Исполнители. Состояния, возможные обстановки и система команд исполнителя; команды-приказы и команды-запросы; отказ исполнителя. Необходимость формального описания исполнителя. Ручное управление исполнителем.
Алгоритм как план управления исполнителем (исполнителями). Алгоритмический язык (язык программирования) – формальный язык для записи алгоритмов. Программа – запись алгоритма на конкретном алгоритмическом языке. Компьютер – автоматическое устройство, способное управлять по заранее составленной программе исполнителями, выполняющими команды.
Программное управление исполнителем. Программное управление самодвижущимся роботом.
Словесное описание алгоритмов. Описание алгоритма с помощью блок-схем. Отличие словесного описания алгоритма, от описания на формальном алгоритмическом языке.
Системы программирования. Средства создания и выполнения программ.
Понятие об этапах разработки программ и приемах отладки программ.
Управление. Сигнал. Обратная связь. Примеры: компьютер и управляемый им исполнитель (в том числе робот); компьютер, получающий сигналы от цифровых датчиков в ходе наблюдений и экспериментов, и управляющий реальными (в том числе движущимися) устройствами.
Исполнитель кузнечик- Программа «Кумир»
Алгоритмические конструкции
Конструкция «следование». Линейный алгоритм. Ограниченность линейных алгоритмов: невозможность предусмотреть зависимость последовательности выполняемых действий от исходных данных.
Конструкция «ветвление». Условный оператор: полная и неполная формы.
Выполнение и невыполнение условия (истинность и ложность высказывания). Простые и составные условия. Запись составных условий.
Конструкция «повторения»: циклы с заданным числом повторений, с условием выполнения, с переменной цикла. Проверка условия выполнения цикла до начала выполнения тела цикла и после выполнения тела цикла: постусловие и предусловие цикла. Инвариант цикла.
Запись алгоритмических конструкций в выбранном языке программирования.
Примеры записи команд ветвления и повторения и других конструкций в различных алгоритмических языках.
Разработка алгоритмов и программ
Оператор присваивания. Представление о структурах данных.
Константы и переменные. Переменная: имя и значение. Типы переменных: целые, вещественные, символьные, строковые, логические. Табличные величины (массивы). Одномерные массивы.
Двумерные массивы.
Примеры задач обработки данных:
· нахождение минимального и максимального числа из двух, трех, четырех данных чисел;
· нахождение всех корней заданного квадратного уравнения;
· заполнение числового массива в соответствии с формулой или путем ввода чисел;
· нахождение суммы элементов данной конечной числовой последовательности или массива;
· нахождение минимального (максимального) элемента массива.
Знакомство с алгоритмами решения этих задач. Реализации этих алгоритмов в выбранной среде программирования.
Составление алгоритмов и программ по управлению исполнителями Робот, Черепашка, Чертежник и др.
КуМир. Исполнитель Чертежник. Знакомство.
Знакомство с постановками более сложных задач обработки данных и алгоритмами их решения: сортировка массива, выполнение поэлементных операций с массивами; обработка целых чисел, представленных записями в десятичной и двоичной системах счисления, нахождение наибольшего общего делителя (алгоритм Евклида).
Понятие об этапах разработки программ: составление требований к программе, выбор алгоритма и его реализация в виде программы на выбранном алгоритмическом языке, отладка программы с помощью выбранной системы программирования, тестирование.
Простейшие приемы диалоговой отладки программ (выбор точки останова, пошаговое выполнение, просмотр значений величин, отладочный вывод).
Знакомство с документированием программ. Составление описание программы по образцу.
Анализ алгоритмов
Сложность вычисления: количество выполненных операций, размер используемой памяти; их зависимость от размера исходных данных. Примеры коротких программ, выполняющих много шагов по обработке небольшого объема данных; примеры коротких программ, выполняющих обработку большого объема данных.
Определение возможных результатов работы алгоритма при данном множестве входных данных; определение возможных входных данных, приводящих к данному результату. Примеры описания объектов и процессов с помощью набора числовых характеристик, а также зависимостей между этими характеристиками, выражаемыми с помощью формул.
Робототехника
Робототехника – наука о разработке и использовании автоматизированных технических систем. Автономные роботы и автоматизированные комплексы. Микроконтроллер. Сигнал. Обратная связь: получение сигналов от цифровых датчиков (касания, расстояния, света, звука и др.
Примеры роботизированных систем (система управления движением в транспортной системе, сварочная линия автозавода, автоматизированное управление отопления дома, автономная система управления транспортным средством и т.п.).
Автономные движущиеся роботы. Исполнительные устройства, датчики. Система команд робота. Конструирование робота. Моделирование робота парой: исполнитель команд и устройство управления.
Ручное и программное управление роботами.
Пример учебной среды разработки программ управления движущимися роботами. Алгоритмы управления движущимися роботами. Реализация алгоритмов «движение до препятствия», «следование вдоль линии» и т.п.
Анализ алгоритмов действий роботов. Испытание механизма робота, отладка программы управления роботом Влияние ошибок измерений и вычислений на выполнение алгоритмов управления роботом.
Математическое моделирование
Понятие математической модели. Задачи, решаемые с помощью математического (компьютерного) моделирования. Отличие математической модели от натурной модели и от словесного (литературного) описания объекта. Использование компьютеров при работе с математическими моделями.
Примеры использования математических (компьютерных) моделей при решении научно-технических задач. Представление о цикле моделирования: построение математической модели, ее программная реализация, проверка на простых примерах (тестирование), проведение компьютерного эксперимента, анализ его результатов, уточнение модели.
Использование программных систем и сервисов
Файловая система
Принципы построения файловых систем. Каталог (директория). Основные операции при работе с файлами: создание, редактирование, копирование, перемещение, удаление. Типы файлов.
Характерные размеры файлов различных типов (страница печатного текста, полный текст романа «Евгений Онегин», минутный видеоклип, полуторачасовой фильм, файл данных космических наблюдений, файл промежуточных данных при математическом моделировании сложных физических процессов и др.).
Архивирование и разархивирование.
Поиск в файловой системе.
Источник: megalektsii.ru
Исполнитель Робот — конспект для урока
Тип урока: изучение нового материала.
Цели урока:
- расширить представления учащихся об исполнителях алгоритма;
- закрепить представление об алгоритме как модели деятельности исполнителя.
- сформировать умение записи, исполнения и отладки алгоритмов с использованием команд Робота в среде “КуМир”
- развитие умения использовать полученные знания при составлении алгоритмов;
- развитие навыков управления исполнителем Робот;
- развитие практических навыков работы в системе программирования КуМир;
- развитие навыков самостоятельной работы и познавательного интереса к предмету.
- воспитание информационной культуры учащихся.
- способствовать повышению целеустремленности учащихся
Задачи урока:
- познакомить с формальным исполнителем Робот, его рабочей средой;
- изучить систему команд исполнителя Робот;
- научить учащихся управлять Роботом;
- развивать навыки составления алгоритмов для исполнителя Робот на алгоритмическом языке и в системе программирования;
- закрепить изученный материал;
- развитие практических навыков работы с компьютером
Читайте онлайн или скачивайте бесплатно и делитесь ссылками на данный конспект для уроков в социальных сетях!
Источник: konspektum.ru
Графический учебный исполнитель
Учебные исполнители представляют собой простейшие инструментальные программные среды, использующиеся при изучении основ алгоритмизации и программирования. Для построения рисунков и чертежей программным путем используются графические исполнители. Кратко о графических учебных исполнителях рассказано в данной статье.
Что такое графический учебный исполнитель
Изучение основ программирования и алгоритмизации в школьном курсе информатики начинается с освоения простейших графических исполнителей, которые используют в качестве формального языка программирования простой алгоритмический язык.
Существуют самые разнообразные исполнители с интересными названиями: Черепаха, Кузнечик, Водолей, Робот, Чертежник. Все эти исполнители управляются с помощью программ. У каждого исполнителя есть:
- среда деятельности;
- система команд;
- режимы работы.
Те исполнители, которые чертят или рисуют, называются графическими. Графическими исполнителями являются Черепаха, Чертежник.
По заказу Российской Академии Наук для сопровождения начальных курсов алгоритмизации и программирования разработана интегрированная среда программирования КуМир, бесплатная свободно распространяемая программа. Комплект Учебных МИРов использует алгоритмический язык с русской лексикой.
Среда графического исполнителя
Обстановка, в которой функционирует исполнитель, называется средой исполнителя. Для графических исполнителей средой является координатная плоскость. Перемещаться по рабочей области исполнитель может только пошагово вверх, вниз, влево и вправо, не выходя за пределы рабочего поля.
Графический учебный исполнитель Черепашка может двигаться только вперед и назад, поднимать и опускать хвост, а также поворачиваться вокруг своей оси вправо и влево на заданное число градусов. Таким образом, двигаясь по рабочему полю, Черепашка оставляет за собой след в виде графического рисунка.
Исполнитель Чертежник имеет более широкий набор возможных действий. Он может поднимать и опускать перо, перемещаться в точку с координатами и смещаться на заданный отрезок. Если перо Чертежника опущено, то при движении его по рабочей области чертится отрезок заданной длины.
Режимы управления исполнителем
Графическим исполнителем можно управлять непосредственно и программно. В режиме непосредственного (прямого) управления манипуляции с исполнителем можно производить с помощью панели управления, где задаются команды с помощью элементов графического интерфейса: кнопок и рычагов.
Так, для Черепахи можно, крутя циферблат, задавать угол поворота, а с помощью нажатия кнопок, задавать алгоритм движения.
Программное управление реализуется путем написания и исполнения программы на алгоритмическом языке. Управляющая программа заносится в память и затем выполняется в режиме исполнения. При этом движение исполнителя будет осуществляться автоматически по заданной программе.
Если исполнитель не может выполнить текущую команду, например, в программе ошибочно задан выход за границу рабочей области исполнителя, то программа завершается аварийно. Об этом будет свидетельствовать сообщение. Если подобных ошибок в программе нет, то работа исполнителя заканчивается на последней команде.
Алгоритмический язык
Программы для графических учебных исполнителей пишутся на алгоритмическом языке, в котором все команды задаются русскими словами.
Для каждого исполнителя разработана своя система команд на алгоритмическом языке.
Для исполнителя Черепаха это команды:
- вперед(число шагов), назад (число шагов);
- вправо(число градусов), влево (число градусов);
- поднять хвост;
- опустить хвост.
Для исполнителя Чертежник набор команд шире:
- опустить перо;
- поднять перо;
- сместиться в точку (А, В);
- сместиться на вектор (X, Y);
- установить цвет (цвет).
Например, фрагмент программы для Чертежника позволит нарисовать треугольник:
- переместиться в точку (5,5);
- опустить перо;
- сместиться на вектор(2,-3);
- сместиться на вектор (-4,0);
- сместиться на вектор (2,3);
- понять перо.
Также, для всех исполнителей обязательным является набор команд, с помощью которых подключаются исполнители и оформляется начало и конец реализуемого программным путем алгоритма.
- использовать (Исполнитель);
- алг (название);
- нач ..кон.
Существует также другие команды, используемые для разных исполнителей. Например команда для организации повтора действий в программе: Повтори k [Команда1 Команда2 Команда3].
Например, если исполнитель Черепаха выполнит фрагмент программы: Повтори 4 [Вперед 10 Вправо 120], то на рабочем листе появится изображение треугольника.
Команды записываются в окне редактора программы. После того, как программа введена, необходимо ее запустить на исполнение. Это делается с помощью специальной команды или пиктограммки с изображением стрелки.
Текст программы должен быть написан без единой ошибки, иначе программа просто не будет выполняться.
Что мы узнали?
Графический учебный исполнитель позволяет освоить основы алгоритмизации и программирования на начальном этапе. Он позволяет программным путем рисовать или чертить различные графические объекты. Управлять графическим исполнителем можно прямым и программным путем. Язык программирования в графическом исполнителе использует русскоязычный синтаксис.
Источник: obrazovaka.ru