ПЭВМ АГАТ: Юный техник 9/85

Юный техник 9/85 ("Школьница" из школы)

...На титульном листе брошюры напечатано: «Вычислительный центр СО АН СССР. Препринт. Школьная информатика, выпуск 9». Препринт - это сборник, в котором опубликованы самые свежие научные достижения. И четыре статьи этого выпуска ни в чём не уступают другим, хотя -написаны они не научными сотрудниками, а учащимися 10-го класса обыкновенной средней школы...

Несколько лет назад, когда решено было вплотную познакомить новосибирских школьников старших классов с вычислительной техникой, инициаторы этого дела задумались над тем, какие задачи предложить ученикам. Обычно начинающие программисты подолгу практикуются на учебных задачах вроде расчётов по формулам или простейших действий с числовыми таблицами. Но такая методика хороша для традиционных ЭВМ, а в то время уже существовали персональные компьютеры, позволяющие любому специалисту-практику, будь то инженер, картограф или бухгалтер, создавать программы в области, где каждый из них хорошо знает своё дело. Ну а что могут программировать школьники, чтобы их работа оказалась по-настоящему полезна? Что им лучше всего знакомо, что занимает в их жизни основное место? Конечно же, учёба, учебный процесс.

Мы упоминали программную систему «Школьница» (см. «ЮТ» N 4 за 1985 год). «Школьница» способна помочь и ученику и учителю на любом уроке. Состоит она из отдельных программ, каждая из которых помогает изучить отдельную учебную тему, к примеру правописание безударных гласных, 2-й закон Ньютона, электрический ток в газах... Таких программ в «Школьнице» уже немало. Но прикиньте, сколько в классах школы различных предметов, сколько в каждом из предметов тем!.. Кроме того, сейчас учебные планы обновляются, совершенствуются в связи с проведением реформы школьного образования. Так что наполнение «Школьницы» конкретным материалом, создание учебных программ - это огромная, серьёзная и нужная работа. К ней и решили привлечь старшеклассников сотрудники Вычислительного центра Сибирского отделения Академии наук СССР.

Специалисты разработали сердцевину системы - язык программирования, получивший название «Рапира». Язык этот в отличие от многих других не содержит иностранных слов и обозначений, прост и во многом похож на алгоритмический язык, с которым вы уже познакомились в общении с «Поиском». Есть, в «Рапире» и команды, позволяющие рисовать на экране неподвижные и движущиеся цветные изображения. За пультом персональной ЭВМ «Агат» школьники сегодня легко осваивают этот язык, и он становится удобным, универсальным инструментом для разработки серьёзных и нужных программ.

Познакомимся же поближе со «Школьницей» и с теми, кто составляет её программы.

В кабинете вычислительной техники 166-й новосибирской средней школы идут занятия по трудовому обучению, и «Агаты» на столах работают вовсю: пальцы десятиклассников бегают по клавишам, и на экранах сменяются строчки программ и разноцветные картинки, шуршат и щелкают дисководы.

Вам знаком, наверное, этот физический опыт: начинаете двигать магнит внутри катушки с обмоткой, и вызванный переменным магнитным полем электрический ток заставляет отклоняться стрелку гальванометра.

Как провести этот опыт без магнита, без катушки и без гальванометра, а на экране компьютера, чтобы ученик, сидящий за его пультом, мог сам управлять ходом эксперимента, подбирать параметры установки? Как запрограммировать компьютер, чтобы он при необходимости мог напомнить ученику теоретический материал или проверить его знания?

Долог путь от идеи до готовой программы. Главное не только в том, чтобы грамотно написать ее текст на языке программирования. В первую очередь необходимо продумать, какие действия должна выполнять программа, с какими ситуациями она может встретиться. Ведь она - об этом нельзя забывать - должна служить людям, мало знакомым с вычислительной техникой, и, значит, обязана быть предусмотрительной, дружественной по отношению к человеку, чтобы работа с ней была, как говорится, не в тягость, а в радость.

Как же всего этого добиться? Тут есть и чёткие правила, и неограниченный простор для фантазии. Автор программы «Электромагнитная индукция» Маша Познанская решила, что программа должна работать в режиме диалога: вопрос машины - ответ пользователя. При этом машина не должна ни на минуту оставлять человека в растерянности, а значит, список всех возможных действий и ответов постоянно должен быть перед его глазами на экране ЭВМ.

Программирование диалога - сложная, кропотливая работа. Сначала был написан своеобразный сценарий, в котором были перечислены все возможные действия машины при самых различных ответах пользователя на её вопросы. По готовому сценарию Маша запрограммировала обмен информацией - вывод на экран сообщений, вопросов, напоминаний, ввод с клавиатуры ответов пользователя...

Было выполнено и ещё одно очень важное требование: программа должна «терпеть» любые ответы, в том числе и бессмысленные. Ведь, нажимая на клавиши, очень легко ошибиться, и в этом случае программа не должна останавливаться. Гораздо лучше, если машина выдаст такое сообщение: «ВЫ ОШИБЛИСЬ, ПОВТОРИТЕ, ПОЖАЛУЙСТА».

Пришлось решать и другие вопросы. Например, как разместить на экране изображение, чтобы все необходимое «вошло в кадр» и при этом не нужно бы напрягать зрение, рассматривая мелкие детали? Следовало верно выбрать скорость изменения картинки на экране, цвета изображения и фона.

Программирование изображений - ещё одна неотъемлемая часть работы над любой программой «Школьницы». Тут не обойтись без графических команд и целых вспомогательных программ. Их тоже составляют сами ребята, и каждая такая программа «воссоздаёт» на экране самостоятельный элемент изображения - магнит, провод, гальванометр...

Вот Маша запускает свою программу на исполнение. На экране появляется вопрос: «ТРЕБУЕТСЯ ОПЫТ ЛЕНЦА (1) ИЛИ ОПЫТ ФАРАДЕЯ (2)?» В ответ нужно нажать одну из клавиш - «1» или «2». Далее машина задаст вопрос о числе витков катушки, о скорости движения магнита. Все вопросы заданы, ответы получены, и на яркосинем фоне появляется электрическая схема. Эксперимент начат, стрелка гальванометра послушно следует нашим указаниям в полном соответствии с законами физики... Поневоле забываешь, что перед тобою машина, а не реальный физический опыт.

Программа Маши Познанской по достоинству оценена специалистами. Потому её фамилия стоит в списке авторов препринта, который мы упомянули вначале.

Отобрать лучшие программы школьников для препринта было непросто: каждый десятиклассник готовит одну, а то и несколько учебных программ, причём к качеству и оформлению программ предъявляют в школе столь же жёсткие требования, как к программам на производственных предприятиях.

Разумеется, у одних школьников программы получаются интереснее, богаче содержанием, у других - попроще. Но, как считает старший научный сотрудник ВЦ СО АН, мастер производственного обучения Ю.А.Первин, все десятиклассники независимо от способностей и склонностей овладевают профессией программиста на уровне, который вполне достаточен для серьёзной практической работы. Что же касается «Школьницы» - работа над её созданием только началась. И внести в неё свой вклад может каждый, кому это покажется интересным.

Юный техник 9/85 ("Школьница" из школы)

* * *