ЛогоМир, как среда программирования в среднем звене общеобразовательной школы

 

 

 

1.4. Алгоритмы,  используемые в языке программирования ЛогоМир

В средах программирования вспомогательные программы обычно называют процедурами.

  Процедура — вспомогательная  программа, которая может вызываться из другой программы.

Различают встроенные и пользовательские процедуры. Все команды ЛОГО обращаются к встроенным процедурам. Вспомогательные программы, написанные вами и помещенные на Лист программ, являются пользовательскими процедурами.

При создании процедуры соблюдают правило сохранения начального состояния Исполнителя.

   Процедура перед своим завершением должна восстановить  исходные значения параметров Исполнителя.

Объект, который  составляется из более простых объектов и может использоваться для создания более сложных объектов, называют модулем. В современном производстве модули (или блоки) используются очень широко, например, при проектировании домов, при изготовлении корпусной мебели и пр. Детский конструктор предоставляет возможность детям воплощать свои строительные фантазии, используя готовые модули. Компьютер тоже собирается из отдельных модулей, которые легко заменяются.           Программу, которая вызывает пользовательские процедуры, тоже называют модулем. Программный модуль применяется для создания более сложных объектов, в отличие от процедуры, которая используется для создания элементарного объекта. В таком случае программу рисования лесенки, созданную с помощью процедуры «Квадрат», можно воспринимать как программный модуль и использовать для конструирования всевозможных композиций.

Программный модуль — совокупность процедур, связанных определенными правилами.

Одни и те же процедуры могут применяться  в разных модулях. Аналогично и модули могут применяться как для  создания разных объектов, так и  для создания более сложных модулей. Такой подход к программированию называется процедурным.

Процедуры с параметрами

Процедура с одним параметром:

До сих пор в программах для  создания графических объектов длина  отрезка, угол поворота, цвет задавались определенными числами. Часто возникает необходимость построить такой же объект, но с другими значениями параметров.

Как это сделать, рассмотрим на примере процедуры  рисования квадрата (см. рис.9)

Квадрат (рис.9)

Проведем анализ свойств объекта «квадрат» и  выявим общие и специфические  параметры.

Этап 1. Перечислим параметры, которые характеризуют квадрат на Рабочем поле:

а)   количество сторон (всегда 4);

б)   соотношение  сторон (всегда равны);

в)   длины  сторон (например, 60 пикселей);

г)   соотношение  углов ( всегда равны);

д)   величины углов (все по 90 градусов);

е)   цвет контура (например, синий);

ж)  цвет внутри контура (например, черный);

з)   координаты расположения на Рабочем поле (например, нижняя левая вершина в точке  с координатами x = 0, у = 0).

Этап 2. Выявим среди параметров общие для любого квадрата.

Параметры а), б), г) и д) определяют общие свойства квадрата. Изменение их значений превратят квадрат в другую фигуру.

Параметры в), е), ж) и з) характеризуют какой-то конкретный квадрат. Математическое определение  фигуры «квадрат» не зависит от значений этих параметров.

Этап 3. Перечислим действия, которые можно выполнить над объектом на Рабочем поле.

Квадрат можно  нарисовать в любом месте Рабочего поля. Меняя цвет, длину стороны  и место расположения квадрата, можно  построить сложные объекты, например орнаменты из квадратов.

Результаты  анализа свойств квадрата представлены в таблице 1.

При использовании квадрата в другом объекте значение параметров «цвет контура» и «положение начальной вершины на Рабочем поле» зависят от места этого квадрата в сложном объекте. Значения таких параметров можно принять текущими.

Таблица 1.

Имя объекта — «квадрат»

Параметры объекта		Действия  объекта
Название	Значение
Число сторон Соотношение сторон Соотношение углов  Величина угла, внешнего к углу между сторонами  Длина стороны  Цвет контура  Цвет внутри контура  Координаты  расположения левой нижней вершины	4 Все стороны  равны Все углы равны 90 градусов  Можно изменить    Текущий Текущий   Текущий	Рисовать Стирать  Приобретать указанные размеры  Располагать в разных местах рабочего поля Устанавливать указанный цвет контура Закрашивать внутри контура

Вспомним процедуру  квадрат, которая строит квадрат  со стороной 30 пикселов.

это квадрат

повтори 4 [вп 30 пр 90] конец

Сравним эту процедуру с процедурами  построения квадратов с другими длинами стороны, например 80 и 60 пикселов:

это кв 80

повтори 4 [вп 80 пр 90] конец

это кв 60

повтори 4 [вп 60 пр 90] конец

Процедуры квадрат, кв80, кв 60 предназначены для рисования  квадратов, но стороны получаемых квадратов различны. Конечно, удобнее иметь одну процедуру, которая позволяла бы настраиваться на заданную длину стороны. Сторона квадрата рисуется командой вп. Следовательно, именно в этой команде нужно указать, что ее параметр может быть переменным.

Программная среда  позволяет создавать процедуру с изменяющимся значением параметра. Для этого параметру присваивается имя, которое должно быть указано в заголовке процедуры. В команде, использующей настраиваемый параметр, вместо конкретного значения — числа пишется имя, объявленное в заголовке.

Например, процедура  рисования квадрата с изменяемой длиной стороны выглядит так:

это квадрат  сторона

повтори 4 [вп :сторона  пр 90]

конец

В заголовке  процедуры появилось еще одно слово — имя параметра. Это имя (сторона) используется в команде вп и показывает, что конкретные данные для этой команды будут предоставлены позже. Здесь вместо указания конкретного числа используется так называемый формальный параметр.

Формальный  параметр — параметр, значение которого в процедуре может быть любым. Имя формального параметра задается в заголовке процедуры.

В языке ЛОГО символ «:» (двоеточие) перед именем параметра показывает, что в данной команде используется значение этого параметра, которое будет известно при выполнении процедуры.

Вызывая процедуру  с параметром, нужно после ее имени задать фактическое значение этого параметра.

  Фактический параметр — значение, задаваемое при вызове процедуры. Это значение заменит формальный параметр при выполнении команды вызова процедуры.

Запомните правила создания и вызова процедуры с параметром!

1. При  создании процедуры в заголовке  после имени процедуры записывается  имя формального параметра. В  теле процедуры это имя указывается  в командах, использующих этот  параметр.

2. При  вызове процедуры после ее  имени обязательно указывается фактический параметр.

Процедура с несколькими параметрами:

Количество  параметров зависит только от описания объекта.

Рассмотрим  пример создания правильного многоугольника, свойства которого отображены в табл. 1.

В соответствии с представленным описанием необходимо иметь несколько изменяемых параметров: число сторон, длина стороны, цвет контура.

Таблица 1. Имя объекта — «правильный многоугольник»

Параметры объекта		Действия  объекта
Название	Значение
Соотношение сторон Соотношение  углов Величина угла, внешнего к углу между сторонами Число сторон Длина стороны  Цвет контура Цвет внутри контура Координаты расположения начальной  вершины	Все стороны  равны Все углы равны Полный  угол, деленный на число сторон   Можно изменить  Можно изменить  Можно изменить Текущий Текущие	Рисовать Стирать  Приобретать указанное число  сторон Приобретать указанные размеры  Располагать в разных местах рабочего поля Устанавливать указанный цвет контура Закрашивать внутри контура

Напишем процедуру  прав_мн_угол, которая рисует правильный многоугольник текущим цветом.

это прав_мн_угол а n

повтори :n[вп :а пр. 360 / :n] конец

Для изменения  цвета необходимо в данную процедуру  добавить еще один параметр:

это прав_мн_угол а n с

нц :с

повтори :n [вп :а пр 360 / :n] конец

Чтобы на рабочем  поле нарисовать синий 6-угольник с  длиной стороны 50 пикселов, введем команду: прав_мн_угол 50 6 95. Здесь первый фактический параметр (число 50) обозначает длину стороны, второй (число 6) — количество сторон (вершин), а третий (число 95) — цвет.

  Запомните правила создания и вызова процедуры с несколькими параметрами!

1. При  описании процедуры в заголовке  после ее имени записываются имена формальных параметров, разделенные пробелом.

2. В  теле процедуры имена появляются  как параметры в командах.

3. При  вызове процедуры после ее  имени записываются все фактические параметры в порядке, соответствующем порядку записи формальных параметров в заголовке процедуры.

Переменная в алгоритме

Переменная  — объект в программе, имеющий  имя и изменяемое значение. Для  каждой переменной выделено определенное место в памяти компьютера.

В любой среде  программирования различаются имя  и значение переменной.

Имя показывает, в каком месте памяти компьютера хранится значение переменной.

Значение переменной считывается из указанного ее именем места памяти. Значение переменной применяется как фактический параметр в команде и в выражении.

Переменную  можно создать, то есть указать ее имя и присвоить ей значение. В среде ЛОГО для создания переменной применяется команда пусть. Эта же команда изменяет значение уже существующей переменной. В языке ЛОГО явно показывается различие между именем и значением одной переменной: имя предваряется символом «"» (двойная кавычка), а значение — символом «:» (двоеточие). Символ «:» (двоеточие) обозначает действие — «взять данные из памяти, указанной именем переменной». В других языках программирования имя и значение переменной могут по виду не различаться.

Правило роботы с переменной в среде ЛОГО глоссит: команда пусть имеет два параметра: первый указывает имя переменной, второй — задает выражение для получения значения этой переменной.

Переменные  служат для хранения значений фактических  параметров и других данных, используемых при выполнении процедуры. При описании процедуры формальный параметр обозначает имя переменной. При вызове процедуры в памяти компьютера создается переменная с этим именем, и в нее записывается значение фактического параметра.

В одной переменной можно запомнить более чем  одно значение. Например, положение  Черепашки на Рабочем поле задается абсциссой и ординатой. Эти координаты можно измерить датчиком и записать в одну переменную командой: пусть "положение место. Тогда в переменной "положение окажется список значений. Вы увидите этот список, введя команду:

покажи положение.

Команда: нов_место  положение устанавливает Черепашку  в указанную точку Рабочего поля.

 

Таблица 2.СПРАВОЧНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО СРЕДЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ЛОГО

Название  команды (краткая форма)						Назначение инструмента
ЛогоМиры	LogoWriter		LOGO
Относительное перемещение (команды)
вперед (вп)	вперед (вп)		forward (fd)			Черепашка продвигается вперед по направлению головы
назад	назад		back			Черепашка продвигается назад против направления головы
направо	направо		right			Черепашка поворачивается направо относительно головы
налево	налево		left			Черепашка поворачивается налево относительно головы
курс_на						Голова текущей  Черепашки поворачивается к Черепашке, имя которой указано
Абсолютное  перемещение (команды)
нов_х	новх		sets			Черепашка перемещается по горизонтали относительно центра координат
нов_у	нову		sety			Черепашка перемещается по вертикали относительно центра координат
домой	домой		home			Черепашка перемещается в центр координат
нов_курс (нк)	новкурс (нк)		seth			Голова Черепашки  поворачивается по часовой стрелке  на угол относительно Севера
Перемещение (датчики)
х_коор	хкоор		xcor			Сообщает значение абсциссы текущего положения Черепашки
у_коор	укоор		ycor			Сообщает значение ординаты текущего положения Черепашки
путь	доточки		distance			Сообщает расстояние от текущего положения Черепашки  до указанной точки
	угол		towards			Сообщает величину угла, образованного текущим направлением головы Черепашки, и линией, соединяющей текущее положение Черепашки с указанной точкой
курс	курс		heading			Сообщает величину угла, образованного линией, идущей на Север, и линией, соединяющей текущее  положение Черепашки с указанной точкой
Состояние черепашки (команды)
пп	пп		pu			перо поднять
по	по		pd			перо опустить
ПС	ПС		ре			перо стирай
сч	сч		ht			спрячься Черепашка
пч	пч		st			покажись Черепашка
Управление  цветом (команды)
нов_цвет (нц)	Новцвет (нц)			setc		Установить Черепашке указанный цвет
нов_фон (нф)	новфон (нф)			setbg		Установить  указанный цвет фона
крась	крась			fill		Закрасить фигуру текущим цветом Черепашки
Управление  цветом (датчики)
цвет		цвет			color		Сообщает текущий  цвет Черепашки
цвет поля (ЦП)		цвет поля (ЦП)			colorunder		Сообщает текущий  цвет пикселя под пером Черепашки
Вывод на экран (команды)
пиши		пиши			print		Выводит в текстовое  окно указанное значение
покажи		покажи			show		Выводит в Командный  центр указанное значение