робот. Учебное пособие по программированию в среде Lego Mindstorms ev3 Учебное пособие предназначено для обучающихся и педагогов, изучающих

• Название: Учебное пособие по программированию в среде Lego Mindstorms ev3 Учебное пособие предназначено для обучающихся и педагогов, изучающих
• Анкор: робот
• Дата: 16.02.2022
• Размер: 2.03 Mb.
• Имя файла: Lego_Mindstorms_EV3 (1)111.docx
• Тип: Учебное пособие; #364376
• страница: 2 из 5

Основы алгоритмизации

Решение задач на компьютере основано на понятии алгоритма. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от начальных данных к исходному результату. Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Алгоритмизация – это процесс построения алгоритма для решения задач на компьютере.

Свойства алгоритмов:

1. 
   Универсальность (массовость) – алгоритм может применяться к различным наборам исходных данных.
   
2. 
   Дискретность - процесс решения задачи по алгоритму разбит на отдельные простые действия.
   
3. 
   Однозначность - правила и порядок выполнения действий алгоритма должны пониматься однозначно.
   
4. 
   Конечность - каждое из действий и весь алгоритм в целом обязательно завершаются.
   
5. 
   Результативность - по завершении выполнения алгоритма обязательно получается верный результат.
   

Это только некоторые, самые основные из свойств алгоритма. На самом деле их можно рассмотреть больше.

Алгоритмы могут быть представлены разными способами:

• 
  словесно-формульное описание;
  
• 
  блок-схема (схема из графических символов);
  
• 
  алгоритмические языки;
  
• 
  операторные схемы;
  
• 
  псевдокод.
  

Словесно-формульный способ записи отличается тем, что описание осуществляется с помощью слов и формул. Т. е. человек записывает алгоритм словами с использованием профессиональных терминов, знаков и формул вычислений.

Графический способ описания алгоритма (используется в программном обеспечении Lego Mindstorms EV3) получил самое широкое распространение. Для описания используются блоки, которые соединяются между собой линиями связи.

Алгоритмические языки - это специальное средство, предназначенное для записи алгоритмов. Алгоритмические языки близки к математическим выражениям и к естественным языкам. Каждый алгоритмический язык имеет свой словарь. Алгоритм, записанный на алгоритмическом языке, выполняется по строгим правилам этого конкретного языка.

Использование операторных схем алгоритмов заключается в том, что каждый оператор обозначается буквой (например, А – арифметический оператор, Р – логический оператор и т.д.). Операторы записываются слева направо в последовательности их выполнения, причем, каждый оператор имеет индекс, указывающий порядковый номер оператора. Алгоритм записывается в одну строку в виде последовательности операторов




Пример операторной схемы.




Пример кода на языке блок схем.

Языки программирования – это искусственные языки записи алгоритмов для исполнения их на компьютере. Программирование – это процесс составления программы по заданному алгоритму.

По структуре выполнения алгоритмы делятся на три вида:

• 
  линейные;
  
• 
  ветвления;
  
• 
  циклические.
  

Линейный алгоритм (линейная структура) – это такой алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз. Схема представляет собой последовательность блоков, которые располагаются сверху вниз или слева направо в порядке их выполнения.


Пример записи линейного алгоритма на языке программирования EV3.

Но на практике часто встречаются задачи, в которых необходимо при различных условиях действовать по-разному. Такие задачи можно описать с помощью алгоритмов разветвляющейся структуры. Выбор направления продвижения по схеме алгоритма осуществляется по итогам проверки заданного условия. Ветвящиеся процессы в EV3 описываются оператором Переключатель.



Пример записи алгоритма с ветвлением.

Для решения некоторых задач нужно повторение отдельных участков вычислений. В таких задачах применяются алгоритмы циклической структуры (циклические алгоритмы). Цикл – последовательность команд, которая повторяется до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие.




Пример записи циклического алгоритма в среде EV3.

Существуют циклы с известным и с неизвестным числом повторений. В цикле с неизвестным числом повторений выход из тела цикла, как правило, происходит при выполнении записанного условия.

Для того чтобы программист и робот понимали друг друга, роботу необходимо уметь подавать некоторые сигналы. Они служат сообщением о том, что робот выполнил или не выполнил то или иное действие. В EV3 такими сигналами служат звуковые сообщения, которые может воспроизводить встроенный динамик микроконтроллера. Сообщение также может быть выведено в виде текста или изображения на дисплее микроконтроллера.