Практическая работа по информатике Скрейч

Скретч - компьютерная модель реального мира. Мир состоит из множества объектов(лат. objectum - предмет), обитающих в общем пространстве. Объекты - это все, что существует в природе: люди, животные, ветер, снег, дерево, солнце, буквы, мороженое, конфеты и т.д.

В Скретче объекты называют спрайтами (англ. Sprite - вымышленный герой, эльф), а пространство - сценой.

При включении программы автоматически создается спрайт кота с именем Спрайт1. 

Задание 2.

Можно создать множество новых спрайтов с помощью трех звездных кнопок . Список всех спрайтов проекта размещен под сценой (рис. 2.1.).

Рис. 2.1. Сцена и список спрайтов

Задание 2.2

Запустите Скретч. В программе есть библиотека готовых спрайтов: 
Рис. 2.2. Библиотека готовых спрайтов
Animals - животные; Fantasy - сказочные персонажи; Letters - буквы и цифры; People - люди; Things - вещи; Transportation – транспорт.
Чтобы добавить новый спрайт из библиотеки, нажмите на среднюю кнопку под сценой, которая выглядит как папка. 

Рис. 2.3. Добавление спрайтов

Задание 2.3

Постарайтесь выяснить, что делают две другие звездные кнопки? 

Задание 2.4

Попробуйте переименовать спрайты. Имя можно изменить на более понятное в специальном окошке. Где оно расположено в интерфейсе программы?

Рис. 2.4. Переименование спрайтов

Задание 2.5

Чтобы удалить спрайт, воспользуйтесь инструментом ножницы над сценой или щелкните по спрайту правой кнопкой мыши для выбора команды удаления. Узнайте, что делают другие инструменты слева и справа от ножниц, а также другие команды правой кнопки.

Рис. 2.5.  Способы удаления спрайтов

При включении программы автоматически создается фон1: белый прямоугольник, имеющий 480 точек по ширине и 360 точек по высоте. В компьютерной графике минимальную точку изображения и экрана называют пиксел (можно говорить - пиксель). 

Сцена содержит набор изображений, на фоне которых действуют спрайты.

Сцена неподвижна, как аквариум, но ее обитатели ведут себя, словно непоседы, постоянно перемещаясь вверх и вниз, налево и направо.

Рис. 2.6. Неподвижный аквариум и его обитатели - подвижные объекты

Чтобы перемещениями спрайтов можно было легко управлять, сцена имеет прямоугольную систему координат - декартову (в честь французского математика Рене Декарта, который придумал ее в 1637 г.):

Рис. 2.7. Прямоугольная система координат

Пространство сцены условно разделено осями координат Х и У, которые пересекаются в центре сцены. Здесь - начальная точка отсчета. На каждой оси есть отрицательное и положительное направления (см. рис. 2.7.). 

Координаты позволяют спрайтам не заблудиться на сцене и найти любую точку, т.к. каждый пиксел имеет точный адрес из двух чисел. 

Сцену также можно представить как электронную таблицу или доску для игры в шашки и шахматы, в которой каждая строка и колонка имеют числовое название, а их пересечение образует адрес каждой ячейки.

Рис. 2.8. Сцена похожа на электронную таблицу

Задание 2.6.

Попробуйте самостоятельно определить, где на сцене находятся положительные и отрицательные области значений Х, У. Что такое направление? В решении этой задачи вам поможет рисунок 2.9.

Рис. 2.9. Мониторы положения курсора мыши и активного спрайта

Сцена и спрайты могут иметь графические (изображения - рисунки, фотографии) и звуковые файлы. Изображения спрайтов называют костюмами, а  сцены - фонами. 

Образы и звуки для каждого объекта хранятся  в независимых областях (Рис.2.10.) в сборочном центре программы. Там же расположены скрипты объектов, но с ними мы познакомимся немного позже.

Рис.2.10. Графические и звуковые файлы хранятся в центральном окне

Фон и костюм можно нарисовать, нажав на кнопку рисовать, или взять готовый рисунок из файла с расширением JPG, BMP, PNG, GIF через кнопку импорт. Чтобы выполнять действия со сценой или спрайтом, их нужно выбрать мышью в списке объектов. Активный объект выделяется голубой рамкой вокруг, как на рисунке.

Задание 2.7.

Отправим героя в пустыню или, куда вы захотите. Для этого достаточно добавить рисунок пустыни в список фонов сцены через кнопку импорт. 
1. Выберите Сцену в списке объектов.
2. Выберите вкладку Фоны.
3. Нажмите кнопку Импорт
4. Откройте папку Nature (природа):

5. Выберите левой кнопкой мыши файл beach-malibu.
6. Нажмите кнопку Ок для добавления выбранного фона:

7. Повторите шаги 4-6 для импорта изображения desert
8. Теперь у вас в списке 3 фона. Любой фон можно отобразить на сцене, кликнув по нему левой кнопкой мыши. Выберите мышкой поочередно разные фоны, чтобы отобразить их на сцене:

9. Порядок фонов в списке можно менять, перемещая их мышью в нужную позицию. Переместите любой фон с одного на другое место в списке.
10. Удалите ненужный белый фон1, нажав напротив него кнопку с крестиком.
11. Сохраните проект в файле Упражнение_1.

Поведение есть у всех, даже у неподвижного пространства. Оно, например, может менять внешность. Ученикам за поведение порой ставят оценки и угощают чем-нибудь вкусненьким. 

Бутерброд состоит из хлеба, масла и колбасы, а из чего состоит поведение? Из действий и сообщений. Люди, животные, насекомые, технические устройства способны действовать и сообщаться. Вы, наверняка, видели, как светофор с помощью цвета сообщает водителям и пешеходам, когда можно двигаться на перекрестке (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Светофор передает сообщения

У поведения есть две тайны, которые позволяют предсказывать будущее. 

Секрет №1

Поведением управляет сценарий - точный порядок действий и сообщений. Если вам известен, например, сценарий фильма, то вы точно знаете, когда и как именно поступит каждый герой, что и кому он скажет. 

Секрет №2

Поведение всегда запускается событием, которым может быть действиеили сообщение. 

Рис. 2.12. Два типа событий

В Скретче действия совершает человек (пользователь программы) мышью и клавиатурой, а сообщения передают друг другу спрайты и сцена. 

Поведение - это упорядоченные действия и сообщения объекта в ответ на событие.

В Скретче сценарий называют английским словом скрипт, которое переводится как сценарий.

скрипт=сценарий

Скрипты также, как изображения и звуки, добавляются во внутрь именно того объекта (спрайта или сцены), который был выделен мышкой в списке объектов. Чтобы собрать скрипт, нужно для выделенного объекта перетянуть блоки действий из левого окна в центр (см. рис. 2.13.), соединяя их в стопку (или стек - стопка в переводе с англ. stack) .

Первый блок - это всегда блок события (рис. 2.12), запускающего скрипт на выполнение.

Рис. 2.13. Порядок сборки скриптов

Задание 2.8. 

Попробуйте собрать сценарий, показанный на рисунке 2.13. 

Попробуйте собрать эти сценарии. Для начала вам нужно добавить спрайт Пес. Как это можно сделать? Нажмите на каждый спрайт, чтобы увидеть, что Кот и Пес имеют совершенно независимые собственные области скриптов. Как только вы закончите, нажмите зеленый флаг, чтобы запустить свой проект:.

Важные примечания

Вы заметили, что имена сообщений написаны так, чтобы легко было понять: кто, кому и что сообщает. Рекомендую вам делать это в собственных проектах! Чтобы создать сообщение, нужно выбрать в блоке передать - команду новый и написать имя сообщения:

В примерах к скриптам добавлены комментарии песочного цвета. Они не влияют на работу проекта, но помогают программистам понять назначение разных частей кода программы. Чтобы добавить комментарий, нужно нажать правой кнопкой мыши в центре сборки и выбрать соответствующую команду.

Подсказка

Повернуть спрайт в нужном направлении можно двумя способами: мышкой за тонкую линию на верхнем изображении спрайта или использовать один из 4 блоков движения:

Творческое задание

1. Попробуйте изменить проект так, чтобы каждый персонаж сказал дополнительные фразы. 

2. У спрайта Кот есть звук Мяу. Если вы сможете, попытайтесь включить игру звука в поведение Кота, вам будут полезны эти блоки из категории звук:

3. Сохраните проект под именем Кот_и_Пес удобным для вас способом:

В Скретче есть свой редактор изображений, в котором можно сделать и отредактировать рисунок для спрайта и сцены. В версии программы Скретч 1.4 он работает только с растровыми изображениями, как и стандартный редактор Paint. Слово растр пришло из латинского языка, его буквальное значение - грабли. 

Растровые изображения состоят из цветных точек (пикселов - сокращение от двух английских слов pix element, т.е. элемент изображений), упорядоченных в строки и столбцы. Если растровое изображение сильно увеличить, то каждая его точка (пиксел) превратится в квадрат. Чтобы убедиться в этом, достаточно увеличить масштаб просмотра любой фотографии.

Мы с вами научимся делать растровые изображения в Скретче. 

Рис. 3.1. Графический редактор Скретч
Есть пять вариантов использования и запуска редактора. Завершается работа с рисунком нажатием на кнопку ОК для сохранения изображения или  Отменить, если вы решили не хранить результат. 

Используя инструменты,  линия и  заливка, нарисуйте Кораблик.

1. Если программа Скретч еще не запущена, запустите ее.

2. Запустите редактор, нажав кнопку рисования нового спрайта

3. Выберите инструмент Линия на панели инструментов и нужную толщину линии.

4. На рабочем поле выберите место, где будет располагаться Ваш рисунок и, нажав левую кнопку мыши, не отпуская ее, проведите линию необходимой вам длины (Шаг 1). Чтобы получить ровную линию, удерживайте при ее рисования клавишу Shift. Чтобы убрать лишнее, используйте инструмент ластик  

5. Выполните последовательно шаги со 2 по 11, как показано в Таблице2.1.

Чтобы сделать изображение цветным, используйте инструмент Заливка  . Для выбора цвета щелкните один раз левой кнопкой мыши по цвету в палитре, который вам необходим. Раскрасьте кораблик, выполняя шаги с 12 по 14 (табл. 5.1.)

Табл. 2.1. Шаги рисования кораблика

6. Установите центр рисунка 
7. Сохраните рисунок образа спрайта, нажав на OK. 

8. Используя команду экспорт костюма, сохраните рисунок в графическом файле с именем Кораблик. Сохраненный таким способом рисунок можно в дальнейшем использовать в любом документе в качестве иллюстрации.

Используя инструменты  прямоугольник,  линия,  заливка, нарисуйте домик.

1. Запустите редактор, нажав кнопку создания нового спрайта 

2. Выберите инструмент 

3. Выберите необходимый цвет и нарисуйте большой закрашенный прямоугольник (шаг 1, Табл. 2.2.) 

4. Выберите необходимый цвет и нарисуйте закрашенные квадраты окон, придерживая клавишу клавиатуры Shift во время рисования (шаги 2-3,Табл. 2.2.).

5. Выберите инструмент  линия и нарисуйте 3 линии крыши (шаги 4-6,Табл. 2.2.).

6. Сделайте изображение цветным, используя инструмент  (шаг 7, Табл. 2.2.)

Табл. 2.2. Шаги рисования домика
7. Установите центр рисунка 
8. Сохраните Рисунок. 
9. Используя команду экспортировать этот костюм, сохраните изображение в графическом файле с именем Домик.

Используя инструменты  эллипс,  ластик,  линия,  заливка, нарисуйте кувшинку.
1. Запустите редактор, нажав кнопку создания нового спрайта 
2. Выберите инструмент эллипс 
3. Нарисуйте круг (табл. 2.3., Шаг 1). Чтобы нарисовать правильный круг, удерживайте клавишу клавиатуры Shift во время рисования круга.
4. Последовательно выполните шаги с 2 по 10 (табл. 2.3).
5. Раскрасьте рисунок с помощью инструмента заливка 
6. Установите центр рисунка
7. Сохраните Рисунок.
8. Используя команду экспортировать этот костюм, сохраните изображение в графическом файле с именем Кувшинка.

Табл. 2.3. Шаги рисования цветка

Выполнив эту практическую работу, вы научитесь создавать фон для сцены в  графическом редакторе Скретч.
1. Выберите сцену в список объектов, нажмите на вкладку Фоны и кнопкуРисовать,чтобы запустить редактор для рисования нового фона:

2. Выберите инструмент  прямоугольник темно-зеленого цвета и нарисуйте землю.

3. Нарисуйте домик со всеми его элементами (смотри упр. 2.2.).
4. Выберите инструмент  прямоугольник нужного цвета и нарисуйте с каждой стороны дома прямоугольники для будущего забора.
5. Инструментом  линия и разбейте забор на доски.
6. Инструментом  заливка сделайте фон рисунка синим - это небо.
7. Инструментом  кисть большого диаметра и белого цвета нарисуйте облака.
8. Инструментом  эллипс, придерживая нажатой клавишу клавиатуры Shift во время рисования круга, нарисуйте солнце.
9. Инструментом  линия нарисуйте солнечные лучики.
10. Сохраните рисунок.

11. Используя команду экспортировать этот костюм, сохраните изображение в графическом файле с именем Дом под солнцем.

В информатике вместо терминов сценарий и скрипт принято использовать - алгоритм. Термин алгоритм является одним из основных в информатике.

алгоритм=сценарий=скрипт

Перейти дорогу, сходить в магазин, написать диктант, решить математическую задачу - в основе всех этих форм поведения лежит точный порядок действий, выполнение которого гарантирует успех.

Действия в алгоритмах называют командами или шагами. Часто вместо слова порядок говорят «последовательность», но это неверно. Современные компьютеры могут параллельно решать несколько задач, также как машины могут одновременно двигаться по параллельным полосам магистрали (Рис. 3.1). 

Задание 3.1.

А какие действия вы умеете делать параллельно?

Рис. 3.1. Параллельный порядок выполнения действий

Задание 3.2.

Сколько шагов в алгоритме, изображенном на рисунке? Попробуйте добавить несколько фонов для сцены и проверить, как работает этот алгоритм.

Практическая работа № 11

Шаги алгоритмов не исполняются сами по себе, их должен совершать исполнитель. Все объекты: и живые существа, и технические устройства, являются исполнителями алгоритмов. В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер

Набор команд, которые может выполнять объект, называют системой команд исполнителя - СКИ. 

В Скретче всего 2 вида исполнителей алгоритмов: сцена и спрайты.

Рис. 3.3. Исполнители алгоритмов в Скретче

СКИ непосед-спрайтов состоит из 125 команд, а сцены - из 85. Этот набор позволяет им выполнять множество разнообразных алгоритмов. Все команды хранятся в левом окне программы:

Рис. 3.4. СКИ объектов Скретч хранится в левом окне программы

Задание 3.3.

Попробуйте выяснить, команды какой категории совсем не входят в СКИ сцены. Как вы думаете, почему? 

У “правильного” алгоритма есть три обязательных признака - КОД:

• Конечность - выполнение алгоритма должно заканчиваться успехом за конечное число шагов;

• Определённость - каждая команда должна точно определять действие объекта;

• Дробность (часто используют термин дискретность от лат. discretus - разделенный, прерывистый) - алгоритм должен дробиться на отдельные минимальные шаги.

Если один из них отсутствует, то это не алгоритм.

Задание 3.4.

Какие из перечисленных сценариев имеют полный КОД алгоритма?

Задание 3.5.

Какой обязательный признак алгоритма отсутствует в этом скрипте?

Наблюдая за поведением различных объектов, люди обнаружили, что существует всего три типа алгоритмов: 

• Линейный: действия выполняются последовательно друг за другом от начала до конца. Примеры: ходьба пешехода, вычисление суммы чисел, кипячение чайника... 

• Ветвящийся или разветвляющийся: имеется несколько альтернативных ветвей действий. Выбор называют простым, когда есть только два варианта, и сложным, когда вариантов больше двух. Моменты выбора называются точками ветвления, как будто из этих точек растут ветви в разные направления. Пример: перекресток дорог, выбор блюд в меню... 

• Циклический: повтор последовательности одних и тех же действий называют циклом. В переводе с древнегреческого цикл означает окружность. Пример: смена дня и ночи, биение сердца, круговорот воды в природе, движение часовой стрелки. 

Все сценарии поведения объектов состоят из комбинации алгоритмов этих трёх типов.

Задание 3.6

Как вы думаете, какой блок создает простое ветвление, а какой сложное?

А. 

Б. 

Задание 3.7

Соберите скрипты и поиграйте с ними. Установите соответствие между этими скриптами и типами алгоритмов.

Алгоритм можно  нарисовать в форме блок-схемы, записать обычными словами или командами языка программирования. 
При словесном описании шаги алгоритма для порядка нумеруют.
При графическом способе рисуют фигуры - блоки, каждая из которых обозначает один или несколько шагов алгоритма. Последовательность блоков и линий их соединения образуют блок-схему алгоритма. 
4 основных элемента блок-схемы:

 - начало и конец алгоритма;
 - ввод, вывод данных;
 - действия, операции;
 - ветвление.

Задание 3.8.

Попробуйте нарисовать в форме блок-схемы алгоритм действий этого скрипта: