Проект «Пятиклассник решает задачу по программированию для 9 класса»

«Пятиклассник решает задачу по программированию для 9 класса»

Проект выполнили:

ученик 5а класса Шишкин Константин

и ученик 9а класса Титов Леонид

Руководитель проекта: учитель информатики Уланова М.В.

Актуальность.

Знание основ программирования необходимо выпускникам основной общеобразовательной школы для сдачи ОГЭ по информатике, поступающим в колледж и ВУЗы на технические факультеты со специальностями «Программирование», «Информационные технологии». Понимание основ и принципов программирования, а также овладение практическими навыками представления программ в виде алгоритмов, и наоборот, помогает формализировать и решать практически любые задачи из разных областей наук.

Проблема.

Возможно ли решить задачу пятикласснику под №20 предложенную выпускнику 9 класса на экзамене по информатике с помощью LEGO MIDSTORMS EV3?

Гипотеза.

Предположим, что возможно создать модель робота, который будет рисовать при возникновении определённых условий в среде и заканчивать свою работу по исполнении решения задачи.

Цель исследования.

Создать для робота ситуацию, среду аналогичную описанной в задании для исполнителя «Кумир» и запрограммировать LEGO MIDSTORMS EV3 так, чтобы он справился с данной задачей.

Задачи.

1. Создать модель лего-робота.

2. Создать среду для робота.

3. Запрограммировать лего-робота по условию задачи.

4. Протестировать робота в среде.

5. Сделать выводы о полученных результатах и о возможных проблемах, которые могут возникнуть при решении поставленной цели.

Сроки реализации проекта

1 этап.

Выбор задачи из каталога заданий под №20 по теме «Короткий алгоритм в среде формального исполнителя или на языке программирования»

2 этап.

Определение основных понятий по теме « Исполнитель. Алгоритм. Программа.»

Исполнителем называется человек, коллектив, животное или техническое устройство, которые понимают и умеют точно исполнять задаваемые им команды.

Набор понятных исполнителю команд называется системой команд этого исполнителя, или сокращенно СКИ.

Алгоритм – понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.

Исполнитель алгоритма – объект, для управления которым составлен алгоритм.

Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой.

Учебные исполнители используются для обучению составлению алгоритмов. У них разные названия: Черепашка, Робот, Чертежник…  Многие из учебных исполнителей занимаются рисованием на экране компьютера. Эту группу можно назвать графическими исполнителями.

Основными характеристиками исполнителя являются: среда, система команд, элементарные действия, отказы.

Среда (или обстановка) — это "место обитания", множество объектов, которые окружают исполнителя.

Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка — системы команд исполнителя. Совокупность всех команд, которые исполнитель может выполнить, называется системой команд исполнителя (СКИ).

За каждой командой из системы команд исполнителя закреплено конкретное элементарное действие. После вызова команды исполнитель совершает элементарное действие, соответствующее данной команде. Важно отметить, что нас интересует результат, а не механизм выполнения команды.

Отказы исполнителя возникают при вызове команды в недопустимом для данной команды состоянии среды. Другими словами – это случай, когда попытка выполнить команду приводит к аварии.

В циклическом алгоритме некоторые действия повторяются несколько раз (в информатике говорят, что выполняется цикл). Существуют два вида циклических алгоритмов. В одном из них мы знаем заранее, сколько раз надо сделать эти действия, в другом мы должны остановиться лишь тогда, когда выполнится некоторое условие.

Примером цикла первого типа является наша жизнь в рабочие дни (от понедельника до субботы) – мы выполняем 6 раз почти одни и те же действия.

Пример цикла второго типа – алгоритм распилки бревна: мы не можем заранее сказать, сколько раз нам надо провести пилой от себя и на себя – это зависит от плотности дерева, качества пилы и наших усилий. Однако мы точно знаем, что надо закончить работу, когда очередное отпиленное полено упадет на землю.

Условные операторы позволяют выбирать для выполнения те или иные части программы в зависимости от некоторых условий.

3 этап.

Мы создали модель. При создании модели использовали датчики: цвета, инфракрасный датчик. Инфракрасный датчик нам нужен для определения преграды (стены). Датчик цвета — для определения цвета стены, поля. Исполнитель должен закрашивать определенные клетки по условию: выше и ниже горизонтальной стены. Для этого был разработано устройство, которое поднимает и опускает маркер. Устройство работает на основе малого мотора. Когда маркер опущен и робот двигается, то он начинает рисовать на поле (закрашивать клетки).

4 этап.

Мы создали программу с циклами и ветвлениями.

5 этап.

Тестирование робота в среде.

Мы столкнулись с трудностью. Когда меняется освещение тогда у датчиков изменяются показатели. Программа настраивается на определённые показатели датчиков. Если изменились показатели датчиков, то робот начинает отклонятся от заданной траектории. У исполнителя Робот, программы «Кумир», такого не происходит. У него не изменяются условия среды. Здесь же очень сильно влияет окружающая среда.

Эта программа написана в «Кумире»

5 этап.

Но если подкорректировать настройки для настоящего момента, то робот справляется со своей задачей

Мы подтвердили нашу гипотезу, что возможно создать модель LEGO MIDSTORMS EV3 и запрограммировать её для выполнения нашей задачи. Достигли поставленной цели: создали определенные условия для робота, восстановили среду и решили задачу. Лего-робот дает наглядное представления о исполнителях, о алгоритмических конструкциях программы, о циклах, ветвлениях, знания которых необходимы для начала программирования на различных языках.