"Информатика. Учебное пособие для учреждений общего среднего образования с русским языком обучения", Н. П. Макарова А. И. Лапо Е. Н. Войтехович
Чертежник — учебный компьютерный исполнитель, который движется по полю по заданному алгоритму и может оставлять линии. Он помогает понять, как команда за командой строится рисунок и почему важен точный порядок действий. При опущенном пере перемещение превращается в отрезок, а при поднятом исполнитель перемещается без рисования. Из отдельных отрезков можно составить фигуру, а повторяющиеся действия записать циклом.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Компьютерный исполнитель Чертежник — программа или учебная модель, которая выполняет заданные команды и оставляет на поле рисунок. Его можно представить как исполнителя, который шаг за шагом действует по инструкции. Он нужен, чтобы учиться составлять алгоритмы и проверять, к какому результату приведёт точная последовательность действий.
Система команд Чертежника — набор команд, которые исполнитель понимает и может выполнить. Команду вне этого набора он выполнить не сможет, даже если человеку понятно, что нужно сделать. Знание системы команд помогает составить такую инструкцию, которую исполнитель действительно сможет выполнить.
Перо Чертежника — средство, которое при перемещении исполнителя может оставлять след на поле. Его состояние бывает поднятым или опущенным: от этого зависит, появится ли линия. Пером управляют, чтобы рисовать нужные части изображения и не проводить лишние линии.
Поле Чертежника — область, на которой исполнитель перемещается и строит рисунок. Все линии появляются в пределах этой области, а движение меняет положение исполнителя. Поле нужно, чтобы видеть результат команд и понимать, где находятся построенные части рисунка.
Чертежник выполняет команды строго по порядку, потому что следующая команда начинает действовать из положения, в которое его привела предыдущая. Если поменять команды местами, исполнитель может пройти другой путь, и рисунок изменится. Поэтому алгоритм — точный порядок команд для получения нужного результата — нужно продумывать целиком, а не только перечислять нужные действия.
Команда перемещения задаёт направление и расстояние, на которое должен сдвинуться Чертежник. Эти сведения позволяют представить его положение после каждого шага: например, понять, где закончится отрезок и откуда начнётся следующий. Если направление или расстояние выбраны неверно, исполнитель всё равно выполнит команду, но рисунок окажется не таким, как задумывалось.
След появляется только тогда, когда во время перемещения перо опущено. При поднятом пере исполнитель проходит тот же путь, но не рисует, потому что перо не касается поля. Это различие позволяет отдельно управлять движением и рисованием: можно добраться до нужного места, не соединяя его линией с уже построенной частью.
Рисунок из нескольких отрезков строят как цепочку отдельных перемещений. Пока нужно рисовать очередной отрезок, перо оставляют опущенным; если новая часть не должна соединяться с предыдущей, сначала перо поднимают и перемещаются без следа. Так состояние пера помогает отделить нарисованные линии от технического перехода между ними.
Если одна и та же группа действий повторяется, её удобно записать циклом. Цикл — это команда повторить заданную группу команд указанное число раз. Такая запись короче, чем многократное перечисление одинаковых действий, и уменьшает риск случайно изменить одну из повторяющихся частей; однако важно точно задать число повторений.
| Команда или состояние | Что делает Чертежник | Оставляет ли след |
|---|---|---|
| Перемещение при опущенном пере | Двигается в заданном направлении на заданное расстояние | Да, появляется линия |
| Перемещение при поднятом пере | Двигается по полю без рисования | Нет |
| Опустить перо | Подготавливает исполнителя к рисованию при движении | Само по себе нет |
| Поднять перо | Переводит исполнителя в режим движения без рисования | Само по себе нет |
| Повторение группы команд | Выполняет заданные действия указанное число раз | Зависит от состояния пера при перемещениях |
Сначала выясни, что именно требуется сделать: переместиться, изменить состояние пера или повторить команды. Затем проверь, опущено ли перо в момент движения, ведь именно это определяет появление линии. Таблица помогает проследить каждую команду и заранее предсказать, какие части рисунка будут начерчены.
Условие. Нужно составить алгоритм, чтобы Чертежник провёл горизонтальный отрезок заданной длины. Обозначим длину как L, а направление движения — вправо. Для рисунка важны два условия: исполнитель должен двигаться горизонтально и делать это с опущенным пером.
Уточни направление: для горизонтальной линии выбираем движение вправо или влево. В этой задаче выбираем вправо, а длину перемещения задаём равной L. Это определяет будущую длину отрезка.
Опусти перо перед перемещением. Тогда движение оставит след на поле. Выполни одну команду перемещения вправо на расстояние L.
Проверь результат: было одно перемещение, поэтому линия прямая, горизонтальная и имеет заданную длину. Если бы перо было поднято, отрезок не появился бы. Если выбрать другое расстояние, длина не совпала бы с условием.
Ответ. Опустить перо и переместиться вправо на расстояние L. Чертежник проведёт один горизонтальный отрезок заданной длины. Если нужно направить отрезок влево, достаточно изменить направление движения.
Условие. Нужно построить прямоугольник, зная длины его сторон: длинной стороны A и короткой стороны B. У прямоугольника противоположные стороны равны, а соседние стороны направлены перпендикулярно. Поэтому достаточно начертить четыре стороны, меняя направление после каждой из них.
Выбери начальную точку и опусти перо. Начни с движения вправо на A, чтобы провести первую длинную сторону. Положение конца этой стороны станет началом следующей.
Поверни направление вверх и переместись на B, не поднимая пера. Так появится короткая сторона, соединённая с первой. Изменение направления нужно, чтобы строить прямоугольник, а не продолжать линию.
Двигайся влево на A, затем вниз на B. Перо всё это время оставляй опущенным, чтобы каждая сторона соединялась с предыдущей. После четвёртого перемещения исполнитель вернётся к начальной точке.
Проверь длины и замыкание контура: стороны должны идти в порядке A, B, A, B. Если последняя сторона не пришла к началу, значит, направление или расстояние одной команды заданы неверно. Лишнее поднятие пера также оставило бы разрыв.
Ответ. Выполнить четыре перемещения: вправо на A, вверх на B, влево на A и вниз на B, не поднимая пера. Так получится замкнутый прямоугольник. Если начальное направление выбрано иначе, направления команд можно соответственно изменить.
Условие. Нужно составить алгоритм для нескольких одинаковых квадратов, расположенных в ряд. У каждого квадрата сторона имеет длину S, а число квадратов обозначим N. Поскольку построение каждой фигуры повторяется, удобнее описать общий фрагмент и выполнить его циклом.
Сначала определи, какие команды строят один квадрат: четыре перемещения длиной S, каждое в новом направлении. Перо при черчении сторон должно оставаться опущенным. После четвёртой стороны исполнитель возвращается в начальную точку квадрата.
Объедини команды построения квадрата в повторяемый фрагмент. Запусти его N раз, чтобы получить нужное количество фигур. До запуска проверь, что после построения квадрата исполнитель находится там, откуда можно начать следующий.
Предусмотри переход к следующему квадрату: подними перо и переместись вдоль ряда на расстояние, необходимое для расположения соседней фигуры. Затем опусти перо и начни чертить следующий квадрат. Если переход входит в повторяемый фрагмент, его выполняют только между квадратами, а не после последнего.
Проверь число повторений и переходов: квадратов должно быть N, а промежутков между ними — на один меньше. Такой подсчёт помогает не нарисовать лишний переход после последней фигуры. Также убедись, что поднятое перо используется только для пути без следа.
Ответ. Построение квадрата повторить N раз, между соседними квадратами поднимая перо и перемещаясь к следующему месту. В каждом квадрате опускать перо на время черчения сторон. Точное направление и длина перехода зависят от того, как именно квадраты должны располагаться в ряд.
Путать поднятое и опущенное перо. Тогда можно ожидать линию там, где Чертежник её не оставит, или получить след при переходе. Путаница возникает из-за того, что исполнитель движется в обоих состояниях. Проверь себя: перед каждым рисуемым отрезком перо опущено, а перед движением без рисунка — поднято.
Забывать поднять перо перед переходом к новой части. В результате между частями появляется лишняя соединительная линия. Обычно это случается, когда внимание сосредоточено на маршруте, а не на состоянии пера. Проверь каждый участок перехода: если он не должен быть виден, подними перо до начала движения.
Неверно задавать направление или величину перемещения. Отрезок может оказаться не на своём месте или получить неправильную длину. Такое происходит, если перепутать направление либо взять расстояние не из условия. Сверь каждую команду с планом рисунка и после неё мысленно отметь новое положение исполнителя.
Ошибаться в числе повторений цикла. При слишком малом числе фигура будет неполной, а при слишком большом появятся лишние части. Ошибку легко допустить, если не посчитать, сколько элементов должно быть в рисунке. Перед запуском сравни число повторов с числом фигур и проверь, не включён ли в цикл лишний переход после последней фигуры.
Для работы с Чертежником нужны знания о командах, алгоритме и исполнителе: они помогают составить последовательную инструкцию и проследить её выполнение. Представление о направлениях и координатах позволяет точнее задавать положение и перемещения на поле. Умение строить рисунки из команд пригодится при изучении циклов, алгоритмов построения фигур и программирования графических объектов.
Чем Чертежник отличается от обычной программы для рисования?
В обычной программе человек обычно рисует мышью или выбирает инструменты. Чертежник же выполняет команды алгоритма по порядку и строит рисунок сам. Поэтому для него заранее задают перемещения и состояние пера.
Почему перемещение иногда не оставляет линию?
Линия не появляется, если перо поднято. В этом состоянии Чертежник перемещается по полю, но не рисует. Чтобы начать чертить, нужно опустить перо.
Как провести отрезок, не рисуя путь к его началу?
Сначала подними перо и перемести Чертежника к начальной точке отрезка. Затем опусти перо и выполни нужное перемещение. Так путь до точки не попадёт в рисунок.
Как Чертежник строит фигуру из нескольких отрезков?
Для каждого отрезка задают направление и расстояние перемещения с опущенным пером. Чтобы перейти к несоединённой части рисунка, перо поднимают. Последовательность таких действий образует алгоритм построения фигуры.
Зачем использовать цикл при построении рисунка?
Цикл позволяет несколько раз выполнить одну и ту же группу команд. Это удобно, когда в рисунке повторяются одинаковые фигуры или части. Алгоритм становится короче, а число повторений проще проверить.
18.2. Компьютерный исполнитель Чертежник
