Программа для Робика

Определения и обозначения

Робик — исполнитель, который перемещается по клетчатому полю и выполняет команды. Исполнитель — это объект, способный действовать по точным указаниям. Представляя Робика на поле, можно проследить его маршрут и понять, какие действия ему нужно выполнить, чтобы добраться до цели.

Команда Робика — указание выполнить одно действие, например перейти на соседнюю клетку. Слово «вправо» задаёт отдельный переход, а не весь путь до нужного места. Такое понимание помогает точно считать шаги: если нужно пройти несколько клеток, для каждого перехода потребуется команда.

Система команд Робика — набор команд, которые исполнитель умеет понимать и выполнять. Если в систему входят команды движения вверх, вниз, влево и вправо, Робик может перемещаться в этих направлениях по одной клетке. Система команд нужна, чтобы знать, какие указания допустимы: исполнитель не может сам догадаться о действии, которого ему не задали.

Программа для Робика — последовательность команд, задающая исполнителю порядок действий. Она может быть записана словами или другими условными обозначениями, если смысл команд понятен. Программа нужна, чтобы задать весь маршрут заранее и затем проверить, приведёт ли он Робика к нужной клетке.

Как это устроено

Поле Робика состоит из клеток, а его начальное положение показывает, откуда начинается выполнение программы. На поле могут быть стены или другие препятствия: они занимают клетки либо ограничивают переходы между ними. Поэтому одного подсчёта шагов недостаточно — нужно смотреть, куда именно ведёт каждый переход. Если заранее отметить старт, цель и недоступные места, маршрут легче спланировать без столкновений.

Команда движения указывает Робику перейти на одну соседнюю клетку в заданном направлении. Направление важно, потому что клетки сверху, снизу, слева и справа от Робика разные, а переход в одну из них может быть закрыт. Стороны следует определять по самому полю, не по тому, куда смотрит рисунок персонажа. Так можно избежать ситуации, когда команда записана правильно по названию, но ведёт не туда, куда задумал составитель.

Программа состоит из нескольких команд, расположенных в определённом порядке, потому что каждый шаг зависит от текущего положения Робика. Например, переход вправо, а затем вверх приводит в другую клетку, чем переход вверх, а затем вправо, если на поле есть стены или границы. Даже когда оба порядка дают одинаковое смещение на пустом поле, промежуточный путь различается. Значит, менять местами команды без проверки нельзя: Робик проходит именно тот маршрут, который задан последовательностью.

Выполнение начинается с первой команды. Робик выполняет её, оказывается в новой клетке и только после этого переходит к следующей команде; затем так происходит до конца программы. Это похоже на чтение инструкции пункт за пунктом: исполнитель не пропускает указания и не выбирает их сам. Если команда не может быть выполнена из текущего положения, продолжение зависит от правил конкретной задачи, поэтому такую ситуацию нужно обнаружить при проверке.

Чтобы выяснить, приведёт ли программа к цели, проследи маршрут по клеткам от начального положения. После каждого указания отмечай новую клетку и сверяй направление, а перед переходом проверяй, не мешает ли стена. Когда команды закончились, сравни полученную клетку с нужной. Такая проверка помогает заметить неверный порядок, лишний шаг или путь, который упирается в препятствие, ещё до выполнения программы.

Команды Робика и их действие

Пользуйся таблицей, чтобы сопоставить название команды с направлением перехода. Каждая команда перемещает Робика только на одну соседнюю клетку. Если нужно пройти дальше, повтори подходящую команду столько раз, сколько клеток составляет путь.

Разбор задач

Задача 1. Робик находится в нижней левой клетке пустого поля. Нужно, чтобы он оказался на две клетки выше и на одну клетку правее. Поле пустое, поэтому между началом и целью нет препятствий. Составим программу, считая каждый переход отдельно.

1. Чтобы подняться на две клетки, Робик должен дважды перейти в соседнюю клетку сверху. Записываем две команды «вверх».
2. Затем ему нужно сместиться на одну клетку вправо. Добавляем команду «вправо» после подъёма.
3. Проверяем программу по порядку: из нижней левой клетки Робик поднимается на одну клетку, затем ещё на одну и после этого переходит вправо. Последнее положение находится на две клетки выше и на одну правее начального.

Ответ: вверх, вверх, вправо. Можно сначала выполнить команду «вправо», а затем дважды «вверх»: на пустом поле конечная клетка будет той же. Однако при наличии препятствий один порядок может оказаться безопасным, а другой — нет.

Задача 2. Робик стоит у стены, а программа задана командами «вправо, вверх, вверх». По условию не указано, с какой стороны находится стена и закрыта ли клетка справа от Робика. Поэтому сначала нужно уточнить, что именно запрещает препятствие, а затем проверять команды одну за другой. Рассмотрим случай, когда стена находится непосредственно справа.

1. Первая команда — «вправо». Если справа стена и перейти в соседнюю клетку нельзя, Робик не может выполнить уже первый шаг.
2. До команд «вверх» он в этом случае не доходит как до обычных следующих переходов: программа не приводит его в клетку, полученную выполнением всех трёх команд.
3. Если стена расположена не справа и нужные клетки сверху свободны, проверяем каждый переход по карте. Без точного расположения стены нельзя назвать единственную конечную клетку для всех вариантов.

Ответ: если стена непосредственно справа, программа не выполняется с первого шага. При другом расположении препятствия результат определяется планом поля, поэтому его нужно проследить по клеткам.

Задача 3. На поле с препятствиями нужно провести Робика из начальной клетки в заданную, не проходя через стены. Само расположение клеток здесь не задано, поэтому нельзя назвать конкретную последовательность команд. Можно, однако, составить маршрут по карте и проверить его тем же способом, что и в предыдущих задачах. Путь должен состоять только из разрешённых переходов.

1. Найди начальную и целевую клетки, затем осмотри соседние клетки и отметь те, куда переход закрыт стеной или препятствием.
2. Наметь непрерывный путь из свободных клеток. Для каждого перехода запиши направление: движение вверх, вниз, влево или вправо.
3. Выполни записанные команды мысленно по очереди, каждый раз отмечая новое положение Робика. Если команда ведёт в стену или не приближает к цели так, как задумано, измени маршрут и проверь его заново.
4. Убедись, что после последней команды Робик оказался именно в заданной клетке, а все промежуточные переходы были допустимы.

Ответ: программа составляется по найденному пути: каждое его звено превращается в команду движения. Точная последовательность зависит от расположения препятствий на поле; проверять нужно и конечную клетку, и каждый шаг.

Типичные ошибки

Путают направления. Ученик может принять «вверх» за направление, куда повёрнут Робик на картинке, хотя команда обычно относится к сторонам самого поля. Такая ошибка возникает, если ориентироваться на рисунок персонажа, а не на клетки. Проверь себя: мысленно отметь верх и низ поля, а затем сравни с клеткой, в которую ведёт команда.

Считают, что команда перемещает сразу на несколько клеток. Иногда одно указание воспринимают как движение до цели, потому что думают о результате, а не об отдельных действиях. Обычно команда означает переход только в соседнюю клетку, поэтому несколько клеток требуют нескольких переходов. Проверь маршрут, отмечая Робика после каждой команды и считая пройденные клетки.

Записывают команды в неверном порядке. Набор движений может казаться подходящим, но Робик выполняет его последовательно, и на каждом шаге находится в новой клетке. Ошибка появляется, когда команды считают взаимозаменяемыми, не проверяя промежуточный путь. Пройди программу по порядку и сравни положение после каждого шага; так станет видно, где маршрут расходится с задуманным.

Не проверяют стены и препятствия. На схеме направление может вести в клетку, куда нельзя попасть, и тогда запланированный путь не сработает. Это легко пропустить, если проверять только число шагов до цели. Перед каждым переходом сверяй соседнюю клетку с полем, а после выполнения программы убедись, что Робик не проходил через закрытые места.

Связь с другими темами

Для работы с Робиком нужно уметь ориентироваться на клетчатом поле и различать направления вверх, вниз, влево и вправо. Составление его программы опирается на представление об алгоритме — точной последовательности действий для достижения цели. Команды Робика показывают, как алгоритм выполняется конкретным исполнителем. Похожий подход пригодится при составлении алгоритмов для других исполнителей и при дальнейшем изучении программирования.

Что запомнить

• Робик выполняет только команды из своей системы команд.
• Команда задаёт одно действие исполнителя.
• Программа — это команды, записанные в определённом порядке.
• Робик выполняет команды по очереди, начиная с первой.
• Перед выполнением программы полезно проследить маршрут на поле.
• При проверке программы нужно учитывать препятствия.