ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2: StarLogo και StarLogo TNG StarLogo 2.2 Η StarLogo 1 είναι μια ειδική έκδοση της γλώσσας προγραμματισμού Logo με τα γνωστά γραφικά της χελώνας. Ωστόσο, στη StarLogo παρέχεται η δυνατότητα ελέγχου χιλιάδων χελωνών παράλληλα 2. Επιπλέον, υπάρχει δυνατότητα αλληλεπίδρασης των χελωνών με το περιβάλλον τους, το οποίο αποτελείται από πλακίδια (patches). Για παράδειγμα, οι χελώνες μπορούν να ανιχνεύσουν συγκεκριμένες ιδιότητες των «πλακιδίων» πάνω στα οποία βρίσκονται καθώς περνούν πάνω από συγκεκριμένα πλακίδια με κάποιο ιδιαίτερο χαρακτηριστικό. Η StarLogo, αναπτύχθηκε αρχικά από τον Mitchel Resnick στο Media Laboratory του MIT, α- ποτελεί στην ουσία έναν προγραμματιστικό μικρόκοσμο δημιουργίας προσομοιώσεων αποκεντρωμένων συστημάτων (decentralized systems) συστημάτων που λειτουργούν χωρίς κεντρικό έλεγχο. Έχει ως στόχο τη στήριξη μαθητών και ερευνητών χωρίς προηγούμενη προγραμματιστική εμπειρία στη μοντελοποίηση και κατανόηση της συμπεριφοράς αποκεντρωμένων συστημάτων (κυκλοφοριακή συμφόρηση, σμήνη πουλιών, αποικία μυρμηγκιών κ.λπ.), αλλά και συστημάτων από πολλά άλλα επιστημονικά πεδία, όπως Μαθηματικά, Φυσική, Βιολογία και Πληροφορική. Στο δικτυακό τόπο της StarLogo http://education.mit.edu/starlogo υπάρχει διαθέσιμο πλούσιο υλικό. Υπάρχουν και άλλες εκδόσεις της StarLogo, με ορισμένες τροποποιήσεις ως προς την αρχική StarLogo του MIT. Η StarLogo εισήγαγε έναν τελείως καινοτόμο τρόπο προγραμματισμού πολύ κατάλληλο για τη μελέτη αποκεντρωμένων συστημάτων και οδήγησε στη δημιουργία της StarLogo TNG (=StarLogo The Next Generation) ενός επίσης πρωτοποριακού συστήματος προγραμματισμού που καθιέρωσε (μαζί με τη Lego και τα συστήματα Lego Mindstorms) τα σύγχρονα περιβάλλοντα οπτικού προγραμματισμού, τα οποία σήμερα χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά στα εκπαιδευτικά προγραμματιστικά περιβάλλοντα (όπως το SCRATCH, το Game Maker κ.ά.) Στα ακόλουθα υπάρχει μια εισαγωγή στη χρήση της StarLogo με τη μορφή βημάτων-οδηγιών προς τον χρήστη. Βήμα 1ο: Ανοίξτε την εφαρμογή StarLogo. Διαπιστώστε την ύπαρξη δυο παραθύρων, ενός που επιγράφεται «StarLogo» και ενός με το όνομα «Κέντρο Ελέγχου». Στο παράθυρο StarLogo υπάρχει μια σειρά από μενού και δυο εργαλειοθήκες. Η μια εξ αυτών σχετίζεται με τη σχεδίαση (και τον χρωματισμό) και η άλλη με τη διεπαφή και τη λειτουργία 1 Η StarLogo που παρουσιάζεται εδώ είναι μια συγκεκριμένη έκδοση, 2.2, πολύ όμοια με τις τρέχουσες 2.21 και 2.22, η οποία εξελληνίστηκε από μια ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου Μακεδονίας (σε συνεργασία φυσικά με το ΜΙΤ) στα πλαίσια ενός ερευνητικού προγράμματος ΠΥΘΑΓΟΡΑΣ. 2 Γενικά συνηθίζεται ο όρος Star ή ένα αστέρι «*» να παραπέμπει σε μοντέλα παράλληλου προγραμματισμού, μερικές φορές μάλιστα «μαζικού παράλληλου προγραμματισμού» με την ύπαρξη χιλιάδων επεξεργαστών πραγματικών ή εικονικών. Έτσι, η StarPascal είναι μια έκδοση της Pascal για παράλληλο προγραμματισμό κ.ο.κ. ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 123/170
του συστήματος (δημιουργία πλήκτρων, γραμμών κύλισης κ.λπ.). Στο παράθυρο StarLogo υ- πάρχει ο χώρος στον οποίο εκτελούνται οι εντολές προς τις «οντότητες» του περιβάλλοντος (χελώνες) και οποίος μπορεί να μεγαλώσει ή να μικρύνει (αλλά σε κάποια όρια), με τη βοήθεια της γραμμής κύλισης που φέρει τον τίτλο «Μέγεθος Πλακιδίου». Προσπαθήστε να μεταβάλετε το μέγεθος του χώρου αυτού. Διαπιστώστε ότι στο Κέντρο Ελέγχου, ο χρήστης μπορεί να επιλέξει «Χελώνες» ή «ς» προκειμένου να διατυπώσει εντολές ή να δημιουργήσει «διαδικασίες». Βοήθεια: Το αρχικό περιβάλλον της StarLogo (διεπαφή σε ελληνική γλώσσα). Διακρίνονται τα δυο παράθυρα, οι εργαλειοθήκες, τα μενού και οι γραμμές κύλισης, όπως και ο χώρος στον οποίο κινούνται οι χελώνες. Βήμα 2ο: Στο Κέντρο ελέγχου, στο Τμήμα εντολών του δημιουργήστε μια χελώνα με την εντολή crt 1 Παρατηρήστε ότι στο παράθυρο Starlogo εμφανίζεται μια χελώνα. Μπορείτε να αλλάξετε το χρώμα της με τις εντολές setc blue setc green setc red όταν τις γράψετε στο τμήμα εντολών για Χελώνες. Βοήθεια: Η εκτέλεση των εντολών προκαλεί την άμεση ανταπόκριση της χελώνας ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 124/170
Βήμα 3ο: H εντολή: ca (clear all) στο Τμήμα εντολών του παρατηρητή διαγράφει όλα τα γραφικά και τις χελώνες μαζί. Δημιουργείτε ξανά μια χελώνα με την εντολή στο Κέντρο ελέγχου, στο Τμήμα εντολών του παρατηρητή: crt 1 Δώστε επίσης την εντολή: pd στο τμήμα εντολών της χελώνας (οι χελώνες «δημιουργούνται» με την «πένα σηκωμένη» και δεν αφήνουν ίχνος όταν κινούνται). Χρησιμοποιήστε δοκιμαστικά το περιβάλλον ως ένα τυπικό περιβάλλον Logo: Δημιουργήστε ένα τετράγωνο πλευράς 10. Δημιουργήστε επίσης μια διαδικασία tetragono :mikos, στην οποία το μήκος των πλευρών θα προσδιορίζεται από τον χρήστη κάθε φορά που θα δίνει τη σχετική εντολή. ca (clear all) στο Τμήμα εντολών του παρατηρητή. Δοκιμάστε, με τη βοήθεια της διαδικασίας tetragono :mikos να δημιουργήσετε ένα τετράγωνο μήκους 100. Μπορείτε να εξηγήσετε το σχήμα που δημιουργείται (καθώς και τον τρόπο με τον οποίο σχεδιάζεται); Βοήθεια: Δημιουργία ενός τετραγώνου πλευράς 10 Θυμηθείτε ότι το παράθυρο όπου εκτελούνται οι εντολές προς τη χελώνα δεν περιορίζεται από το τετραγωνικό πλαίσιο, αλλά η «συνέχεια» της επάνω πλευράς είναι η κάτω πλευρά (ως το ανάπτυγμα της κυρτής επιφάνειας ε- νός κυλίνδρου πρέπει να το φαντάζεται κανείς). Το ίδιο ισχύει και αριστερά-δεξιά. ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 125/170
Βήμα 4ο: Δημιουργήστε ένα πράσινο πλακίδιο στη θέση 0,0: stamp-at 0 0 green Δημιουργήστε μια κόκκινη πλάκα πλευράς 3 (δηλαδή 3x3 πλακιδίων), με κέντρο στη θέση 0,0 Δημιουργήστε μια διαδικασία color_infection (στο Τμήμα του παρατηρητή) που να δημιουργεί ένα πλακίδιο πλευράς 3, στη θέση 0,0, κάθε φορά που την καλείτε. Βοήθεια: Πλακίδιο στη θέση 0,0 ca stamp-at 0 0 green Βήμα 5ο: Πλάκα στη θέση 0,0 πλευράς 3 ca stamp-at 0 0 green stamp-at 0 1 green stamp-at 1 0 green stamp-at -1 0 green stamp-at 0-1 green stamp-at -1 1 green stamp-at 1-1 green stamp-at -1-1 green stamp-at 1 1 green Χελώνες σε διάταξη κύκλου. Διαγράψτε όλα τα γραφικά. Δημιουργήστε 100 χελώνες και δώστε εντολή να προχωρήσουν κατά 20 βήματα. Μπορείτε να εξηγήσετε το σχήμα που δημιουργείται; ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 126/170
Βοήθεια: Οι 100 χελώνες δημιουργούνται ό- λες το σημείο 0,0 έχοντας ωστόσο τυχαία κατεύθυνση. Όταν όλες προχωρούν κατά 20 βήματα, απέχουν όλες 20 βήματα από το 0,0, δηλαδή βρίσκονται πάνω σε περιφέρεια κύκλου με κέντρο 0,0 και α- κτίνα 20 βήματα. Δραστηριότητα «μετάδοσης ιών» Βήμα 1ο: Το πρόβλημα θα μοντελοποιηθεί ως εξής: Θα δημιουργηθεί ένας αρχικά «υγιής» πληθυσμός Τα «άτομα» του πληθυσμού θα κινούνται τυχαία στο «χώρο» Θα υπάρχει κάπου μια εστία μόλυνσης Οι χρήστες θα παρατηρούν τον τρόπο με τον οποίο μολύνονται τα άτομα. Το πρώτο πρόβλημα είναι βέβαια η δημιουργία του υγιούς πληθυσμού. Α. Πώς δημιουργούμε τον πληθυσμό; Β. Πώς γνωρίζουμε ότι είναι υγιής, τι σημαίνει να είναι υγιής; Ο πληθυσμός μας θα αποτελείται από χελώνες. Η υγεία τους θα φαίνεται από το χρώμα τους: θα είναι όλες άσπρες. Λαμβάνοντας υπόψη το περιβάλλον StarLogo δημιουργήστε 50 «υγιείς χελώνες». Βοήθεια: Δημιουργούνται 50 χελώνες ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 127/170
Οι χελώνες καθίστανται «υγιείς» (παίρνουν λευκό χρώμα) Βήμα 2ο: Τυχαίος περίπατος Η μοντελοποίηση του τυχαίου περιπάτου (όπου όμως ευνοείται μια κίνηση «προς τα ε- μπρός») μπορεί να μοντελοποιηθεί με τη βοήθεια ενός ατέρμονος βρόχου: LOOP [ LT RANDOM 45 RT RANDOM 45 FD 1 ] Είναι μάλιστα δυνατόν να δημιουργηθεί μια διαδικασία walk που να υλοποιεί τους τυχαίους περιπάτους. Θα μπορούσατε να δημιουργήσετε τυχαίους περιπάτους και ένα βρόχο του είδους: LOOP [LT RANDOM 360 FD 1] Θα είχε διαφορές από τον προηγούμενο τρόπο; ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 128/170
Βοήθεια: Τυχαίοι περίπατοι 20 υγιών χελωνών Βήμα 3ο: Μόλυνση Θα δημιουργηθεί μια εστία μόλυνσης με μια πλάκα 3x3 πλακιδίων, χρώματος κόκκινου. Κάθε χελώνα που θα περνά πάνω από την πλάκα θα μολύνεται και θα αποκτά κόκκινο χρώμα. Η δημιουργία της πλάκας αυτής έχει ήδη αναλυθεί στην προηγούμενη δραστηριότητα. Θα μπορούσε εξάλλου να δημιουργηθεί μια διαδικασία color_infection :Ν :L η να δημιουργεί μια εστία μόλυνσης σε διάφορα σημεία. Η «μόλυνση» γίνεται με την αλλαγή χρώματος, όταν η χελώνα βρεθεί σε κόκκινο πλακίδιο: Βοήθεια: if ( pc = red ) [setc red] ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 129/170
Πριν «τρέξει» το μοντέλο, μειώστε την ταχύτητα εκτέλεσης. Βήμα 4ο: Δημιουργήστε μια διαδικασία με το όνομα: run_model που να τα περιλαμβάνει όλα και ε- κτελέστε την. Βοήθεια: Μετάδοση και θεραπεία ιών Στο παρόν τμήμα της ενότητας, οι επιμορφούμενοι θα δημιουργήσουν ένα σχετικά σύνθετο μοντέλο «μετάδοσης και θεραπείας ιών» επαναχρησιμοποιώντας τις γνώσεις που απέκτησαν στις προηγούμενες δραστηριότητες. Βήμα 1ο: Στις προηγούμενες δραστηριότητες, ουσιαστικά μάθατε τα εξής σε σχέση με τη «λογική» της μόλυνσης: 1. Πώς να δημιουργείτε μια σειρά από υγιείς χελώνες 2. Πώς να δώσετε εντολές για τυχαίο περίπατο των χελωνών 3. Πώς να δημιουργήσετε μια εστία μόλυνσης Μπορούμε να επεκτείνουμε το μοντέλο αυτό με την εξής προσθήκη: δημιουργία «νοσοκομείων» (χώρων ίασης) ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 130/170
Βοήθεια: Η δημιουργία χώρων ίασης σημαίνει απλώς τη δημιουργία «λευκών πλακών» (κατά το πρότυπο των ε- στιών μολύνσεων) που «θεραπεύουν» (χρωματίζουν λευκές) όσες χελώνες «περνούν» από επάνω τους. Θα μπορούσαν να παραμετροποιηθούν το πλήθος, η θέση και το μέγεθος τόσο των εστιών μόλυνσης, όσο και των χώρων ίασης. Στις προηγούμενες δραστηριότητες, ουσιαστικά μάθατε τα εξής - σε σχέση με τη «λογική» της μόλυνσης: 1. Πώς να δημιουργείτε μια σειρά από χελώνες με ιδιότητες 2. Πώς να δώσετε εντολές για τυχαίο περίπατο των χελωνών 3. Πώς να δημιουργήσετε μια εστία μόλυνσης και χώρους ίασης Η διδασκαλία βασικών προγραμματιστικών εννοιών στη StarLogo παρουσιάζει μια τουλάχιστον δυσκολία, σε σχέση με τη διδασκαλία πιο «κλασικών» γλωσσών και περιβαλλόντων προγραμματισμού: υπάρχει πολύ μικρή εμπειρία. Η δημιουργία λοιπόν ενός σεναρίου και η συζήτηση γύρω από τα χαρακτηριστικά ενός σεναρίου αυτού του είδους είναι σημαντική. Ίσως θα ήταν προτιμότερο να δημιουργήσετε ομάδες 2-3 ατόμων και να δημιουργήσετε κοινά σενάρια. Ένα διδακτικό σενάριο έχει γενικώς μερικά χαρακτηριστικά, τα οποία θα εξεταστούν υπό το πρίσμα της διδασκαλίας ενός νέου αντικειμένου. Επιβάλλονται 2 προκαταρκτικές παρατηρήσεις: (1) η περιγραφή του σεναρίου δεν θα είναι λεπτομερής (πρακτικά πολύ δύσκολο) και (2) θα στηρίζεται πάνω σε κάποιες υποθέσεις αναγκαστικά. Σκοπός της δραστηριότητας δεν είναι η δημιουργία ενός πλήρους σεναρίου, αλλά μάλλον η εξοικείωση με τις τεχνικές δημιουργίας σεναρίων και μάλιστα σε αντικείμενα στα οποία ενδεχομένως έχετε μικρή διδακτική πείρα. Προσπαθήστε να δημιουργήσετε τα βασικά στοιχεία του σεναρίου, εξετάζοντας τα παρακάτω ερωτήματα (διπλά σε κάθε ένα ερώτημα, δίνεται μια ενδεχόμενη απάντηση για βοήθεια): Ποιος είναι ο τελικός στόχος; Υποθέστε ότι είναι η εκμάθηση ορισμένων βασικών στοιχείων το προγραμματισμού, αυτών που απαιτούνται για την ολοκλήρωση του μοντέλου της μόλυνσης Ποιο είναι το κοινό στο οποίο απευθύνεται το μάθημα; Τι γνωρίζει από τη StarLogo; Για τη διευκόλυνσή σας, υποθέστε ότι οι μαθητές σας γνωρίζουν ορισμένα βασικά ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 131/170
πράγματα από τη Logo (FD xx, LT xx, RT xx, PU, PD), και απολύτως τίποτε από τη Star- Logo. Πόσος χρόνος διατίθεται; Υποθέστε 4 διδακτικές ώρες. Πως μπορεί να ξεκινήσει κανείς. Από το πρόβλημα ίσως και, όταν χρειαστεί, να περάσει στη μοντελοποίηση. Σχέση εμπλεκομένων εννοιών με άλλες συναφείς έννοιες, όσα έπονται και όσα έχουν προηγηθεί. Για παράδειγμα ο ατέρμων βρόχος και η ιδέα της προσομοίωσης που εκτελείται και εξελίσσεται χωρίς τέλος, πρέπει να συνδυαστεί, συγκριθεί με άλλες μορφές προγραμμάτων, βρόχων κ.λπ. Πρόβλεψη δυσκολιών. Ορισμένες εντολές μπορούν να αποδειχθούν δύσκολες. Επίσης ορισμένα τμήματα του προγράμματος όπως ο τυχαίος περίπατος ίσως πρέπει να αντιμετωπιστούν με μεγαλύτερη προσοχή και βοήθεια από εσάς. Σε κάθε περίπτωση πάντως εξηγήστε τους το νόημα της διαδικασίας, προτείνετε τους να επινοήσουν και να δοκιμάσουν και άλλες τεχνικές, ή προτείνετέ τους εσείς και ζητήστε τους τη γνώμη τους. Δυσκολίες επίσης μπορούν να παρουσιαστούν και από συντακτικές ιδιαιτερότητες όπως η μορφή των εντολών, η υποχρεωτική απόσταση αριθμητικών τελεστών και αριθμών κ.λπ. Οι δυσκολίες αυτού του τύπου συνιστούν ένα είδος διδακτικού θορύβου που δυσκολεύει το μάθημα χωρίς να έχει σχέση με τον επιδιωκόμενο στόχο. Οργάνωση του μαθήματος σε επιμέρους τμήματα. Στην περίπτωση του παραδείγματος είναι σχετικά εύκολο. Σημαντικό στοιχείο της όλης διαδικασίας είναι να κατανοήσουν οι μαθητές την έννοια της μοντελοποίησης κα της προσομοίωσης. Προβλέψετε επεκτάσεις. Άλλες από αυτές θα τις προτείνετε εσείς και τις υλοποιήσετε, άλλες μπορούν απλώς να αναφερθούν, άλλες να συζητηθούν κ.λπ. Οργανώστε την τάξη. Εργασία σε ομάδες ή ατομικά; Εκτιμάτε ότι το μάθημα πρέπει να είναι καθοδηγούμενο, να αφήσετε τους μαθητές να αλληλεπιδράσουν ή οργανωμένο με πιο παραδοσιακό τρόπο; Υπάρχουν εξωτερικές πηγές που θα βοηθούσαν; Για παράδειγμα πληροφορίες σχετικά με το περιβάλλον ή το πρόβλημα; Διδακτικό συμβόλαιο και αξιολόγηση. Είναι σαφές για τους μαθητές σας με ποιο τρόπο θα εργαστούν, ποιο ακριβώς είναι το ζητούμενο και με ποιο τρόπο θα αξιολογηθούν; Προετοιμασία διδακτικού υλικού φύλλων εργασίας κ.λπ. Προετοιμασία εκπαιδευτικού. Κρατώντας όσο γίνεται πιο λεπτομερείς σημειώσεις, μπορείτε, μετά από κάθε διδασκαλία, να σημειώσετε ποια σημεία της διδασκαλίας πήγαν σύμφωνα με τις προβλέψεις σας και, κυρίως, δεν πήγαν, ώστε να προσαρμόσετε το μάθημα καταλλήλως, ή να μπορείτε να το δώσετε σε άλλο συνάδελφο, μεταφέροντας την εμπειρία σας. ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 132/170
ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΤΟΛΕΣ StarLogo Aν θέλετε να... Χρησιμοποιήστε την εντολή: Κέντρο Ελέγχου Να δημιουργήσετε χελώνες crt αριθμός Η εντολή crt ακολουθούμενη από έναν αριθμό δημιουργεί α- ντίστοιχο πλήθος χελωνών. Όλες οι χελώνες τοποθετούνται στο κέντρο της οθόνης η μία πάνω στην άλλη. Κατά τη δημιουργία τους έχουν τυχαίο χρώμα και κατεύθυνση (μεταβλητές color και heading) Παράδειγμα: crt 50 Να μετακινήσετε τις χελώνες εμπρός/πίσω fd αριθμός Η εντολή fd ακολουθούμενη από έναν αριθμό μετακινεί τις χελώνες προς τα εμπρός τόσα πλακίδια όσα καθορίζει ο αριθμός. Παράδειγμα: fd 10 Η αντίθετη εντολή που μετακινεί προς τα πίσω τις χελώνες είναι η bk αριθμός. Παράδειγμα: bk 10 Να αλλάξουν κατεύθυνση οι χελώνες (1 ος τρόπος) Προς τα δεξιά: rt μοίρες Προς τα αριστερά : lt μοίρες Παράδειγμα δεξιάς στροφής 45 μοιρών: rt 45 Οι χελώνες θα στρίψουν 45 μοίρες προς τα δεξιά σε σχέση με την αρχική τους θέση. Να αλλάξουν κατεύθυνση οι χελώνες (2 ος τρόπος) seth κατεύθυνση Η εντολή seth αλλάζει την μεταβλητή heading των χελωνών. Η κατεύθυνση είναι ένας αριθμός από το 0 έως το 360 και αντιστοιχεί στις μοίρες ενός νοητού κύκλου όπου το σημείο 0 είναι στο πάνω μέρος της οθόνης. Παράδειγμα: seth 90 Οι χελώνες προσανατολίζονται στο δεξιό μέρος της οθόνης (90 μοίρες) ανεξάρτητα με την αρχική τους θέση! ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 133/170
Να αλλάξουν χρώμα οι χελώνες setc χρώμα Η εντολή setc (set color) αλλάζει το χρώμα των χελωνών στο χρώμα που καθορίζει ο χρήστης. Η μεταβλητή χρώμα μπορεί να πάρει ως τιμές τις αγγλικές ονομασίες των χρωμάτων. Παράδειγμα: setc blue Να χρησιμοποιήσουν το στυλό τους pd H εντολή pd (pen down) κάνει τις χελώνες να αφήνουν με το στυλό τους ένα ίχνος πάνω από τα πλακίδια που διέρχονται. Για να σταματήσουν να αφήνουν ίχνος υπάρχει η εντολή pu (pen up). Παράδειγμα: pd fd 10 Οι χελώνες ακουμπούν το στυλό τους στο έδαφος και προχωρούν 10 βήματα σχεδιάζοντας ευθείες. Να αλλάξουν θέση οι χελώνες setxy χ y Η εντολή setxy ακολουθούμενη από 2 αριθμούς οι οποίοι καθορίζουν ένα πλακίδιο με συντεταγμένες [χ,y] στο καρτεσιανό σύστημα, κάνει τις χελώνες να μετακινούνται στο συγκεκριμένο σημείο Παράδειγμα: setxy 0 0 Στο παράδειγμα όλες οι χελώνες θα μετακινηθούν μονομιάς στο κέντρο της οθόνης όπου βρίσκεται το πλακίδιο με συντεταγμένες [0, 0] Να χρωματίσετε ένα πλακίδιο Να καθαρίσετε όλες τις χελώνες από την οθόνη Να καθαρίσετε όλα τα χρωματισμένα πλακίδια stamp-at x y color Η εντολή stamp-at ακολουθούμενη από ακολουθούμενη από 2 αριθμούς οι οποίοι καθορίζουν ένα πλακίδιο με συντεταγμένες [χ,y] στο καρτεσιανό σύστημα, χρωματίζει με χρώμα color το πλακίδιο. Παράδειγμα: stamp-at 0 0 red Η παραπάνω εντολή χρωματίζει κόκκινο το πλακίδιο στο κέντρο της οθόνης (σημείο [0, 0]) ct Η εντολή ct (clear turtles) διαγράφει όλες τις χελώνες που δημιουργήθηκαν στον περιβάλλον της StarLogo. cp Η εντολή ct (clear patches) επαναφέρει όλα τα πλακίδια που χρωματίστηκαν στην αρχική τους κατάσταση (μαύρα). ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 134/170
Να καθαρίσετε όλες τις χελώνες και όλα τα πλακίδια από την οθόνη ca Η εντολή ca (clear all) είναι ο συνδυασμός των εντολών ct και cp. (βλέπε παραπάνω) Να εκτελέσετε ένα block εντολών εάν ι- σχύει μια συνθήκη Να εκτελέσετε ένα block εντολών Ν φορές Να εκτελέσετε ένα block εντολών σε α- τέρμονα βρόχο if (συνθήκη) [block εντολών] Παράδειγμα: if (color = white) [fd 10] Αν το χρώμα της χελώνας είναι άσπρο τότε κάνε 10 βήματα μπροστά REPEAT N [block εντολών] Παράδειγμα: REPEAT 10 [fd 1] LOOP [block εντολών] Για να σταματήσει η εκτέλεση πρέπει να πατήσετε το πλήκτρο STOP στο περιβάλλον της StarLogo. RANDOM N,,, Να δημιουργήσετε ένα τυχαίο αριθμό στο διάστημα [0..Ν-1] Να επιστρέψετε το χρώμα του πλακιδίου στο οποίο βρίσκεται μια χελώνα Παράδειγμα: RANDOM 10 Θα επιστρέψει έναν αριθμό από 0 έως και 9. Η RANDOM δεν χρησιμοποιείται μόνη της αλλά σε συνδυασμό με μία εντολή που απαιτεί αριθμητική τιμή ή σε έναν έλεγχο συνθήκης if. pc H εντολή pc επιστρέφει το χρώμα του πλακιδίου στο οποίο βρίσκεται η χελώνα. Παράδειγμα: if pc = red [ bk 1 ] Εδώ αν η χελώνα βρίσκεται σε κόκκινο πλακίδιο κάνει ένα βήμα πίσω, Να προσθέσετε μια νέα μεταβλητή στις χελώνες turtles-own [ μεταβλητή1 μεταβλητή2... ] Η εντολή turtles-own ακολουθούμενη από μια λίστα ονομάτων μεταβλητών που καθορίζει ο χρήστης, προσθέτει νέες μεταβλητές σε όλες τις χελώνες. Η εντολή πρέπει να εισάγεται πάντα στην αρχή των του παραθύρου Διαδικασίες και ποτέ μέσα σε διαδικασία. Παράδειγμα: turtles-own [ phone ] Όλες οι χελώνες αποκτούν τη μεταβλητή phone. Για να αλλάξουμε την τιμή της μεταβλητής phone σε 222333 χρησιμοποιούμε την set. Παράδειγμα: set phone 222333 (Διαδικασίες ) ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 135/170
Να εκτελέσετε εντολές των χελωνών από το παράθυρο του Να επιστρέψετε το χρώμα μιας χελώνας που βρίσκεται στο ί- διο πλακίδιο Να μετρήσετε πόσες χελώνες έχουν συγκεκριμένο χρώμα Να μετρήσετε πόσες χελώνες υπάρχουν συνολικά στο σύστημα Να «πεθάνει» μια χελώνα (δηλ. να αφαιρεθεί από το σύστημα και να σταματήσει να ε- κτελεί κώδικα) Να επιστρέψετε το χρώμα του πλακιδίου στο οποίο βρίσκεται μια χελώνα ask-turtles [ εντολές ] Με την εντολή ask-turtles ο παρατηρητής υποχρεώνει τις χελώνες να εκτελέσουν τις εντολές που υπαρχουν μέσα στις α- γκύλες. Παράδειγμα: ask-turtles [ setc red ] color-of one-of-turtles-here Η εντολή one-of-turtles-here επιστρέφει στην τύχη τον αριθμό (μεταβλητή who) μιας από τις χελώνες που συμβαίνει να βρίσκονται στο ίδιο πλακίδιο, εκτός από τη χελώνα για την οποία κλήθηκε η εντολή. Παράδειγμα: if ((color-of one-of-turtles-here) = red) [ bk 1] Δηλ. Αν συναντήσεις κόκκινη χελώνα κάνε ένα βήμα πίσω to όνομα-διαδικασίας εντολή... εντολή end Παράδειγμα (παράθυρο Διαδικασιών ): to jump-random seth random 360 fd random 10 end Κλήση : jump-random count-color χρώμα Παράδειγμα: print count-color blue Θα επιστρέψει τον αριθμό των μπλε χελωνών στο παράθυρο εξόδου count-turtles die H εντολή die αφαιρεί από το σύστημα την χελώνα που κάλεσε την εντολή. Παράδειγμα: if color = red [ die ] Όσες χελώνες είναι κόκκινες πεθαίνουν με την παραπάνω ε- ντολή pc H εντολή pc επιστρέφει το χρώμα του πλακιδίου στο οποίο βρίσκεται η χελώνα. Παράδειγμα: if pc = red [ bk 1 ] Εδώ αν η χελώνα βρίσκεται σε κόκκινο πλακίδιο κάνει ένα βήμα πίσω Να γράψετε μια διαδικασία χελωνών/παρατηρητή / (Παράθυρα Διαδικασιών) ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 136/170
Να προσθέσετε μια νέα μεταβλητή στις χελώνες Να εκτελέσετε εντολές των χελωνών από το παράθυρο του Να επιστρέψετε το χρώμα μιας χελώνας που βρίσκεται στο ί- διο πλακίδιο Να μετρήσετε πόσες χελώνες έχουν συγκεκριμένο χρώμα Να μετρήσετε πόσες χελώνες υπάρχουν συνολικά στο σύστημα turtles-own [ μεταβλητή1 μεταβλητή2... ] Η εντολή turtles-own ακολουθούμενη από μια λίστα ονομάτων μεταβλητών που καθορίζει ο χρήστης, προσθέτει νέες μεταβλητές σε όλες τις χελώνες. Η εντολή πρέπει να εισάγεται πάντα στην αρχή των του παραθύρου Διαδικασίες και ποτέ μέσα σε διαδικασία. Παράδειγμα: turtles-own [ phone ] Όλες οι χελώνες αποκτούν τη μεταβλητή phone. Για να αλλάξουμε την τιμή της μεταβλητής phone σε 222333 χρησιμοποιούμε την set. Παράδειγμα: set phone 222333 ask-turtles [ εντολές ] Με την εντολή ask-turtles ο παρατηρητής υποχρεώνει τις χελώνες να εκτελέσουν τις εντολές που υπαρχουν μέσα στις α- γκύλες. Παράδειγμα: ask-turtles [ setc red ] color-of one-of-turtles-here Η εντολή one-of-turtles-here επιστρέφει στην τύχη τον αριθμό (μεταβλητή who) μιας από τις χελώνες που συμβαίνει να βρίσκονται στο ίδιο πλακίδιο, εκτός από τη χελώνα για την οποία κλήθηκε η εντολή. Παράδειγμα: if ((color-of one-of-turtles-here) = red) [ bk 1] Δηλ. Αν συναντήσεις κόκκινη χελώνα κάνε ένα βήμα πίσω to όνομα-διαδικασίας εντολή... εντολή end Παράδειγμα (παράθυρο Διαδικασιών ): to jump-random seth random 360 fd random 10 end Κλήση: jump-random count-color χρώμα Παράδειγμα: print count-color blue Θα επιστρέψει τον αριθμό των μπλε χελωνών στο παράθυρο εξόδου count-turtles (Διαδικασίες ) Να γράψετε μια διαδικασία χελωνών/παρατηρητή / (Παράθυρα Διαδικασιών) ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 137/170
StarLogo TNG H StarLogo TNG αποτελεί μια εξέλιξη της StarLogo, η οποία βασίζεται στον οπτικό προγραμματισμό και από την άποψη αυτή, StarLogo TNG υπήρξε πρωτοπόρος, καθώς ήταν από τα πρώτα περιβάλλοντα που καθιέρωσαν αυτού τις διεπαφές του είδους. Η StarLogo TNG μπορεί να φορτωθεί από τη διεύθυνση: http://education.mit.edu/starlogo-tng/download/ Η αρχική εικόνα της StarLogo TNG δίνει μια ιδέα για το είδος του περιβάλλοντος προγραμματισμού που της αντιστοιχεί: Επίσης μια τυπική εικόνα ενός προγράμματος: καθώς και του περιβάλλοντος προγραμματισμού:
είναι χαρακτηριστικά που υπάρχουν και στα άλλα περιβάλλοντα οπτικού προγραμματισμού. Το περιβάλλον της StarLogo TNG είναι πλούσιο σε δυνατότητες. Εκτός από τα χαρακτηριστικά της StarLogo και την ιδιαίτερη διεπαφή της για προγραμματισμό, προσφέρει μερικές πρωτοποριακές δυνατότητες, όπως τη δυνατότητα επισκόπησης του πεδίου εφαρμογής των εντολών. Αυτός ο πλούτος ωστόσο, αποτελεί, κατά κάποιον τρόπο και ένα αδύνατο σημείο για το περιβάλλον, καθώς ο αρχάριος προγραμματιστής, ο μαθητής στην προκειμένη περίπτωση, πρέπει να κατανοήσει αρκετές αφηρημένες έννοιες για να χρησιμοποιήσει το περιβάλλον. Ως μια τετριμμένη εισαγωγή, περιγράφονται παρακάτω μερικές στοιχειώδεις δραστηριότητες: (1) Να καταστούν ορατές οι χελώνες που υπάρχουν στη «σκηνή» (SpaceLand). Στη σκηνή υπάρχουν 2 μικρές χελώνες (by default) οι οποίες μπορούν να καταστούν ορατές με το εργαλείο μεγέθυνσης «+»: (2) Στη συνέχεια με σύρσιμο και εναπόθεση, τοποθετούμε (από τις επιλογές «Movement») την εντολή forward : ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 139/170
και ρυθμίζουμε την παράμετρο «steps» στην τιμή «1» Δηλαδή την αφήνουμε αμετάβλητη»: Κάθε φορά που κάνουμε ένα διπλό «κλικ» πάνω στην εντολή forward, οι χελώνες εκτελούν την εντολή (και οι δυο χελώνες): ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 140/170
(3) Μπορούμε να προσθέσουμε και μια εντολή «right» και πάλι από το «Movement»: (4) Κάθε φορά που κάνουμε διπλό «κλικ» στην εντολή forward, οι χελώνες εκτελούν (και οι δυο) τις δυο εντολές και φαίνονται σα να «χορεύουν» ένα χορό (καθώς η κάθε μια κινείται στην περίμετρο ενός τετραγώνου). ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 141/170
Η τετριμμένη αυτή εισαγωγή δίνει μια ιδέα για τον τρόπο που λειτουργεί το περιβάλλον της StarLogo TNG, Ως δραστηριότητες εξοικείωσης με το περιβάλλον, μπορούν να χρησιμεύσουν επίσης και οι δραστηριότητες (ή τουλάχιστον κάποιες από αυτές) που περιγράφονται στην απλή StarLogo, ή ένα από τα projects που υπάρχουν στο σχετικό site. ΙΤΥΕ Διόφαντος - Διεύθυνση Επιμόρφωσης και Πιστοποίησης 142/170