Занятие 4. Операции с данными

Красная палитра – операции с данными

• Программные блоки, необходимые для выполнения различных операций над числовыми, логическими или текстовыми данными, сосредоточены в красной палитре среды программирования Lego mindstorms EV3. Красная палитра содержит 10 программных блоков. В отличие от зеленой палитры - с программными блоками красной палитры мы будем знакомиться постепенно, по мере продвижения по курсу программирования и возникновения необходимости в новых программных конструкциях. 

Числовые значения. Блок "Константа", блок "Переменная"

• Среда программирования Lego mindstorms EV3 позволяет нам обрабатывать в своих программах пять различных типов данных: "Текст" ,  "Числовое значение" ,  "Логическое значение" ,  "Числовой массив" ,  "Логический массив" . В сегодняшнем уроке мы научимся оперировать с числовыми данными. Тип данных  "Числовое значение"  позволяет нам выполнять различные математические операции над числами. Числа в программе могут быть как положительными, так и отрицательными, быть целыми значениями или содержать десятичную дробь. Примеры:  -15 ;  3,145 ;  8 ;  -247,34 .

• Перед тем, как начать обрабатывать различные типы данных в наших программах, нам надо научиться их создавать и хранить. Для этих целей среда программирования Lego mindstorms EV3 предоставляет два вида программных блоков:  "Переменная"  и  "Константа" . Эти блоки позволяют создать в памяти робота специальные ячейки, позволяющие записывать, извлекать и редактировать различные типы данных. Программный блок  "Константа"   (Рис. 2)  позволяет создавать ячейку памяти для хранения одного из пяти типов данных  (Рис. 2 поз. 1) . Требуемое значение записывается в ячейку на этапе создания программы  (Рис. 2 поз. 2)  и остается неизменным во время выполнения всей программы. Для получения значения, записанного в блок  "Константа"  используется  "Вывод" (Рис. 2 поз. 3) . Подробнее с извлечением данных из программных блоков мы познакомимся ниже при решении практической задачи.

• В отличие от программного блока  "Константа" -  в блоке  "Переменная"  присутствуют два режима  "Считывание"  и  "Записать" (Рис. 3 поз. 1) . Перед первым использованием необходимо задать имя переменной, выбрав параметр блока  "Добавить переменную" (Рис. 3 поз. 2) . Имя переменной может содержать только заглавные и строчные буквы латинского алфавита, цифры, а также символы  _  и  - . Задать значение переменной можно, записав или передав число в параметр  "Значение" (Рис. 3 поз. 3) .

Блок математика, блок округление

• Для выполнения математических вычислений служит программный блок  "Математика" . Он позволяет выполнить выбранную математическую операцию  (Рис. 4 поз. 1)  над двумя числами, заданными параметрами  "a"  и  "b" . В режимах  "Абсолютная величина"  и  "Квадратный корень"  для вычисления доступен только один параметр  "a" .

• Отдельно следует остановиться на режиме  "Дополнения" . В этом режиме количество параметров для расчета увеличивается до четырех:  "a" ,  "b" ,  "c"  и  "d" . В параметр  "Уравнение" (Рис. 5 поз. 1)  можно вписать любую произвольную формулу, производящую вычисления с этими параметрами.

• Иногда возникает необходимость произвести округление результата вычисления. Например: при отладке программы, можно выводить на экран модуля EV3 округленные промежуточные расчеты, чтобы легче было визуально контролировать ход выполнения программы. Для этого предназначен программный блок  "Округление" (Рис. 6) . Режимы  "До ближайшего" ,  "Округлить к большему"  и  "Округлить к меньшему"  производят округление до целого значения. В режиме  "Отбросить дробную часть"  можно задать количество остающихся знаков дробной части после запятой.

Примеры выполнения вычислений в программе

• Настало время применить полученные знания на практике.
• Задача №1:  необходимо написать программу прямолинейного движения для проезда роботом расстояния в 1 метр.
• Решение:  
• За один полный оборот мотора робот проезжает расстояние, равное длине окружности колеса. Это расстояние можно найти, умножив число  Пи (=3,14159)  на диаметр колеса. Диаметр колеса из образовательного набора Lego mindstorms EV3 равен  56 мм , а - из домашнего набора Lego mindstorms EV3 равен  43,2 мм . Если переведем расстояние в 1 метр в миллиметры  (1000 мм)  и разделим на расстояние, которое робот проходит за один оборот мотора, то узнаем: сколько оборотов мотора необходимо для проезда всего заданного расстояния.

• Приступим к созданию программы:

1. Используя программный блок  "Константа" , заведем в программу постоянное число Пи, равное примерно  3,14159 .

2. Используя программный блок  "Переменная" , создадим в программе переменную  D  и занесем в нее значение диаметра колеса в зависимости от используемого конструктора (если вы использовали другие колеса, то самостоятельно измерьте диаметр и внесите значение в программный блок).

3.Используя программный блок  "Математика" , умножим значение блока  "Константа"  на значение переменной  D . Для передачи значения из переменной  D  в программный блок  "Математика"  используем второй программный блок  "Переменная"  в режиме  "Считывание" ! (Для передачи значений между программными блоками используются шины данных. Чтобы установить шину данных, необходимо "потянуть" выходной параметр одного программного блока и "присоединить" его к входному параметру другого программного блока)

• 4. Используя программный блок  "Математика" , разделим значение пути (1000 мм) на значение, полученное в  шаге 3 .

• 5.Полученное в  шаге 4  значение. округлив до двух знаков после запятой, выведем на экран модуля EV3.

• 6. Полученное в  шаге 4  значение подадим в параметр  "Обороты"  блока  "Рулевое управление"