Robota uzdevumi. Izpildītājs Robots

Elku programma

Izpildītājs Robots

Kas ir robotu izpildītājs?

• Iedomājieties rūtainu lauku (kā lapu no piezīmju grāmatiņas ar rūtainu rakstu), uz kura atrodas noteikts objekts, ko sauksim par Robotu. Izmantojot īpašas komandas, mēs varam vadīt šo Robotu - pārvietot to pa šūnām, krāsot pāri šūnām. Un vairumā gadījumu mūsu uzdevums būs uzrakstīt programmu robotam, kurā tas krāsos noteiktas šūnas.

Vides iekārtošana Idol izpildītājam Robotam

• Palaista programma Idol izskatās šādi.

Robota palaišanas vide

• Pirms programmas izpildes uzsākšanas nepieciešams iestatīt Robota izpildītāja starta vidi. Tas nozīmē, ka ir jānovieto Robots vēlamajā pozīcijā, jānovieto sienas, jānokrāso nepieciešamās šūnas utt. Šis solis ir ļoti svarīgs. Ja to ignorēsit, programma var nedarboties pareizi vai pat avarēt.

Noklikšķiniet uz Rediģēt vidi

Izpildītājs Robots. Vienkāršas komandas.

• uz augšu
• uz leju
• pa kreisi
• pareizi
• pārkrāsot

Šo komandu izpildes rezultāts ir skaidrs no to nosaukumiem:

• uz augšu — pārvietojiet robotu vienu šūnu uz augšu
• uz leju — pārvietojiet robotu vienu šūnu uz leju
• pa kreisi — pārvietojiet robotu vienu šūnu pa kreisi
• pa labi — pārvietojiet robotu vienu šūnu pa labi
• pārkrāsot - pārkrāsot pašreizējo šūnu (šūnu, kurā atrodas Robots).

Algoritma piemērs

• Vispirms jums jāuzraksta frāze:
• izmantot Robots

Ja zini, cik šūnu jākrāso, tad risinājuma algoritms būs šāds!

Uzdevums Nr.1

• Uzrakstiet programmu, lai atrisinātu šādu problēmu, ja zināt, cik daudz šūnu ir jāieēno

Cikli

• 1. Cilpa ar skaitītāju izmanto, ja ir iepriekš zināms, cik atkārtojumu ir jāveic.

nc laiks

…

kts

Šeit mums jānorāda atkārtojumu skaits (skaitlis) un komandas, kas tiks atkārtotas. Tiek izsauktas komandas, kas tiek atkārtotas cilpā cikla korpuss.

Uzdevums Nr.2

• Uzrakstiet programmu, lai atrisinātu šādu problēmu, izmantojot cilpu ar skaitītāju

• 2. Cilpa ar nosacījumu - kamēr nosacījums ir patiess, cilpa ir izpildīta, ja nepatiesa, tā nav izpildīta
• Robota izpildītājam ir vairāki nosacījumi

bezmaksas virsū

brīvs no apakšas

palicis brīvs

bezmaksas labajā pusē

siena augšā

siena zemāk

kreisā siena

siena labajā pusē

• Daļiņas, kuras varat izmantot: NĒ, UN, VAI

Nosacītā cilpas struktūra

nts pagaidām bezmaksas labajā pusē

pareizi

pārkrāsot

kts

Uzdevums Nr.3

• Uzrakstiet programmu, lai atrisinātu šādu problēmu, izmantojot nosacījumu cilpu:

Uzdevums Nr.4

• Uzrakstiet programmu, lai atrisinātu šādu problēmu, izmantojot nosacījumu cilpas:

Problēmu risināšana:

• 2. Robots jāpārvieto no sākuma pozīcijas uz beigu pozīciju, krāsojot sienas

Uzdevums Nr.5

• Uz nebeidzama lauka ir horizontāla siena. Sienas garums nav zināms. Robots atrodas sienas augšpusē tā kreisajā galā. Attēlā parādīta robota atrašanās vieta attiecībā pret sienu (robots ir apzīmēts ar burtu “P”):

Atbilde uz uzdevumu Nr.5

• nc vēl nav (bezmaksas apakšā)

pārkrāsot

Cikla sākums (nc) un nosacījums (vēl nav (brīvs no apakšas)) ir ierakstīts vienā rindā.

Dizains Ja

• augšā brīva apakšējā brīvā kreisā brīvā labā labā

• Šīs komandas var izmantot kopā ar nosacījumu "Ja", kam ir šāda forma:
• Ja stāvokli Tas
• komandu secība
• Piemēram, lai pārvietotu vienu šūnu pa labi, ja labajā pusē nav sienas, un krāsotu šūnu, varat izmantot šādu algoritmu:
• ja tiesības ir brīvas, tad
• pareizi
• pārkrāsot

Uzdevums Nr.7

Sienu garumi nav zināmi.

Atbilde uz uzdevumu Nr.7

līdz augšdaļa ir brīva

pārkrāsot

pareizi

kamēr augšdaļa ir brīva

pareizi

kamēr tas ir bezmaksas labajā pusē

pārkrāsot

pareizi

vēl nav brīvs labajā pusē

pārkrāsot

uz leju

kamēr tas ir bezmaksas labajā pusē

uz leju

vēl nav brīvs labajā pusē

pārkrāsot

uz leju

Uzdevums Nr.8

Sienu garumi nav zināmi.

Katrai sienai ir tieši viena eja, precīza ejas atrašanās vieta un platums nav zināmas.

Atbilde uz uzdevumu Nr.8

kamēr augšdaļa ir brīva

līdz augšdaļa ir brīva

pārkrāsot

kamēr augšdaļa ir brīva

līdz augšdaļa ir brīva

pārkrāsot

līdz apakša ir brīva

pārkrāsot

kamēr apakša ir brīva

līdz apakša ir brīva

pārkrāsot

Uzdevums Nr.9

Sienu garumi nav zināmi.

Katrai sienai ir tieši viena eja, precīza ejas atrašanās vieta un platums nav zināmas.

Atbilde uz uzdevumu Nr.9

kamēr apakša ir brīva

līdz apakša ir brīva

pārkrāsot

kamēr apakša ir brīva

līdz apakša ir brīva

pārkrāsot

līdz augšdaļa ir brīva

pārkrāsot

kamēr augšdaļa ir brīva

līdz augšdaļa ir brīva

pārkrāsot

10. uzdevums

Sienu garumi nav zināmi.

Katrai sienai ir tieši viena eja, precīza ejas atrašanās vieta un platums nav zināmas.

Atbilde uz uzdevumu Nr.10

kamēr kreisais ir brīvs

kamēr kreisais ir brīvs

pārkrāsot

kamēr kreisais ir brīvs

līdz kreisais ir brīvs

pārkrāsot

vēl nav brīvs labajā pusē

pārkrāsot

kamēr tas ir bezmaksas labajā pusē

vēl nav brīvs labajā pusē

pārkrāsot

Uzdevums Nr.11

Sienu garumi nav zināmi.

Katrai sienai ir tieši viena eja, precīza ejas atrašanās vieta un platums nav zināmas.

Atbilde uz uzdevumu Nr.11

līdz augšdaļa ir brīva

līdz augšdaļa ir brīva

pārkrāsot

kamēr apakša ir brīva

līdz augšdaļa ir brīva

pārkrāsot

12.uzdevums

Bezgalīgajā laukā ir kāpnes. Kāpnes vispirms iet uz leju no labās uz kreiso pusi, tad lejup no kreisās uz labo. Katra pakāpiena augstums ir viens kvadrāts, platums ir divi kvadrāti. Robots atrodas pa labi no kāpņu augšējā pakāpiena. Pakāpienu skaits, kas ved uz kreiso pusi, un soļu skaits, kas ved uz labo pusi, nav zināms. Attēlā parādīts viens no iespējamiem kāpņu un robota novietošanas veidiem (robots ir apzīmēts ar burtu “P”).

Atbilde uz uzdevumu Nr.12

Mēs virzāmies uz leju zem kāpnēm no labās uz kreiso pusi, līdz sasniedzam kāpņu krustojumu:

nts apakša pagaidām ir bezmaksas

uz leju

pa kreisi

pa kreisi

Mēs virzāmies lejup līdz lejupejošo kāpņu beigām, pa ceļam krāsojot nepieciešamās šūnas:

nts vēl nav brīvs kreisajā pusē

pārkrāsot

pareizi

pārkrāsot

pareizi

uz leju

Atbilde uz uzdevumu Nr.13

nts kreisais pagaidām ir bezmaksas

pārkrāsot

pa kreisi

uz augšu

nts vēl nav brīvs kreisajā pusē

pārkrāsot

uz augšu

14.uzdevums

Uz bezgalīga lauka ir taisnstūris, ko ierobežo sienas. Taisnstūra malu garumi nav zināmi. Robots atrodas taisnstūra iekšpusē. Attēlā parādīts viens no iespējamiem sienu un robota novietošanas veidiem (robots tiek apzīmēts ar burtu “P”).

Atbilde uz uzdevumu Nr.14

kamēr tas ir bezmaksas labajā pusē

pareizi

kamēr augšdaļa ir brīva

uz augšu

pārkrāsot

nts kreisais pagaidām ir bezmaksas

pa kreisi

pārkrāsot

Atbilde uz uzdevumu Nr.15

kamēr tas ir bezmaksas labajā pusē

pārkrāsot

pareizi

kamēr apakša ir brīva

pārkrāsot

uz leju

pārkrāsot

vēl nav (bezmaksas apakšā)

pa kreisi

uz leju

vēl nav (bezmaksas labajā pusē)

pārkrāsot

uz leju

pārkrāsot

pareizi

vēl nav (bezmaksas augšpusē)

pārkrāsot

pareizi

Atbilde uz uzdevumu Nr.16

vēl nav brīvs labajā pusē

pārkrāsot

uz leju

pārkrāsot

pareizi

līdz augšdaļa ir brīva

pārkrāsot

pareizi

kamēr augšdaļa ir brīva

uz augšu

kamēr tas ir bezmaksas labajā pusē

pārkrāsot

pareizi

vēl nav brīvs labajā pusē

pārkrāsot

uz leju

Skolotāja uzdevums ir iet šo ceļu kopā ar skolēnu, neapdrošinot neveiksmes, bet nepieļaujot vilšanos iespējamo grūtību dēļ. Ir ļoti svarīgi organizēt nodarbības tā, lai bērni paši atklātu jaunas lietas, izmantojot sev nozīmīgas aktivitātes.
Kā robots palīdz apgūt datorzinātnes? Norādīšu tikai dažas datorzinātņu tēmas, uz kurām balstās robotika.
Tēma "Faili un failu sistēma".
Skolēna rīcībā bija LEGO®NXT mikrodators no mācību komplekta. LEGO Mindstorms NXT izglītība. Kontrolējiet to failu sistēma notiek, izmantojot standarta komandas, bet, tā kā atmiņas apjoms nav liels, nepārtraukti jākontrolē, kas ir nepieciešams un kas nav nepieciešams. Lai izrunātu robota darbības, parādītu attēlu vai papildinātu darba programmu bibliotēku, jādarbojas ar datorzinātņu pamatjēdzieniem: fails, faila tips, faila ceļš, izvēlne, mape.
Tēma: “Informācijas procesi”, “Informācijas kodēšana”.
Robotu komplekts ir aprīkots ar sensoriem, kas ieraksta audio, taustes un video informāciju. Kad informācija ir digitalizēta, to var parādīt displeja ekrānā. Īpaša mikrodatora funkcija ļauj eksperimentēt ar sensoriem un motoriem, izmantojot jau gatavas programmas. Veicot virkni eksperimentu ar sensoriem, rodas izpratne: kāpēc ultraskaņas attāluma sensors darbojas lēnāk nekā infrasarkanās gaismas sensors, kā skaņa pārvēršas digitālā kodā utt. Informācijas procesu un informācijas kodēšanas principu izpēte sniedz dziļāku izpratni par informācijas tehnoloģiju būtību.

Tēma: Komunikācijas tehnoloģijas.
LEGO®NXT mikrodators atbalsta tehnoloģiju bezvadu sakari. Izmantojot Bluetooth funkciju, varat iestatīt bezvadu savienojums starp NXT mikrodatoru un citām ierīcēm, kurām ir Bluetooth ierīce, piemēram, ar citiem NXT, ar mobilie tālruņi vai ar datoriem. Izveidojot Bluetooth savienojumu, iespējams: attālināti lejupielādēt programmas no datora; sūtīt programmas no citām ierīcēm (nevis no datora), tostarp no NXT; sūtīt programmas gan atsevišķiem NXT, gan to grupām. Šī tehnoloģija ļauj vadīt robotu, izmantojot mobilo tālruni.

Tēmas “Algoritmi. Algoritma izpildītājs”, “Programmēšanas vide”.
Sākotnējai iepazīšanai ar robotu varat tieši programmēt NXT ierīci, nepiekļūstot datoram. Izmantojot piecu komandu veidni, varat izveidot tieši displeja ekrānā vienkārša programma un apvelciet to. Taču neiztikt bez pamata algoritmisko struktūru zināšanām un programmēšanas vides apgūšanas. Tā ir spēja programmēt robotu, kas padara to par universālu izpildītāju, kas spēj atrisināt dažādas problēmas. Programmēšanas tehnoloģiju apguve jāsāk ar vizuālās programmēšanas vidēm, pēc tam pārejot uz jaudīgāku un modernāku uz notikumiem orientētu vidi.
Tādējādi robotikā būs nepieciešamas datorzinātņu pamatzināšanas, un skolēna neizsīkstošā vēlme padarīt savu robotu par "labāko" mudina apgūt jaunas zināšanas.
Kāpēc robotu var saukt par ideālu mācību līdzekli? Jo šis rīks ļauj izveidot mācību vidi, kurā tiks izmantotas bērna dabiskās vēlmes spēlēties, radīt un sazināties ar vienaudžiem. Tātad, mēs varam izcelt robotikas kā mācību līdzekļa priekšrocības:
. Zināšanu iegūšana notiek spēles laikā.
. Robota būvēšana piedāvā radošu brīvību.
. Lielākajai daļai studentu ir vēlme uzlabot savu darbu.

Kā piemēru vēlos minēt modeli “Robots, kas piegādā bezmaksas gardumus”, ko ārpusskolas aktivitātēs izveidoja 6. klases skolēns kursa “Robotu programmēšana” ietvaros. Robots ir salikts no LEGO MINDSTORMS NXT Education 9797 komplekta atbilstoši standarta Alpharex 1.0 modelim, un to papildina krāsu sensors, kas norāda robota statusu, un paplāte kārumiem.
Darba mērķis ir iespēju robežās ar pieejamajiem resursiem realizēt cilvēka gaitas modeli. Katras kājas kustību kontrolē motors un mehānisks pārnesumu un sviru komplekts. Viena svira pārvieto kāju uz augšu un uz leju, otra pārvieto to uz priekšu. Šajā gadījumā ķermenis novirzās uz atbalsta kāju, kā rezultātā robots saglabā līdzsvaru. Šo gaitu sauc par "jaukšanu"
Atsevišķs motors kontrolē attāluma sensoru un sviras sviras, kas tur pieskāriena sensoru un krāsu sensoru. Cienastu paplāte ir fiksēta.
Robots ir ieprogrammēts darboties kā piegādātājs, piemēram, bezmaksas gardumus, saskaņā ar šādu uzvedības algoritmu. Robots savu kustību pavada ar tiešu frāzi: "Es esmu Alpharex robots, es piedāvāju bezmaksas cienastu!" Persona, kas vēlas izveidot kontaktu ar robotu, var to apturēt ar žestu. Pēc apstāšanās robots saka frāzi: "Palīdzi sev un nospiediet pogu!" Paņēmis konfekti, cilvēkam kā pateicības zīmi vienreiz jānospiež poga. Trīs sekundes pēc apstāšanās robots turpinās kustību. Kad gardumi beigsies (robots ir ieprogrammēts, lai uz paplātes būtu noteikts konfekšu skaits), robots atvadīsies, iedegsies sarkanais indikators, un robots apstāsies.

Programma robota vadīšanai ir uzrakstīta NXT Programming 2.0 vidē.

Izpildītājs Robots pastāv taisnstūra laukā, kas sadalīts šūnās, starp kurām var būt sienas un pilnībā iekļaujas vienā šūnā.

Robots var pārvietoties pa lauku, krāsot šūnas, izmērīt temperatūru un starojumu. Robots nevar staigāt cauri sienām, bet var pārbaudīt, vai tam blakus nav siena.

• “Robot” izpildītāja komandu sistēmā ietilpst:
• 5 komandas, kas aktivizē robota darbības (pa kreisi, pa labi, uz augšu, uz leju, gleznot)
• 10 stāvokļa pārbaudes komandas:
• 8 komandas formā [pa kreisi/pa labi/apakšā/augšā] [siena/bezmaksas]
• 2 šūnas tipa komandas [aizpildīts/tukšs]

2 mērīšanas komandas (temperatūra, starojums)

Darbības komandas

Atgriež nē, ja šūna ir aizpildīta, un jā, ja šūna nav aizpildīta.

Mērīšanas komandas

Algoritms varētu izskatīties šādi:

izmantot robotu
alg 1. piemērs
sākums
. uz leju
. pareizi
. uz augšu
kon

Ja jūs mēģināt vadīt robotu cauri sienai, notiks kļūme. Robots ietrieksies sienā un vairs nevarēs izpildīt komandas.

Uzrakstīsim algoritmu robotam, kas šķērso labirintu no punkta A uz B:

izmantot robotu
Alg no A līdz B
sākums
. pareizi

. uz augšu ; uz augšu ;
tiesības ; uz leju ; uz leju ; pareizi
kon

. uz augšu ; uz augšu ; tiesības ;

uz leju ; uz leju ; pareizi

Katras sadaļas iziešanas komandas var sagrupēt vienā rindā – tas saīsina algoritma ierakstīšanu un padara to saprotamāku. Lai komandas rakstītu vienā rindā, tās ir jāatdala ar semikolu.
OGE 2017 uzdevuma 20.1 risinājums datorzinātnēs no demonstrācijas versijas. Šis ir otrās daļas uzdevums ar detalizētu atbildi, ar augstu grūtības pakāpi. Paredzamais uzdevuma izpildes laiks ir 45 minūtes. Par šo uzdevumu jūs varat iegūt ne vairāk kā 2 punktus. Uzdevums tiek veikts datorā. Pārbaudītie satura elementi:.

- prasme uzrakstīt īsu algoritmu vidē
formāls izpildītājs
— Eksāmenā pārbaudīto satura elementu apraksts:,
- algoritms,
algoritmu īpašības
— algoritmu rakstīšanas veidi,
- blokshēmas,
— - programmēšanas ideja,,
- algoritmiskās konstrukcijas,
Būla vērtības
- operācijas,
- izteicieni,
— uzdevuma sadalīšana apakšuzdevumos,

- palīgalgoritms,

— apstrādāti objekti (rakstzīmju ķēdes, cipari, saraksti, koki).
20.1 uzdevums OGE 2017 datorzinātnēs
uz augšu
uz leju
pa kreisi
pareizi
Izpildītājs Robots var pārvietoties pa labirintu, kas uzzīmēts uz plaknes, kas sadalīta šūnās. Starp blakus esošajām (sānos) šūnām var būt siena, caur kuru Robots nevar iziet cauri.
Robotam ir deviņas komandas. Četras komandas ir secības komandas: pārkrāsot Izpildot kādu no šīm komandām, robots attiecīgi pārvieto vienu šūnu: uz augšu, uz leju ↓, pa kreisi ←, pa labi →. Ja robots saņem komandu pārvietoties cauri sienai, tas sabruks.
Robotam ir arī komanda
, kurā ir nokrāsota šūna, kurā pašlaik atrodas Robots.
brīvs no apakšas
palicis brīvs
bezmaksas labajā pusē
Vēl četras komandas ir stāvokļa pārbaudes komandas. Šīs komandas pārbauda, ​​vai robotam ir brīvs ceļš katrā no četriem iespējamajiem virzieniem: bezmaksas augšpusēŠīs komandas var izmantot kopā ar nosacījumu "
Ja stāvokli Tas
komandu secība
ja
", kam ir šāda forma:
VisiŠeit nosacījums ir viena no nosacījumu pārbaudes komandām.
Komandu secība
ja tiesības ir brīvas, tad
pareizi
pārkrāsot
ja
Vienā stāvoklī varat izmantot vairākas stāvokļa pārbaudes komandas, izmantojot loģiskos savienojumus Un, vai, Nav, Piemēram:
ja (labās tiesības ir bezmaksas) un (ne zemāk ir bezmaksas), tad
pareizi
ja
Lai atkārtotu komandu secību, varat izmantot cilpu " Uz redzēšanos", kam ir šāda forma:
nts pagaidām stāvokli
komandu secība
kts
Piemēram, lai pārvietotos pa labi, kamēr tas ir iespējams, varat izmantot šādu algoritmu:
nts tiesības pagaidām ir bezmaksas
pareizi
kts

Pabeidziet uzdevumu.
Bezgalīgajā laukā ir horizontālas un vertikālas sienas. Horizontālās sienas kreisais gals ir savienots ar vertikālās sienas apakšējo galu. Sienu garums nav zināms. Vertikālajā sienā ir tieši viena eja, precīza ejas vieta un platums nav zināmas. Robots atrodas būrī, kas atrodas tieši virs horizontālās sienas tā labajā galā.
Attēlā parādīts viens no iespējamie veidi sienu un robota atrašanās vieta (Robots apzīmēts ar burtu “P”).

Uzrakstiet algoritmu robotam, kas krāso visas šūnas, kas atrodas tieši pa kreisi un pa labi no vertikālas sienas. Ejai jāpaliek nekrāsotai. Robotam jākrāso tikai šūnas, kas atbilst šim nosacījumam. Piemēram, iepriekš redzamajam attēlam robotam ir jāiekrāsojas šādās šūnās (skatiet attēlu).

Izpildot algoritmu, Robots nedrīkst tikt iznīcināts, ir jāpabeidz algoritma izpilde. Robota galīgā atrašanās vieta var būt patvaļīga.
Algoritmam ir jāatrisina problēma attiecībā uz jebkuru pieļaujamo sienu izvietojumu un jebkuru ejas atrašanās vietu un izmēru sienas iekšpusē.
Algoritmu var izpildīt formālā izpildītāja vidē vai rakstīt teksta redaktorā.
Saglabājiet algoritmu teksta fails. Faila nosaukumu un saglabāšanas direktoriju jums sniegs eksāmena organizatori.

OGE 2017 uzdevuma 20.1 risinājums datorzinātnēs

Mēs ierakstīsim izpildītāja komandas treknrakstā fonts un komentāri - slīpraksts. Komentāra sākums tiks apzīmēts ar simbolu “|” ( Darba laikā komentārus pierakstīt nav nepieciešams).

|Mēs virzāmies pa kreisi, līdz sasniedzam vertikālu sienu.
nts kreisais pagaidām ir brīvs
pa kreisi
kts

|Mēs virzāmies uz augšu, līdz sasniedzam eju sienā, un krāsojam šūnas.
nts vēl nav brīvs kreisajā pusē
pārkrāsot
uz augšu
kts

|Mēs virzāmies līdz sienas galam un krāsojam pāri šūnām.
nts vēl nav brīvs kreisajā pusē
pārkrāsot
uz augšu
kts

|Mēs ejam apkārt sienai.
pa kreisi
uz leju

|Mēs virzāmies uz leju, līdz sasniedzam eju sienā un krāsojam pāri šūnām.
nts vēl nav brīvas labajā pusē
pārkrāsot
uz leju
kts

|Mēs virzāmies uz leju līdz sienas galam un krāsojam pāri šūnām.
nts vēl nav brīvas labajā pusē
pārkrāsot
uz leju
kts

Iespējami arī citi risinājumi.
Izpildītāja norādījumiem ir atļauts izmantot citu sintaksi, kas studentiem ir pazīstamāka.
Atsevišķu sintaktisko kļūdu klātbūtne ir pieļaujama, taču tā neizkropļo risinājuma autora nodomu.

2 punktus par uzdevumu piešķir, ja
Algoritms darbojas pareizi visiem derīgajiem ievades datiem.
1 punkts par uzdevumu tiek piešķirts, ja
Visiem derīgajiem ievades datiem ir taisnība:
1) algoritma izpilde ir pabeigta, un robots neavārē;
2) tiek nokrāsotas ne vairāk kā 10 papildu šūnas;
3) nekrāsotas palika ne vairāk kā 10 šūnas no tām, kuras vajadzēja nokrāsot.
0 punktus par uzdevumu piešķir, ja
Uzdevums tika izpildīts nepareizi, t.i., netika izpildīti nosacījumi 1 vai 2 punktu piešķiršanai.