Așa că scrieți-l sub forma unui algoritm computerizat”. Vă atrag încă o dată atenția asupra acestei abordări problematice. La urma urmei, practic în acest loc le rugăm școlarilor să vină cu o construcție a ciclului „pa”. Adică, spre deosebire de secvența standard (întâi forma de notație, apoi semantica ei (sensul), apoi soluția problemelor), mai întâi punem problema, apoi analizăm cum să o rezolvăm, adică. înțelegem sensul (semantica) construcției viitoare și apoi le cerem elevilor să vină cu o formă de înregistrare”.

Bucla while este în mod semnificativ o construcție foarte complexă. Și procesul de stăpânire este mai bine să îl faceți vizual. Tutorialul explică acest ciclu prin căi diferite, inclusiv folosind o diagramă bloc. O explicație vizuală a activității ciclului „bye” este la fel de importantă ca și modul de execuție pas cu pas în „Kumir”, deoarece imaginile grafice și observațiile din procesul propriei activități sunt mai bine asimilate de conștiința elevului decât vorbirea și formulele matematice emanate de la profesor.

Efectuează un PAS al programului și intră în modul PAUZĂ. Când este pornit în starea EDITARE și ANALIZĂ, trece peste liniile de „utilizare” și se oprește înainte de a executa prima linie a intro-ului programului principal (dacă există) sau înainte de a executa linia cu cuvântul „alg” al algoritmului principal. . Executarea comenzii de apelare a algoritmului-procedura este tratată ca un PAS. Afișează rezultatele calculelor și verificărilor condițiilor în câmpuri.

Se efectuează în mod similar cu comanda „STEP”. Diferența constă în executarea comenzii pentru apelarea algoritmului-procedură sau calcularea valorii algoritmului-funcție (dacă sunt prezentate în fereastra de lucru). În aceste cazuri, următorul pas este executarea liniei de antet algoritm auxiliar... În viitor, comanda „pas” sau „STEP” va duce la executarea pasului următor în cadrul algoritmului auxiliar care se execută.

Să încercăm să executăm algoritmul „Mergi până la capăt”. Vom executa programul pas cu pas făcând clic pe pictograma PAS. Suntem interesați de execuția ciclului „pa”. În primul rând, se verifică condiția „liber înainte”. Răspunsul este „da”, ceea ce înseamnă că corpul buclei trebuie executat. Iar robotul coboară o celulă. Când corpul buclei s-a terminat, ne întoarcem și verificăm din nou starea. Și așa mai departe, până la următorul ( Exercitiul: Care este scorul?) la pas Robotul va lovi peretele și verificarea stării va da rezultatul „nu”. Și apoi vom finaliza execuția ciclului și vom începe să executăm comenzile scrise în program după kts.

Vă rugăm să rețineți că rezultatele verificării condițiilor sunt afișate pe câmpuri, astfel încât după fiecare verificare a condiției, elevul să înțeleagă imediat dacă corpul ciclului va fi executat din nou, sau execuția ciclului va fi finalizată.

Ce se întâmplă dacă mediul robotului este diferit și acesta stă deja deasupra peretelui înainte de finalizarea ciclului? Să încercăm să executăm algoritmul cu astfel de condiții inițiale. Puțină teamă

dar dacă robotul se defectează? Nimic de genul acesta. Robotul nu s-a rupt, ciclul s-a încheiat, deoarece condiția „liber de jos” la prima verificare nu este îndeplinită și, prin urmare, corpul ciclului nu este executat nici măcar o dată. Aceasta este una dintre caracteristicile importante ale ciclului de revedere.

O altă caracteristică importantă a execuției buclei „bye” este posibilitatea buclei - execuția nesfârșită a corpului buclei. Să presupunem că am amestecat-o și în loc de comanda „jos”, am scris comanda „vopsire” în interiorul buclei. Dacă este liber sub Robot, atunci Robotul nu se va mișca nicăieri, ci va sta nemișcat și va picta la infinit peste celula în care stă. Dacă rulați un astfel de program, atunci puteți afla despre bucla după numărul de pași efectuati de program, care va crește rapid în fața ochilor noștri, în timp ce Robotul stă nemișcat.

A treia și ultima caracteristică a buclei „bye” este că condiția pentru continuarea buclei în timpul execuției corpului buclei nu este verificată. Să schimbăm ușor algoritmul din nou adăugând încă o comandă „jos” în corpul buclei. Lăsați robotul să finalizeze sarcina mai repede. De regulă, studenții nu văd eronarea unui astfel de program, presupunând în mod incorect că condiția buclei este cumva verificată magic în fiecare moment al execuției corpului buclei. Acesta, desigur, nu este cazul. Exemplul dat demonstrează a apărut eroare de rulare, chiar dacă condiția buclei era (la timpul trecut) valoarea „da”. Dar înainte de al doilea pas „în jos”, nimeni nu a verificat starea. Din această cauză, a existat un refuz în program.

Condiții într-un limbaj algoritmic. Dacă și Selectați Comenzi

De regulă, după stăpânirea ciclului „pa”, comenzile „dacă” și „alegere” sunt stăpânite fără prea multe dificultăți. Ca de obicei, introducerea unei noi comenzi ar trebui începută de la sarcina în cauză. Dat: Un robot este undeva pe teren și în dreapta este liber. Este necesar: deplasați Robotul în jos, pictând acele celule ale câmpului de-a lungul drumului, care au un perete în dreapta.

Algoritmul este obținut prin simpla reluare a soluției la problema anterioară, trebuie doar să adăugați comanda „dacă”.

Întrebarea metodologică de ce apare construcția „dacă” în curs după construcția „pa” poate fi găsită în „12 prelegeri” de G.V. Lebedeva: „Desigur, este ușor să introduci și să explici comanda „dacă” folosind un exemplu de tip de pas „prudenți”: „dacă partea de jos este liberă, atunci totul este în jos ”. Necazul, în opinia noastră, este că, dacă pornești de la asta (și mai ales dacă introduci comanda „dacă” înainte de cicluri), atunci școlarii nu au în cap niciun context extern (deși nu formalizat), în care scrierea unei astfel de echipe ar fi semnificativă pentru rezolvarea unor sarcini semnificative. După ce se analizează cel puțin un exemplu cu o buclă și cu un „dacă” în interior, apare un astfel de context extern. Atunci este deja posibilă studierea comenzii „dacă” fără cicluri - elevii își vor imagina situația în care apare necesitatea unei astfel de comenzi. Dar atunci când acest prim exemplu (cu bucla și „dacă”) este tratat, comanda „dacă” nu are nimic de învățat. Alte exemple ilustrative pur și simplu nu sunt necesare - trebuie să rezolvați probleme. Prin urmare, credem că pentru prima dată comanda „dacă” ar trebui să apară în buclă. ” Complexitatea comenzii „dacă” poate sta doar în înregistrarea stării. Puteți veni cu o problemă pentru școlari - notați în mod oficial condiția „Robotul stă în colț”:

(peretele din stânga și perete de sus)

sau(peretele de sus și peretele din dreapta)

sau(peretele din dreapta și peretele de jos)

sau(peretele de jos și peretele stâng)

Comanda de alegere

Comanda „select” este prima comandă „inutilă” în limbajul algoritmic. Este imposibil de formulat o problemă care nu poate fi rezolvată fără această comandă. Comanda „selectare” simplifică doar înregistrarea într-o situație în care există multe opțiuni. Dar chiar și în această situație, algoritmul poate fi notat, limitându-se la utilizarea doar a comenzii „dacă”.

Prezentarea „vizuală” a comenzilor

Ciclul „pa” poate fi explicat nu numai școlarilor care folosesc „Kumir” cu robotul, ci și preșcolarilor, folosind fratele mai mic al lui „Kumir” - „PiktoMir”. Din prelegerea anterioară, suntem familiarizați cu Vertun, care poate merge pe un câmp similar cu cel al unui Robot. Vertun este un interpret interesant, are comenzi de feedback: Vertun poate verifica dacă cușca pe care stă este pictată și dacă este un perete în fața lui. Vertun, ca și Robotul, are un set dublu de comenzi de feedback. Dar există motive întemeiate pentru acest lucru în PiktoMir. Dacă în „Kumir” am putea obține echivalentul comenzii „drept liber” de la comanda Robot „pe peretele din dreapta” adăugând negația „nu” în interiorul comenzii, atunci în stilul vizual de programare în „PictoMir” particule nu există. Asta înseamnă că nu poți face cu două echipe și ai nevoie de toate patru.

Pictogramele prezentate în figură denotă aceste perechi de comenzi (de la stânga la dreapta): „celula este umplută” (culoarea gri a câmpului); „Zidul înainte” (zid de cărămidă); „Cușca este curată” ( Culoarea verde câmpuri); „Liber înainte” (zidul este distrus).

Comanda de alegere

Dacă condiția 1: seria 1

Cu condiția 2: seria 2

Dacă condiția n: seria n

În caz contrar, seria n + 1

Cuvântul cheie altfel, împreună cu seria corespunzătoare de comenzi, poate lipsi:

Dacă condiția 1: seria 1

Cu condiția 2: seria 2

Dacă condiția n: seria n

„Kumir” verifică mai întâi condiția 1. Dacă este îndeplinită, atunci „Kumir” execută comenzi din seria 1 și apoi trece la executarea comenzilor scris după cuvântul toate. În caz contrar, „Kumir” face același lucru cu condiția 2 și comenzile din seria 2 etc.

Comenzile scrise după cuvântul „altfel” sunt executate atunci când niciuna dintre condiții nu este îndeplinită.

Într-o comandă, nu este întotdeauna selectată mai mult de o serie de comenzi, chiar dacă mai multe condiții sunt adevărate. Executarea comenzii select se termină după ce se găsește prima condiție (în ordine) cu valoarea yes (și seria corespunzătoare de comenzi a fost executată).

Există trei comenzi de control al execuției în limba Kumir:

aprobat, dat, este necesar.

Format apel:

aprobat<ЛОГ ВЫРАЖЕНИЕ>

dat<ЛОГ ВЫРАЖЕНИЕ>

necesar<ЛОГ ВЫРАЖЕНИЕ>

Toate cele trei comenzi sunt executate astfel. Se verifică starea. Dacă condiția nu este îndeplinită, atunci „Kumir” oprește execuția algoritmului și raportează că a avut loc o eroare. Dacă condiția este îndeplinită, atunci execuția algoritmului continuă în mod normal ca și cum nu ar exista nicio comandă de control. Comanda dată verifică starea la începutul execuției algoritmului, comanda este necesară - la sfârșitul execuției algoritmului, iar cu comanda de aprobare puteți verifica starea în timpul execuției algoritmului.

Cum pot fi utilizate aceste condiții în PiktoMir? Condițiile pot fi plasate la începutul algoritmilor auxiliari în celule speciale. Cele albastre conțin un repetor (pentru organizarea buclei de N ori), iar cele roz - condiția executării algoritmului f1 – f5. După cum sa menționat deja în cursul 3, bucla de N ori ajută elevul să salveze celule atunci când elaborează algoritmul.

Dar dacă o sarcină simplă este, de exemplu, să mutați Vertun la dreapta pe perete, atunci programul poate arăta astfel:

Într-adevăr, dacă „puiți” situația Vertun, puteți calcula cu ușurință că sunt 4 pași până la perete. Este o altă problemă dacă situația nu ne este vizibilă și putem afla despre ea doar prin feedback de la Vertun. Similar cu situația cu Robotul, elevul va trebui să-l întrebe pe Vertun înainte de a păși înainte dacă există un zid în fața lui. În limbajul algoritmic școlar, când elevii sunt forțați să vină cu construcția ciclului „pa”, copiii au încă mult loc pentru imaginație, deoarece limitele limbajului algoritmic nu sunt vizibile. În PiktoMir, un copil are doar ceea ce vede pe ecran. Și condițiile pot fi puse doar într-un singur loc. Trebuie doar să încerce.

Un astfel de program va funcționa corect pentru mediul actual al Vertun (și, desigur, în toate cazurile când peretele este mai aproape de patru pași de poziția de pornire).

Să explicăm cum funcționează algoritmul auxiliar f1. Înainte de începerea algoritmului (care este conținut în 12 celule executabile), se execută comanda Vertun, care se află în caseta roz. Dacă răspunsul este „da”, atunci algoritmul este executat de câte ori este indicat în câmpul albastru. În acest caz, celulele goale sunt sărite, iar comanda din câmpul roz este apelată de fiecare dată înainte de următorul ciclu de execuție al algoritmului f1.

Dacă caseta roz este goală, atunci răspunsul este da. Dacă câmpul albastru este gol, atunci bucla este executată o dată. De fapt, un astfel de algoritm auxiliar ar fi analog cu următoarea notație în limbajul algoritmic:

nts <синее поле> doar la revedere <розовое поле>

<команды в клетках алгоритма>

Dar nu există o astfel de construcție într-un limbaj algoritmic. În acest caz, f1 se transformă într-un analog al constructului „dacă”, în cazul unui repetor gol (câmp albastru gol) sau al unui singur repetor, iar algoritmul f1 se transformă într-o buclă „pa” dacă condiția este prezentă ( câmp roz) iar repetorul este infinit.

Exercitiul... Amintiți-vă cum să construiți o buclă de la f1 N ori.

Ce îl va motiva pe copil să folosească ciclul bye (folosește cutia roz)? Cert este că în PiktoMir există doar 7 repetoare: 1 dată, 2 ori, 3 ori, 4 ori, 5 ori, 6 ori și „la infinit”. Cu acest set, poți ajunge la perete când acesta are 1, 2, 3, 4, 5 sau 6 pași. Dar ce să faci când sunt 7 pași până la perete sau sunt atât de mulți pași încât copilul pur și simplu nu-și poate număra numărul? Există un repetor „infinit”, și chiar dacă un copil nu a stăpânit încă acest concept, după ce a trecut prin cele câteva opțiuni de creare a programelor din PictoWorld, va încerca cu siguranță opțiunea cu repetorul „infinit” într-o cușcă albastră și condiție necesară într-o cușcă roz. Acesta va fi ciclul „pa” creat de copil (conștient).

Limbajul grafic al „PiktoMir” încurajează copilul să inventeze ciclul „pa” mai puternic decât limbajul algoritmic al „Kumir”. Faptul este că atunci când „se lăutălește” cu „PiktoMir”, copilul este foarte limitat în alegerea mijloacelor. „PiktoMir” este totul în palma mâinii tale, iar limbajul algoritmic poate fi studiat mult timp. În PiktoMir, puteți parcurge rapid toate opțiunile de programare și, deoarece există și un ciclu „pa” printre ele, îl puteți deschide și pe acesta. Diferența dintre „Kumir” și „PiktoMir” este similară cu diferența dintre șah și dame. Despre acesta din urmă, celebrul scriitor american Edgar Allan Poe a scris în povestea polițistă „Murder on Morgue Street” după cum urmează:

„Între timp, atenția decide aici (la șah. - Notă Ed.). De îndată ce el slăbește, și comiteți o neglijență care duce la calcul greșit sau la înfrângere. Și din moment ce mișcările de șah sunt nu numai diverse, ci și ambigue, șansele unei greșeli cresc în consecință și, în nouă cazuri din zece, câștigă nu cu atât mai capabil, ci cu atât mai concentrat. Damele este o altă problemă, unde este permisă o singură mișcare cu variații minore; aici șansele de supraveghere sunt mult mai mici, atenția nu joacă un rol deosebit și succesul depinde în principal de claritate. ... Evident, aici (cu forțe egale) victoria depinde de o mișcare reușită, de o decizie neașteptată și plină de duh 6 ”.

A existat, de asemenea, un motiv mai profund pentru care am dotat Robotul cu perechi de comenzi de întrebări diametral opuse. Odată ajuns într-un limbaj algoritmic, era imposibil să plasați o particulă în afara numelui comenzii. În acele vremuri, din această cauză, ar fi necesar să se folosească expresii complet ilizibile din punctul de vedere al limbii ruse precum „nu celula este pictată peste” sau „nu este liberă de sus”. În versiunea modernă a limbii, astfel de expresii sunt scrise mult mai normal: „celula nu este pictată”, „vârful nu este liber”.

Kushnirenko A.G., Lebedev G.V., Svoren R.A. Fundamentele Informaticii si Informaticii. M .: Educație, 1990, 1991, 1993, 1996.

Din păcate, este imposibil să numiți algoritmul „Mergeți până la capăt” în „Kumir”, deoarece „înainte” este cuvânt cheie limba.

12 prelegeri despre ce servește un curs școlar de informatică și cum se preda: A.G. Kushnirenko, G.V. Lebedev. // Trusa de instrumente. Moscova: Laboratorul de cunoștințe de bază, 2000.

Carduri de sarcini

Găsiți printre n numere întregi introduse de la tastatură numărul de negative

Sunt date două numere arbitrare. În timp ce produsul lor este mai mic de 100, creșteți fiecare număr cu 2 și afișați numerele finale pe monitor

N numere întregi sunt introduse secvenţial. Găsiți numărul de cinci într-o succesiune

N numere întregi sunt introduse secvenţial. Găsiți diferența dintre valorile maxime și minime ale numerelor date