O Karlovi
Ahoj, vítá tě prostředí Karel. Pokud jsi tu poprvé a nevíš, kdo nebo co Karel je, nemusíš se bát.
Karel jsem já, ten robot napravo. Ty jsi tu jistě proto, že se chceš naučit programovat,
a přesně s tím já ti ze začátku pomohu. Budu po tobě chtít, abys pro mě programoval
jednoduché příkazy, které mi umožní fungovat v mé místnosti.
Pokud tě zajímá více o mé historii, můžeš se kouknout na stránku na Wikipedii, kterou o mně lidé napsali.
Jsem robot, tedy počítač, který neumí fungovat bez programu, proto tě vyzývám, abys zavítal do sekce příkladů, kde mě můžeš naučit zadané věci. Já tě na oplátku naučím úplné základy programování. Zjistíš, že složité úkoly se řeší jejich rozdělením na jednodušší části. Ty jednodušší se popisují samostatně až po základní pokyny. Takové pokyny umím již "od narození", nebo lépe řečeno "z továrny". Umím udělat krok, otočit se doprava nebo doleva, položit cihlu, udělat značku. To ostatní mě musíš naučit.
Pokud bys byl snad úplně ztracený, jsou k příkladům přiložená i řešení, se kterými si můžeš svůj postup zkontrolovat.
Chápu, že je toho takhle na začátek docela hodně. Nejprve bychom se měli naučit ovládat prostředí, ve kterém se budeme společně učit. V následující kapitole ti popíšu ovládání aplikace, ve které jsem doma.
Ovládání
Jistě se ti teď honí hlavou: "Jak mám ale Karla ovládat, jak ho mám učit, co mám vůbec dělat". Ty i Karel jste z toho asi trochu zmatení, a proto je tu připravený přehled ovládání. Pokud si něčím nebudeš jistý, jistě nalezneš odpovědi na své otázky zde.
Na stránce s aplikací Karla se nachází několik oblastí.
Horní panel tvoří tmavá lišta stejná jako na této stránce. Z leva obsahuje Menu , přepínač volby jazyka, uprostřed je ikona aplikace a nápis Karel, který odkazuje zpět na tuto stránku. Vlevo je pak nástroj s trojicí ovládacích prvků pro běh programu. Krajní prvky provádí spuštění a zastavování běhu Karla, symbol brouka uprostřed slouží pro krokování programu.
Hlavní část je rozdělena do tří oddílů:
- Místnost s robotem - v levém oddílu je nahoře prostorový (3D) náhled na našeho hrdinu a jeho pole, po kterém se pohybuje. Pod tímto náhledem je prostor s ovládacími a zobrazovacími prvky - této části aplikace se říká Rychlý přístup.
- Blokový editor - prostor v prostřední části pro sestavování příkazů ovládajících robota pomocí vizuálních bloků.
- Textový editor - prostor pro zápis a ladění programů v jazyce Karel.
Jednotlivá okna se aktivují kliknutím myši do prostoru daného okna. Rozměry oken lze měnit a přizpůsobit si tak vzhled podle potřeby, například některé ze tří oken zcela skrýt. Změny oken se provádí myší pomocí táhel mezi prvky. Lze nastavit výchozí pozici rozložení těchto oken přes hlavní menu a položku Nastav okna. Poté se vždy při restartu aplikace nastaví na tyto rozměry a tlačítko v rychlém přístupu bude okna resetovat právě do tohoto rozložení.
Místnost s robotem
Místnost zobrazuje prostorovou scénu s robotem. Po aktivaci oblasti (kliku myší) se v levém horním rohu objeví nápis v červeném poli "Ovládáš", který signalizuje, že nyní můžeme robotem přímo posunovat anebo měnit náhled.
V režimu "Ovládáš" je možná přímá interakce uživatele s robotem pomocí kláves:
W pro krok vpřed A pro otočení vlevo D pro otočení vpravoO pro označení nebo odznačení aktuální Karlovy poziceP pro položení cihlyZ pro zvednutí cihly I pro odebrání nebo vrácení políčka před Karlem
Pro dotyková zařízení lze vyvolat ovládání pomocí tlačítka v Ovládání na panelu nástrojů Rychlý přístup.
Pohyb kamerou v místnosti se provádí s využitím myši. Otáčení a posunování se provádí pomocí myši technikou táhni a pusť - stiskneme-li levé tlačítko myši a budeme ho držet, pohybem myši měníme polohu, natočení a pozici, ze které pozorujeme tuto prostorovou scénu. Budeme-li držet současně klávesu Shift, dochází k posunutí scény. Klávesa Ctrl scénou otáčí se středovým bodem v pozici kurzoru myši. Kolečkem na myši dosáhneme zvětšení, resp. zmenšení zobrazení. V panelu pod scénou je tlačítko umožňující návrat do výchozí polohy scény.
V levém horním rohu místnosti se mohou objevovat kontextové bubliny upozorňující na konkrétní stav aplikace. Mohou to být tyto:
Počítadlo - Pokud je spuštěn program, zobrazuje, kolik iterací interpretu bylo třeba pro vykonání programu udělat. Kliknutím se vymaže.Ovládáš - Pokud je místnost aktivována a je možné robota přímo ovládat, zobrazí se toto upozornění. Po kliknutí na něj se přímý režim vypne.Běží - Pokud je prováděn program, zobrazí se toto upozornění. Po kliknutí na něj se provádění příkazu zastaví (podobně jako kliknutím na tlačítko Stop).
Rychlý přístup
Pod scénou s robotem je sada ovládacích prvků Rychlý přístup. Jedná se o jednoduchou sadu nástrojů, které usnadňují práci s aplikací a informují o aktuálním stavu aplikace. Mezi tyto prvky patří:
Reset kamery - Vrátí kameru místnosti na základní pozici.Reset oken - Vrátí velikosti oken aplikace do výchozího nastavení. Smaž konzolu - Vymaže obsah konzole.Ovládání - Zobrazí tlačítka pro přímé ovládání robota.Posuvník rychlosti - Nastavuje rychlost interpretu jazyka, na pravé straně lze nastavit i přímo číselně. Číslo reprezentuje procento maximální rychlosti robota. Lze nastavit i v programu pomocí příkazů rychle a pomalu.Konzole - Zde robot vypisuje hlášení o svém aktuálním stavu, nejčastěji chybová hlášení.Proměnné - Zde robot vypisuje všechny definované proměnné a jejich hodnoty.
Blokový editor
Pomocí vizuálních bloků se sestavují příkazy robota Karla. Základem je definování příkazů a podmínek. Nový příkaz je hnědý blok, který vytáhneme ze sekce Základ do volné plochy - to se provádí pomocí myši metodou táhni a pusť. Příkaz musíme pojmenovat a do jeho těla můžeme umístit konstrukce složené z elementárních příkazů, bloků řízení toku, podmínek a matematických operací s proměnnými. Bloky se umísťují do sebe. Přesný popis práce s bloky je patrný z příkladů. Volnou plochu s bloky lze zvětšovat a zmenšovat pomocí kolečka myši. Bloky mají své kontextové menu, které se vyvolá pravým tlačítkem myši. Je možné k bloku přidat textový komentář, blok lze sbalit, takže je viditelný jen jeho název, lze ho duplikovat, deaktivovat nebo smazat. Smazání bloku lze též provést jeho předtažením do koše.
Pokud vytvoříme v prostoru s bloky hotové příkazy, ty jsou automaticky transformovány do programového kódu. Tento kód je přítomen v pravé části s textovým editorem, po kliknutí na prvek v listě popsaný jako "Bloky".
Tlačítko terče slouží k vystředění blokové pracovní plochy. Pod těmito tlačítky se nachází ikona koše, která zpřístupňuje smazané struktury. Struktury se mažou uchopením a přetažením do toolboxu anebo právě na tuto ikonu koše.
Při načtení hotového příkladu je blok sbalený. Abychom si ho prohlédli, je třeba levým tlačítkem myši vyvolat kontextové menu a blok rozbalit.
Textový editor
Prostor umožňuje vytvářet, editovat a ladit textové programy v jazyku Karel. Záložka Kód slouží k přímému zápisu a editaci programů, záložka Bloky je textová reprezentace blokového editoru, kterou není možné editovat. Editor ukazuje číslování řádků, má barevně zvýrazněnou syntaxi příkazů jazyka Karel a při psaní napovídá možné varianty (možnost tzv. autokompletace). Jednotlivé příkazy lze sbalit a rozbalit, podobně jako v prostoru s vizuálními bloky.
Detekce syntaktických chyb
V editoru je integrována i schopnost syntaktické analýzy psaného textu a zobrazení syntaktických chyb. Při pokusu o spuštění syntakticky nesprávného kódu zobrazuje místa nalezených chyb na řádcích červeným křížkem a po najetí myši zobrazuje podrobnější důvod chybné situace.
Textový editor je propojen s ovládacími prvky na horní liště nad ním. Po kliknutím na tlačítko Spusť se začne vykonávat příkaz, na kterém je umístěn kurzor.
Krokování programu a body zastavení (breakpointy)
Režim krokování se spouští pomocí tlačítka Krokuj, na které je nakreslen brouk. V režimu krokování se vykoná pouze jeden krok programu při každém stisknutí tlačítka krokuj. Zastavený program pokračuje stiskem tlačítka Krokuj. Pokud je program krokován, v místnosti s robotem je zobrazeno označení Běží. Při tomto stavu nelze provádět úpravy kódu v editoru, a také nelze aktivovat spuštění dalšího příkazu.
Pokud jsou v editoru nastaveny breakpointy, vykonávání je zastaveno po stisku tlačítka Krokuj pouze na nich. Body zastavení (breakpointy) se vytvářejí kliknutím na číslo příslušného řádku mimo číslo řádku. Jsou označeny oranžovým rámečkem.
Záložky editoru a menu editoru
Textový editor má na své horní hraně dvě záložky:
Kód - textový editor aplikace, kde lze Karlovi psát vlastní kód.Bloky - textová reprezentace blokového editoru, nelze do ní psát, ale disponuje všemi ostatními funkcemi regulérního editoru. Další možnosti - Na konci seznamu jsou tři tečky nad sebou, když na ně uživatel najede, zpřístupní se následující možnosti:
Vytvoř bloky - Z označeného kódu v textovém editoru vytvoří blokové schéma v blokovém editoru.Vymaž Breakpointy - Vymaže všechny breakpointy v aktuálně zobrazeném editoru.Napovídání slov - Lze vypnout nebo zapnout živé napovídání slov.Automatické odsazování - Lze vypnout nebo zapnout automatické odsazování kódu.Ukazuj pozici - Lze vypnout nebo zapnout pohyb kurzoru při interpretaci.
Popis textového programování
Kód pište do pravého ze tří zobrazených oken - Editor kódu. Dostupné kódové programování obsahuje všechny originální příkazy z aplikace Robot Karel 3D, jmenovitě to jsou příkazy:
krok - robot udělá krok vpředvpravo - robot se otočí dopravavlevo - robot se otočí dolevapoloz - robot položí cihluzvedni - robot zvedne cihluoznac - robot označí poleodznac - robot odznačí polerychle - Zvýší rychlost robota o 10 ms - posune s posuvníkem rychlostipomalu - Sníží rychlost robota o 10 ms - posune s posuvníkem rychlostipip - robot přehraje upozornění
Karel může vylézt pouze na políčko s maximálním převýšením jedné cihly.Tyto příkazy lze různě podle potřeby skládat za sebe jako v každém jiném programovacím jazyku, je ale potřeba, aby na každém řádku byl pouze jeden příkaz. Příkazy lze vkládat i do struktur jako jsou:
udelej - struktura, která vykoná daný kód N krát. udelej [N] krat
[prikazy]
*udelej
dokud - struktura, která vykonává kód, dokud platí podmínka. dokud [je/neni] [podminka]
[prikazy]
*dokud
kdyz - struktura, která vykoná část kódu, pokud podmínka platí, případně jinou část, pokud neplatí. Část je nepovinná. kdyz [je/neni] [podminka]
tak
[prikazy]
jinak
[prikazy]
*kdyz
Dále je zapotřebí tvořit vlastní bloky kódu ohraničené těmito způsoby:
- vytvoření příkazu - je možno vytvořit vlastní příkaz, kterému je nutno přidělit vlastní název nekolidující s jinými příkazy (jak vestavěnými, tak uživatelsky vytvořenými). Příkaz je pak možné volat v dalších příkazech.
prikaz [nazev]
[prikazy]
konec
- vytvoření podmínky - je možnost vytvořit vlastní podmínku. Je opět nutno přidělit vlastní název, aby byla později volatelná. Očekává se, že bude obsahovat příkazy
pravda nebo nepravda ve svém kódu. podminka [nazev]
[prikazy]
kdyz [je/neni] [podminka]
tak
pravda
jinak
nepravda
*kdyz
konec
Pokud je při interpretaci jazyka nalezen nějaký problém, aplikace o tom informuje do konzole prohlížeče.
Popis blokového programování
Blokové programování je syntakticky velmi podobné (ne-li stejné) jako textové programování. Bloky jsou schovány pod svými kategoriemi a funkčností přímo korespondují s textovou reprezentací. Pro spuštění bloku klikněte na tlačítko u bloku uvozujícího příkaz (tlačítko run). Pokud by bylo zapotřebí spouštět blok v nějakém dalším bloku, využijte blok z nabídky Funkce, tedy ze zelené sekce, s popiskem Funkce, a do textového pole vložte název požadovaného bloku. Tím se ze jmenovaného bloku stane podprogram aktuálního bloku. Podobně funguje i volání uživatelských podmínek, ovšem vyberte podobný blok ze sekce Podmínky.
Proměnné
Tento projekt si dává za cíl originální jazyk rozšířit. Tohoto cíle je dosaženo pomocí obohacení jazyka o proměnné.
Do proměnných lze ukládat celočíselné kladné i záporné hodnoty definované matematickými výrazy s použitím celočíselných kladných hodnot a hodnot z proměnných. V rovnicích lze využívat tyto operátory:
+ - sčítání- - odečítání* - násobení / - celočíselné dělení% - zbytek po dělení> - větší než>= - větší než nebo rovno< - menší než<= - menší než nebo rovno == - rovno!= - není rovno
Karel rozumí i uzávorkování výrazů pomocí jednoduchých závorek ( a ).
- příklad validní konstrukce :
8 * (4 - promenna2)
Hodnoty těchto výrazů lze poté ukládat do definovaných proměnných. Karel nabízí proměnné dvojího typu - globální a lokální. Globální proměnné je třeba poprvé definovat na úrovni definice příkazů a podmínek následující syntaxí:
globalni promenna mojePromenna = 2
Poté je do ní možné stejnou syntaxí jakkoliv zapisovat. Druhé klíčové slovo promenna je zde nepovinné, avšak díky němu je zakázáno definovat proměnné s tímto názvem (názvy se nesmí shodovat s klíčovými slovy jazyka, ani s názvem jakéhokoliv příkazu či podmínky). Dále lze podobně v příkazech či podmínkách definovat lokální proměnné:
lokalni promena mojeLokProm = 4
Opět je klíčové slovo promenna nepovinné a název proměnné se nesmí shodovat s žádným názvem příkazu, podmínky nebo nyní i globální proměnné. Proměnné lze použít například při hledání středu místností v tomto příkladu
