第四单元赋予机器人“智慧”学习目标:1、掌握算法的基本概念、基本特征。2、理解算法来源于生活的道理。3、学会并掌握用流程图表示算法。4、认识程序的三种基本结构(顺序结构、循环结构、选择结构)。5、学会编写简单程序。6、认识诺宝RC软件操作平台。在上一章中,我们已经系统地学习了有关机器人的结构组成和工作原理。现在我们知道,利用传感器,机器人就有了感知能力;有了移动机构,机器人就有了行动能力。有的同学会踢足球,踢球的时候,一定是眼睛先看到球(感知能力),然后跑过去踢(行动能力)。是什么原因让你跑过去的?又是什么原因让你知道应该把球传给同伴,还是把球射进门里的呢?你一定会说是大脑告诉我的。没错,在感知到一个信息后,在做出行动之前,肯定有一个中间环节。这个环节的作用就是分析、判断、决策。最终结果就是你跑过去把球踢向某一个方向。而分析、判断、决策,就是我们在这本书第一章中提到的“智能”。如果要机器人也像你一样,那机器人也就拥有了智能。机器人的智能是怎么来的呢?又是怎样思考和行动的呢?4.1机器人智慧的来源----计算机程序同学们都知道,你能听懂老师的讲课,是因为老师使用了你能听得懂的语言;同样,要让机器人听懂你的命令,赋予机器人智慧,就需要有专门的机器人能听懂的语言----机器人控制程序,它就是人和机器人交流信息的工具。机器人是计算机和自动机械的结合,而机器人智能的基础就是人们所赋予它的控制程序。例如,用机器人代替人进行工作时,必须预先对机器人发出指示,规定机器人动作的具体内容,这个过程就称为对机器人的计算机编程。对机器人的计算机编程,就是想让机器人实现人们所期望的动作。2005年7月26日,美国“发现号”航天飞机在升空过程中,有一块隔热陶瓷片从机体上脱落,这一重大安全隐患立刻引起了科学家们的高度警惕,27日,他们就使用安装在航天飞机末端15米长的机器人手臂,对航天飞机的机翼和前舱进行彻底检查,以确定“发现号”是否有损坏。很显然,这样的一项工作,就是科学家们预先对机器人进行计算编程,然后靠机器人来完成。下面就和同学们一起来学习机器人控制程序编程,相信你们各个都会成为优秀的机器人设计师。4.2计算机程序的核心----算法4.2.1什么是算法在学习机器人控制程序编程之前,我们先了解一下一个完整的计算机程序构成,它包括两方面内容:1、数据2、操作步骤,也就是算法。数据是算法的基本元素,算法是编写程序的核心,缺一不可。其实,我们在日常生活中,无论大事小事,都会常常用到“数据”和“算法”这两个概念。就拿小学三年级数学中的一道应用问题举个例吧:一架飞机每分钟飞行20千米,问每小时飞行多少米?在这道应用问题中,20千米和每小时是(数据),根据问题我们列出的乘法算式(20千米*60)就是算法,得数1200千米(算法结果)。这道应用问题我们采用了乘法算法,若我们采用加法(20千米+20千米+20千米+......)加60次,也可以得出1200千米的结果。但显然加法的算法不好。如用减法或除法那就是错误的算法了。根据这个例子,我们不难看出,算法是程序的灵魂与核心,一个算法的优劣就决定着程序的好坏及是否正确。算法除数学中有,生活中更多,它就在我们身边。例如,今天的晚餐要做一盘红烧肉。第一步,要确定的就是做菜的各种原料(数据),需要什么部位的猪肉、什么样的姜葱(数据类型),一斤还是半斤猪肉、多少姜葱(数据变量)?准备好这些数据之后,第二步,就可以按照菜谱(算法),完成一道菜的制作(运行程序),最后一盘可口美味的红烧肉就展现在你的面前(程序运行结果)。根据这个例子,我们能看得出来,在做任何事情时都有一定的步骤,这就是算法。再例如,你想过马路,首先要看是否有人行横道线,然后再看红绿灯是否为绿灯,看到绿灯后才能通行。你要买MP3,先要选好产品,然后交钱,取货等等,举不胜举。实际上,在日常生活中,由于已养成习惯,所以人们并不意识到每件事情都需要事先设计出“行动步骤”,但意识不到,并不说明没有。例如吃饭、上学、打球、做作业等,事实上都是按照一定的规律(算法)进行的,只是人们没有考虑它...