9.3. Использование алгоритмической конструкции следование для исполнителя Робот

Определения и обозначения

Алгоритмическая конструкция следование — это выполнение команд одна за другой в записанном порядке, без выбора и повторения. Она нужна, чтобы описывать простой понятный ход действий: сначала выполняется первая команда, затем вторая и так далее.

Исполнитель Робот — исполнитель, который действует на клетчатом поле и понимает только команды из своей системы команд. Это позволяет точно описывать его действия и заранее определять, что произойдёт после каждого шага.

Система команд Робота — набор команд, с помощью которых Робот перемещается по клеткам и выполняет другие предусмотренные действия. Зная эту систему, можно составить только такие алгоритмы, которые Робот действительно способен выполнить.

Алгоритм для Робота — точная последовательность команд, приводящая исполнителя от начального положения к требуемому результату. Такое описание нужно для того, чтобы один и тот же маршрут можно было выполнить без догадок и пропусков.

Как это устроено

Начальное положение Робота и устройство поля задают условия выполнения алгоритма. Одна и та же команда может привести к разным результатам, если Робот начинает с другой клетки или находится у стены. Поэтому перед составлением маршрута отмечают исходное положение, направление и расположение препятствий.

Запись команд превращается в последовательность действий, потому что каждая команда задаёт следующий шаг исполнителя. Робот берёт первую команду, выполняет её, затем переходит ко второй и продолжает так до конца списка. Если команда не указана, Робот не выполняет соответствующее действие самостоятельно.

Порядок команд влияет на результат, поскольку положение после каждого шага становится начальным условием для следующего. Например, шаг вправо, а затем шаг вверх приведут в другую точку, чем шаг вверх, а затем шаг вправо, если на поле есть препятствия или дополнительные действия. При перестановке команд может измениться и маршрут, и состояние клеток.

Проследить путь можно по клеткам: после каждой команды нужно отметить, где оказался Робот. Такой способ помогает увидеть промежуточные положения и проверить, не пропущен ли шаг. В конце сравнивают итоговую клетку и состояние поля с поставленной целью.

Каждую команду проверяют в текущей ситуации, а не только в начале алгоритма. Если следующий шаг ведёт за границу или на препятствие, команда невыполнима и весь маршрут требует исправления. Такая проверка особенно нужна при поворотах и обходе преград, когда положение Робота меняется после каждого действия.

Выполнение последовательности команд Роботом

Таблица помогает разобрать алгоритм не целиком, а по отдельным шагам. В первую очередь записывают исходные условия, затем по порядку отмечают результат каждой команды. В последней строке проверяют, достигнута ли цель и не возникло ли недопустимых действий.

Разбор задач

Перемещение вправо и вверх

Условие. Робот находится в заданной клетке. Его нужно переместить на одну клетку вправо и на две клетки вверх.

1. Сначала определяем, какие команды соответствуют движениям: одна команда вправо и две команды вверх.
2. Записываем их в выбранном порядке, например: вправо, вверх, вверх.
3. Проверяем путь: после первого шага Робот занимает соседнюю клетку справа, после второго — клетку выше, после третьего — ещё на одну клетку выше.

Ответ. Подходит последовательность «вправо, вверх, вверх», если все три клетки существуют и свободны. Можно поменять порядок шагов, но тогда нужно заново проверить маршрут и его выполнимость.

Определение конечной клетки

Условие. По полю и начальной позиции нужно определить, где Робот окажется после заданной последовательности команд.

1. Отмечаем исходную клетку и уточняем направление Робота, если команды зависят от него.
2. Выполняем первую команду и записываем новую клетку, затем таким же способом разбираем все остальные команды.
3. Если очередной шаг упирается в препятствие или границу, фиксируем ошибку выполнения и не продолжаем считать маршрут как обычное перемещение.

Ответ. Конечной считается клетка, полученная после последней выполнимой команды. Точный результат находят не по одному взгляду на список, а по последовательному отслеживанию всех шагов.

Маршрут к цели с препятствиями

Условие. Нужно провести Робота из начальной клетки к цели по полю с препятствиями, не допуская столкновений.

1. Находим свободный маршрут и разбиваем его на отдельные шаги между соседними клетками.
2. Переводим каждый шаг в команду Робота, сохраняя порядок движения.
3. Проверяем каждую команду на поле: Робот должен оставаться внутри границ и не попадать на занятую клетку.

Ответ. Алгоритмом будет последовательность команд, которая приводит Робота в клетку цели без невыполнимых шагов. Если проверка обнаружила препятствие, соответствующий участок маршрута заменяют обходом.

Типичные ошибки

Перестановка команд. Ученик может считать, что все движения приведут в одну точку, и не учитывать препятствия или изменения поля. Проверяйте команды именно слева направо и отмечайте положение после каждого шага.

Ожидание самостоятельного выбора пути. Робот не ищет дорогу к цели и не исправляет неудачный маршрут без специальной команды. Спросите себя, указано ли в алгоритме каждое нужное действие.

Игнорирование начального положения или направления. Одна и та же команда может дать другой результат из другой клетки или при другом направлении. Перед выполнением перепишите исходные условия и отталкивайтесь от них.

Проверка только конечной точки. Иногда конечная клетка выглядит правильной, но по дороге Робот проходил через препятствие или за границу. Проследите весь маршрут по шагам, а не только сравните начало и конец.

Связь с другими темами

Для работы с Роботом нужно знать, что такое алгоритм, команда и исполнитель, а также уметь читать клетчатое поле и задавать положение на нём. Эти знания помогают переводить условие задачи в точные действия и проверять каждый шаг.

Последовательность команд используется при составлении и проверке алгоритмов. Она становится основой для дальнейшего изучения ветвления, где появляется выбор действий, и повторения, где команды выполняются несколько раз.

Что запомнить

• Следование — это команды, выполняемые одна за другой.
• Порядок команд влияет на результат.
• Робот выполняет только команды своей системы команд.
• Каждую команду нужно соотносить с текущим положением Робота.
• Перед выполнением алгоритма проверяют, что команды выполнимы на данном поле.
• Результат последовательности можно проверить, проследив все действия по порядку.