Tâches des robots. Robot interprète

Programme d'idoles

Robot interprète

Qui est le robot performer ?

• Imaginez un champ en damier (comme une feuille d'un cahier avec un motif en damier) sur lequel se trouve un certain objet, que nous appellerons un robot. À l'aide de commandes spéciales, nous pouvons contrôler ce robot - déplacez-le autour des cellules, peignez sur les cellules. Et dans la plupart des cas, notre tâche sera d'écrire un programme pour le robot, dans lequel il peindra certaines cellules.

Mise en place de l'environnement Idol pour le robot performer

• Le programme Idol lancé ressemble à ceci.

Environnement de démarrage du robot

• Avant de démarrer l'exécution du programme, il est nécessaire de définir l'environnement de démarrage de l'exécuteur du Robot. Cela signifie placer le Robot dans la position souhaitée, placer les murs, peindre les cellules requises, etc. Cette étape est très importante. Si vous l'ignorez, le programme risque de ne pas fonctionner correctement ou même de planter.

Cliquez sur Modifier l'environnement

Robot interprète. Commandes simples.

• en haut
• vers le bas
• gauche
• droite
• peindre

Le résultat de l’exécution de ces commandes ressort clairement de leurs noms :

• vers le haut - déplace le robot d'une cellule vers le haut
• vers le bas - déplacez le robot d'une cellule vers le bas
• gauche - déplace le robot d'une cellule vers la gauche
• à droite - déplace le robot d'une cellule vers la droite
• peindre - peindre sur la cellule actuelle (la cellule dans laquelle se trouve le robot).

Exemple d'algorithme

• Vous devez d’abord écrire la phrase :
• utiliser Robot

Si vous savez combien de cellules doivent être peintes, alors l'algorithme de solution sera le suivant !

Tâche n°1

• Écrivez un programme pour résoudre le problème suivant si vous savez combien de cellules doivent être ombrées

Cycles

• 1. Boucle avec compteur utilisé lorsqu'on sait à l'avance combien de répétitions doivent être effectuées.

heure nc

…

nœuds

Ici, nous devons préciser le nombre de répétitions (nombre) et les commandes qui seront répétées. Les commandes répétées en boucle sont appelées corps du cycle.

Tâche n°2

• Écrivez un programme pour résoudre le problème suivant en utilisant une boucle avec un compteur

• 2. Boucle avec condition - tant que la condition est vraie, la boucle est satisfaite, si fausse, elle n'est pas satisfaite
• Le Robot performer a plusieurs conditions

gratuit en haut

libre d'en bas

laissé libre

libre à droite

mur au-dessus

mur en dessous

mur gauche

mur à droite

• Particules que vous pouvez utiliser : NON, ET, OU

Structure de boucle conditionnelle

nts pour l'instant libre à droite

droite

peindre

nœuds

Tâche n°3

• Écrivez un programme pour résoudre le problème suivant en utilisant une boucle conditionnelle :

Tâche n°4

• Écrivez un programme pour résoudre le problème suivant en utilisant des boucles conditionnelles :

Résolution de problèmes :

• 2. Le robot doit être déplacé de la position de départ à la position finale, en peignant les murs

Tâche n°5

• Il y a un mur horizontal sur un champ sans fin. La longueur du mur est inconnue. Le robot est situé au sommet du mur à son extrémité gauche. La figure montre l'emplacement du robot par rapport au mur (le robot est désigné par la lettre « P ») :

Réponse à la tâche n°5

• Caroline du Nord pas encore (fond libre)

peindre

Le début du cycle (nc) et la condition (pas encore (libre par le bas)) sont écrits sur une seule ligne.

Conception Si

• haut libre bas libre gauche libre droite libre

• Ces commandes peuvent être utilisées conjointement avec une condition "Si", ayant la forme suivante :
• Si condition Que
• séquence de commandes
• Par exemple, pour déplacer une cellule vers la droite, s'il n'y a pas de mur à droite, et peindre la cellule, vous pouvez utiliser l'algorithme suivant :
• si le droit est libre alors
• droite
• peindre

Tâche n°7

Les longueurs des murs sont inconnues.

Réponse à la tâche n°7

jusqu'à ce que le dessus soit libre

peindre

droite

pendant que le haut est libre

droite

alors que c'est gratuit à droite

peindre

droite

pas encore libre à droite

peindre

vers le bas

alors que c'est gratuit à droite

vers le bas

pas encore libre à droite

peindre

vers le bas

Tâche n°8

Les longueurs des murs sont inconnues.

Chaque mur comporte exactement un passage, l'emplacement exact du passage et sa largeur sont inconnus.

Réponse à la tâche n°8

pendant que le haut est libre

jusqu'à ce que le dessus soit libre

peindre

pendant que le haut est libre

jusqu'à ce que le dessus soit libre

peindre

jusqu'à ce que le fond soit libre

peindre

tandis que le fond est libre

jusqu'à ce que le fond soit libre

peindre

Tâche n°9

Les longueurs des murs sont inconnues.

Chaque mur comporte exactement un passage, l'emplacement exact du passage et sa largeur sont inconnus.

Réponse à la tâche n°9

tandis que le fond est libre

jusqu'à ce que le fond soit libre

peindre

tandis que le fond est libre

jusqu'à ce que le fond soit libre

peindre

jusqu'à ce que le dessus soit libre

peindre

pendant que le haut est libre

jusqu'à ce que le dessus soit libre

peindre

Tâche n°10

Les longueurs des murs sont inconnues.

Chaque mur comporte exactement un passage, l'emplacement exact du passage et sa largeur sont inconnus.

Réponse à la tâche n°10

pendant que la gauche est libre

pendant que la gauche est libre

peindre

pendant que la gauche est libre

jusqu'à ce que la gauche soit libre

peindre

pas encore libre à droite

peindre

alors que c'est gratuit à droite

pas encore libre à droite

peindre

Tâche n°11

Les longueurs des murs sont inconnues.

Chaque mur comporte exactement un passage, l'emplacement exact du passage et sa largeur sont inconnus.

Réponse à la tâche n°11

jusqu'à ce que le dessus soit libre

jusqu'à ce que le dessus soit libre

peindre

tandis que le fond est libre

jusqu'à ce que le dessus soit libre

peindre

Tâche n°12

Il y a un escalier sur le terrain sans fin. L'escalier descend d'abord de droite à gauche, puis de gauche à droite. La hauteur de chaque marche est d'un carré, la largeur est de deux carrés. Le robot se trouve à droite de la marche supérieure des escaliers. Le nombre de marches menant à gauche et le nombre de marches menant à droite sont inconnus. La figure montre une des manières possibles de positionner l'échelle et le Robot (le Robot est désigné par la lettre « P »).

Réponse à la tâche n°12

Nous descendons sous les escaliers de droite à gauche jusqu'à atteindre la jonction des escaliers :

le fond est gratuit pour l'instant

vers le bas

gauche

gauche

Nous descendons jusqu'au bout de l'escalier descendant, en peignant au passage les cellules nécessaires :

les nts ne sont pas encore gratuits à gauche

peindre

droite

peindre

droite

vers le bas

Réponse à la tâche n°13

nts la gauche est libre pour l'instant

peindre

gauche

en haut

les nts ne sont pas encore gratuits à gauche

peindre

en haut

Tâche n°14

Sur un champ infini se trouve un rectangle délimité par des murs. Les longueurs des côtés du rectangle sont inconnues. Le robot est à l'intérieur d'un rectangle. La figure montre une des manières possibles de positionner les murs et le Robot (le Robot est désigné par la lettre « P »).

Réponse à la tâche n°14

alors que c'est gratuit à droite

droite

pendant que le haut est libre

en haut

peindre

nts la gauche est libre pour l'instant

gauche

peindre

Réponse à la tâche n°15

alors que c'est gratuit à droite

peindre

droite

tandis que le fond est libre

peindre

vers le bas

peindre

pas encore (fond libre)

gauche

vers le bas

pas encore (libre à droite)

peindre

vers le bas

peindre

droite

pas encore (gratuit en plus)

peindre

droite

Réponse à la tâche n°16

pas encore libre à droite

peindre

vers le bas

peindre

droite

jusqu'à ce que le dessus soit libre

peindre

droite

pendant que le haut est libre

en haut

alors que c'est gratuit à droite

peindre

droite

pas encore libre à droite

peindre

vers le bas

La tâche de l’enseignant est de parcourir ce chemin avec l’élève, non pas pour s’assurer d’un échec, mais pour éviter toute déception due à d’éventuelles difficultés. Il est très important d'organiser les cours pour que les enfants eux-mêmes découvrent de nouvelles choses à travers des activités qui ont du sens pour eux.
Comment un robot aide-t-il à étudier l’informatique ? Je n'indiquerai que quelques sujets informatiques sur lesquels repose la robotique.
Sujet "Fichiers et système de fichiers".
L'élève disposait d'un micro-ordinateur LEGO®NXT du coffret pédagogique. Tempêtes d'esprit LEGOÉducation NXT. Contrôlez-le système de fichiers se produit à l'aide de commandes standard, mais comme le volume de mémoire n'est pas important, le contrôle de ce qui est nécessaire et de ce qui ne l'est pas doit être effectué en permanence. Afin d'exprimer les actions du robot, d'afficher une image ou d'ajouter à la bibliothèque de programmes de travail, vous devez utiliser des concepts informatiques de base : fichier, type de fichier, chemin d'accès au fichier, menu, dossier.
Thème : « Processus d'information », « Codage de l'information ».
Le kit robotique est équipé de capteurs qui enregistrent des informations audio, tactiles et vidéo. Une fois numérisées, les informations peuvent être affichées sur un écran d'affichage. Une fonction spéciale du micro-ordinateur permet d'expérimenter des capteurs et des moteurs à l'aide de programmes prêts à l'emploi. Après avoir mené une série d'expériences avec des capteurs, une compréhension émerge : pourquoi un capteur de distance à ultrasons fonctionne plus lentement qu'un capteur de lumière infrarouge, comment le son se transforme en code numérique, etc. L'étude des processus d'information et des principes de codage de l'information permet une compréhension plus approfondie de l'essence des technologies de l'information.

Thème : Technologies de la communication.
Le micro-ordinateur LEGO®NXT prend en charge la technologie communication sans fil. Grâce à la fonction Bluetooth, vous pouvez définir connexion sans fil entre le micro-ordinateur NXT et d'autres appareils dotés Appareil Bluetooth, par exemple, avec d'autres NXT, avec téléphones portables ou avec des ordinateurs. En établissant une connexion Bluetooth, il est possible de : télécharger à distance des programmes depuis un ordinateur ; envoyer des programmes depuis d'autres appareils (pas depuis un ordinateur), y compris depuis NXT ; envoyer des programmes aux NXT individuels et à leurs groupes. Cette technologie permet de contrôler le robot à l'aide d'un téléphone mobile.

Thèmes « Algorithmes. Exécuteur d'algorithmes », « Environnement de programmation ».
Pour une première connaissance du robot, vous pouvez programmer directement l'unité NXT sans accéder à un ordinateur. Directement sur l'écran d'affichage, à l'aide d'un modèle de cinq commandes, vous pouvez créer un programme simple et bouclez-le. Cependant, il est impossible de se passer de la connaissance des structures algorithmiques de base et de la maîtrise de l'environnement de programmation. C'est la capacité de programmer le robot qui en fait un interprète universel, capable de résoudre une variété de problèmes. Vous devez commencer à maîtriser la technologie de programmation avec des environnements de programmation visuels, puis passer à des environnements orientés événements plus puissants et plus modernes.
Ainsi, la robotique nécessitera des connaissances de base en informatique, et le désir inépuisable de l’étudiant de faire de son robot « le meilleur » le pousse à maîtriser de nouvelles connaissances.
Pourquoi un robot peut-il être qualifié d’outil pédagogique idéal ? Parce que cet outil permet de créer un environnement d’apprentissage qui mettra à profit les désirs naturels de l’enfant de jouer, de créer et de communiquer avec ses pairs. Ainsi, on peut souligner les avantages de la robotique comme outil pédagogique :
. L'acquisition des connaissances se fait pendant le jeu.
. Construire un robot offre une liberté de création.
. La plupart des étudiants souhaitent améliorer leur travail.

A titre d'exemple, je voudrais citer le modèle d'un « Robot livrant des friandises gratuites », créé par un élève de 6e dans le cadre du cours « Programmation de robots » lors d'activités périscolaires. Le robot est assemblé à partir du set LEGO MINDSTORMS NXT Education 9797 selon le modèle standard Alpharex 1.0, et est complété par un capteur de couleur pour indiquer l'état du robot et un plateau pour les friandises.
L'objectif du travail est de mettre en œuvre un modèle de marche humaine autant que possible avec les ressources disponibles. Le mouvement de chaque jambe est contrôlé par un moteur et un ensemble mécanique d'engrenages et de leviers. Un levier fait monter et descendre la jambe, l'autre la fait avancer. Dans ce cas, le corps dévie vers la jambe d'appui, grâce à quoi le robot maintient l'équilibre. Cette démarche est appelée « shuffling »
Un moteur séparé contrôle le capteur de distance et les bras de levier qui maintiennent le capteur tactile et le capteur de couleur. Le plateau à friandises est fixe.
Le robot est programmé pour agir comme un livreur, par exemple de friandises gratuites, selon l'algorithme de comportement suivant. Le robot accompagne son mouvement d’une phrase directe : « Je suis le robot Alpharex, j’offre une friandise gratuite ! » Une personne souhaitant entrer en contact avec le robot peut l'arrêter d'un geste. Après s'être arrêté, le robot prononce la phrase : « Aidez-vous et appuyez sur le bouton ! » Après avoir pris le bonbon, la personne doit appuyer une fois sur le bouton en signe de gratitude. Trois secondes après l'arrêt, le robot continuera à bouger. Lorsque les friandises sont épuisées (le robot est programmé pour avoir un nombre spécifique de bonbons sur le plateau), le robot dira au revoir, le voyant rouge s'allumera et le robot s'arrêtera.

Le programme de contrôle du robot est écrit dans l'environnement NXT Programming 2.0.

Performer Le robot existe dans un champ rectangulaire, divisé en cellules, entre lesquelles il peut y avoir des murs et s'intègre entièrement dans une seule cellule.

Le robot peut se déplacer sur le terrain, peindre des cellules, mesurer la température et le rayonnement. Le robot ne peut pas traverser les murs, mais il peut vérifier s’il y a un mur à côté de lui.

• Le système de commande du performer « Robot » comprend :
• 5 commandes qui déclenchent les actions du Robot (gauche, droite, haut, bas, peindre)
• 10 commandes de vérification de condition :
• 8 commandes du formulaire [gauche/droite/bas/haut] [mur/libre]
• 2 commandes du type de cellule [rempli/vide]

2 commandes de mesure (température, rayonnement)

Commandes d'action

Renvoie non si la cellule est remplie et oui si la cellule n'est pas remplie.

Commandes de mesure

L'algorithme pourrait ressembler à ceci :

utiliser des robots
exemple 1
début
. vers le bas
. droite
. en haut
escroquer

Si vous essayez de guider le robot à travers le mur, un échec se produira. Le robot s'écrasera contre le mur et ne pourra plus suivre les commandes.

Écrivons un algorithme pour un robot traversant un labyrinthe du point A au point B :

utiliser des robots
Alg de A à B
début
. droite

. en haut ; en haut ; droite ; vers le bas ; vers le bas ; droite
. en haut ; en haut ; droite ; vers le bas ; vers le bas ; droite
escroquer

Les commandes pour passer chaque section peuvent être regroupées sur une seule ligne - cela raccourcit l'enregistrement de l'algorithme et le rend plus compréhensible. Pour écrire des commandes sur une seule ligne, elles doivent être séparées par un point-virgule.

Solution 20.1 de la tâche OGE 2017 en informatique à partir de la version démo. Il s'agit d'une tâche de la deuxième partie avec une réponse détaillée, d'un haut niveau de difficulté. Le temps estimé pour terminer la tâche est de 45 minutes. Pour cette tâche, vous pouvez marquer un maximum de 2 points. La tâche est effectuée sur l'ordinateur.

Éléments de contenu vérifiés :
- capacité à écrire un court algorithme dans l'environnement exécuteur testamentaire.

Description des éléments de contenu testés lors de l'examen :
— algorithme,
— propriétés des algorithmes,
— les manières d'écrire des algorithmes,
- des schémas fonctionnels,
- une idée de programmation,
- des constructions algorithmiques,
— valeurs booléennes,
- les opérations,
- les expressions,
— diviser la tâche en sous-tâches,
- algorithme auxiliaire,
— objets traités (chaînes de caractères, nombres, listes, arbres).

Tâche 20.1 OGE 2017 en informatique

Performer Robot peut naviguer dans un labyrinthe dessiné sur un plan divisé en cellules. Entre les cellules adjacentes (sur les côtés), il peut y avoir un mur à travers lequel le robot ne peut pas passer.
Le robot a neuf commandes. Quatre commandes sont des commandes d'ordre :
en haut
vers le bas
gauche
droite
Lors de l'exécution de l'une de ces commandes, le robot se déplace respectivement d'une cellule : vers le haut, vers le bas ↓, vers la gauche ←, vers la droite →. Si le robot reçoit l'ordre de traverser un mur, il s'effondrera.
Robot a aussi une équipe peindre, dans lequel la cellule dans laquelle se trouve actuellement le robot est repeinte.
Quatre autres commandes sont des commandes de vérification de condition. Ces commandes vérifient si le chemin est libre pour le robot dans chacune des quatre directions possibles :
gratuit en haut
libre d'en bas
laissé libre
libre à droite
Ces commandes peuvent être utilisées conjointement avec la condition " si", ayant la forme suivante :
Si condition Que
séquence de commandes
Tous
Ici, la condition est l'une des commandes de vérification de condition.
Séquence de commandes– il s’agit d’un ou plusieurs ordres de commande quelconques.
Par exemple, pour déplacer une cellule vers la droite, s'il n'y a pas de mur à droite, et peindre la cellule, vous pouvez utiliser l'algorithme suivant :
si le droit est libre alors
droite
peindre
Tous
Dans une condition, vous pouvez utiliser plusieurs commandes de vérification de condition à l'aide de connecteurs logiques Et, ou, Pas, Par exemple:
si (le droit est libre) et (pas le dessous est libre) alors
droite
Tous
Pour répéter une séquence de commandes, vous pouvez utiliser une boucle " Au revoir", ayant la forme suivante :
nts pour l'instant condition
séquence de commandes
nœuds
Par exemple, pour vous déplacer vers la droite tant que cela est possible, vous pouvez utiliser l'algorithme suivant :
nts, ​​le droit est gratuit pour l'instant
droite
nœuds

Terminez la tâche.
Le champ sans fin comporte des murs horizontaux et verticaux. L'extrémité gauche du mur horizontal est reliée à l'extrémité inférieure du mur vertical. Longueurs de mur inconnues. Il y a exactement un passage dans le mur vertical ; l'emplacement exact du passage et sa largeur sont inconnus. Le robot se trouve dans une cage située directement au-dessus du mur horizontal à son extrémité droite.
La figure montre l'un des moyens possibles l'emplacement des murs et du Robot (le Robot est désigné par la lettre « P »).

Écrivez un algorithme pour le robot qui peint toutes les cellules situées directement à gauche et à droite d'un mur vertical. Le passage doit rester non peint. Le robot doit peindre uniquement les cellules qui satisfont à cette condition. Par exemple, pour l'image ci-dessus, le Robot doit colorier les cellules suivantes (voir image).

Lors de l’exécution de l’algorithme, le Robot ne doit pas être détruit ; l’exécution de l’algorithme doit être terminée. L'emplacement final du robot peut être arbitraire.
L'algorithme doit résoudre le problème pour n'importe quelle disposition possible des murs et pour n'importe quel emplacement et taille du passage à l'intérieur du mur.
L'algorithme peut être exécuté dans un environnement d'exécution formel ou écrit dans un éditeur de texte.
Enregistrez l'algorithme dans fichier texte. Le nom du fichier et le répertoire de sauvegarde vous seront fournis par les organisateurs de l'examen.

Solution 20.1 du devoir OGE 2017 en informatique

Nous enregistrerons les commandes de l'interprète audacieux police et commentaires - italique. Le début d'un commentaire sera indiqué par le symbole « | » ( Il n'est pas nécessaire d'écrire des commentaires pendant le travail).

|Nous nous déplaçons vers la gauche jusqu'à atteindre un mur vertical.
nts la gauche est libre pour l'instant
gauche
nœuds

|Nous remontons jusqu'à atteindre le passage dans le mur et peignons les cellules.
les nts ne sont pas encore gratuits à gauche
peindre
en haut
nœuds

|Nous remontons jusqu'au bout du mur et peignons sur les cellules.
les nts ne sont pas encore gratuits à gauche
peindre
en haut
nœuds

|Nous contournons le mur.
gauche
vers le bas

|Nous descendons jusqu'à atteindre le passage dans le mur et peignons les cellules.
nts pas encore gratuit à droite
peindre
vers le bas
nœuds

|Nous descendons jusqu'au bout du mur et peignons sur les cellules.
nts pas encore gratuit à droite
peindre
vers le bas
nœuds

D'autres solutions sont également possibles.
Il est permis d’utiliser une syntaxe différente pour les instructions de l’interprète, plus familière aux étudiants.
La présence d'erreurs syntaxiques individuelles est autorisée, mais ne dénature pas l'intention de l'auteur de la solution.

2 points pour la tâche sont attribués si
L'algorithme fonctionne correctement pour toutes les données d'entrée valides.
1 point pour la tâche est attribué si
Pour toutes les données d'entrée valides, ce qui suit est vrai :
1) l'exécution de l'algorithme est terminée et le robot ne plante pas ;
2) pas plus de 10 cellules supplémentaires sont repeintes ;
3) pas plus de 10 cellules parmi celles qui auraient dû être peintes ne sont restées non peintes.
0 point pour une tâche est attribué si
La tâche n'a pas été complétée correctement, c'est-à-dire que les conditions pour attribuer 1 ou 2 points n'ont pas été remplies.