专利名称：兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法
技术领域：
本发明涉及一种程序语言的设计方法，且特别涉及一种兼具静态互动与动态 互动的程序的设计方法。
背景技术：
程序设计为目前资讯科技产业蓬勃发展不可或缺的重要一环，而这方面的人 才在培训上却是不容易，目前于坊间或学校皆有诸多这方面的课程可供修习，但是 在成效上未必可以达到预期的效果。
程序设计为训练逻辑思考的重要课程，传统程序设计的教学，大多先介绍程 序内容与程序撰写方法，再将程序执行结果显示于电脑屏幕，以观看其程序是否撰 写正确，并达到预期的功能，此种方法虽然可以让程序设计者藉由屏幕输出了解程 序执行结果，却无法使其有实际"参与"程序执行过程的体验，此外，程序范例多 以电子化问题为主，例如，交易作业、成绩计算等，对刚接触程序设计者而言，往 往过于艰深单调，无法引发学习兴趣，因而降低学习效果。
发明内容
本发明的目的是在提供一种兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，分 别使用一般电子化问题与机器人控制问题，说明同一种程序撰写方法。
根据本发明的上述目的，提出一种兼具静态互动与动态互动的程序的设计方
法，至少包含下列步骤
(a) 决定程序的一撰写方法；
(b) 根据该撰写方法，提供多个待解问题，包含一静态待解问题与一动态待 解问题；
(c) 根据该静态待解问题，主要使用该撰写方法撰写一第一执行程序，并显 示该第一执行程序的执行结果于一显示装置上，使程序设计者可于该显示装置观看 该第 一执行程序的执行结果；以及(d)根据该动态待解问题，主要使用与静态互动相同的撰写方法撰写一第二 执行程序，并传输该第二执行程序至一可程序化移动装置上，以使该可程序化移动 装置依据该第二执行程序进行作动，由此使程序设计者可观看该第二执行程序的执 行结果。
在一实施例中，该方法更包含
一程序测试的步骤，决定其中一待解问题，让程序设计者在一特定时间内进 行程序的撰写，然后对于程序设计者所撰写程序的执行结果与该待解问题进行比 对，以验证其所撰写程序的准确性，作为评定程序优劣的标准。
通过一般电子化问题(静态互动模式)与机器人控制(动态互动模式)的双 轨进行方式，可提升程序设计者对于程序设计的兴趣并激发创造力，使程序设计者 理解并活用程序设计方法。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的 详细i兌明如下
图1绘示依照本发明的一种兼具静态互动与动态互动的系统的示意图。。 图2绘示依照本发明一较佳实施例的一种兼具静态互动与动态互动的程序的 设计方法的流程图。
图3绘示依照本发明的一种可程序化移动装置的示意图。 图4a绘示为图3中的一种可程序化移动装置向前走的示意图。 图4b绘示为图3中的一种可程序化移动装置向后走的示意图。 图4c绘示为图3中的一种可程序化移动装置向左转的示意图。 图4d绘示为图3中的一种可程序化移动装置向右转的示意图。
主要元件符号说明
100系统110:输入装置
120中央处理单元130:存储装置
140显示装置150:可程序化移动装置
200流程210—-240:步骤
300可程序化移动装置310:第一马达
311第一轮312:第二轮320:第二马达 321:第三轮
322:第四轮
具体实施例方式
请参照图1,其绘示依照本发明的一种兼具静态互动与动态互动的系统的示意 图。该系统IOO包含有一输入装置110、 一中央处理单元120、 一存储装置130、 一显示装置140以及一可程序化移动装置150。该输入装置110为一可将数据输入 的媒介，藉由该输入装置110将数据输入至该中央处理单元120，并储存于该存储 装置130，可选择的将输入数据的执行结果输出至该显示装置140和该可程序化移 动装置150。
在本实施例中，该输入装置110为一键盘，用以将所欲撰写的程序输入该中 央处理单元120并储存于该存储装置130。该显示装置150为一屏幕，用以显示所 撰写输入程序的执行过程与结果。该可程序化移动装置160为一具有驱动马达的机 器人，用以根据所撰写输入程序的要求而进行所对应的动作，产生另一种不同于该 显示装置150的程序执行结果的表现方式。
请参照图2,其绘示依照本发明一较佳实施例的一种兼具静态互动与动态互动 的程序的设计方法的流程图。在本发明一较佳实施例中，采用一般电子化问题(静 态互动模式)与机器人控制(动态互动模式)的双轨并行方式进行程序的设计方法， 该方法200至少包含下列步骤
如步骤210所示，决定程序的一撰写方法， 一开始先设订一程序撰写方法， 例如回圈、选择、物件导向观念、类别、多载、继承、封装等方法。
如步骤220所示，根据该撰写方法，提供多个待解问题，包含一静态待解问 题与一动态待解问题，而且全程釆用一致的该些待解问题，当程序设计者完成该些 待解问题，可在过程中调整程序功能与改变程序撰写方法来解决相同的该些待解问 题。在本实施例中，该静态待解问题为一般电子化问题，且特别是关于一种"画矩 形与三角形"问题，而该动态待解问题为机器人控制问题，且特别是关于一种"控 制机器人前进、后退、转弯以及停止"问题。
如步骤230所示，根据该静态待解问题，主要使用该撰写方法撰写一第一执 行程序，并显示该第一执行程序的执行结果于一显示装置上，使程序设计者可于该 显示装置观看该第 一执行程序的执行结果。
如步骤240所示，根据该动态待解问题，主要使用该撰写方法撰写一第二执
6行程序，并传输该第二执行程序至一可程序化移动装置上，以使该可程序化移动装 置依据该第二执行程序进行作动，由此使程序设计者可观看该第二执行程序的执行 结果。
在本实施例中，步骤230为一静态互动的步骤，其中的待解问题为一 "画矩 形与三角形"问题。首先，该第一执行程序以传统结构式写法，来进行解决该"画 矩形与三角形"问题的程序撰写。
在本实施例中，该第一执行程序需先进行前置处理器的呼叫，控制所需的头 档，接着宣告函数，然后进行主程序与副程序的撰写，完成后，进行程序的组译与 除错，最后执行该所撰写的程序，于一显示装置上观看其程序执行结果。
在该显示装置上所显示的第 一执行程序的执行结果为出现一提示讯息 为"THIS PROGRAM DRAWS A RECTANGLE OR A TRIANGLE ON THE SCREEN" 、 " Enter 1 to draw a rectangle"以及"Enter 2 to draw a triangle:", 当使用该输 入装置IIO输入"1"时，则在该显示装置140上会出现一矩形图案，当使用一输 入装置110输入"2"时，则在该显示装置140上会出现一三角形图案，在每一次 显示完该些图案后，会出现另一提示讯息为"Doyouwant to continue (y/n):"， 当输入"y"时，则该程序继续执行，当输入"n"时，则该程序停止执行。
在发明另一实施例中，提供另一种程序撰写方式，釆用物件导向方法来进行 解决该「画矩形与三角形」问题的程序撰写。首先，输入和输出所需头档，接着定 义一个名为「 shape」的类别、定义一个名为「 Triangle」的类别以及定义一个名 为r Rectangle」的类别，接着进行主程序的撰写，该主程序使该显示装置显示出 一提示讯息，要求输入变数做为一长度A与一长度B的变数。
接着将不同的指标变数定义为分别对应的r shape J 、 「 Triangle」以及 rRectangle」的一个例子，接着指定输出宽度与精度，分别为5个字元与3位数， 然后进行动态连结将三角形与矩形轮廓显示于该显示装置上，并同时依据所输入的 长度A与长度B的变数，计算出其各别的面积。例如当输入长度A与长度B的变 数分别为11. 234和8. 346，则程序计算出其三角形与矩形面积分别为46. 9与93. 8。
在本实施例中，步骤240为一动态互动的步骤，其中的待解问题为一 r控制 机器人前进、后退、转弯以及停止」问题。首先，该第二执行程序以传统结构式写 法来进行解决该r控制机器人前进、后退、转弯以及停止J问题的程序撰写。
首先，需先进行前置处理器的呼叫，控制所需的头档，接着定义变数与宣告 函数，然后进行主程序与副程序的撰写。在主程序中，先设定感应器名称并将其启动，接着使用"for"回圏逐一执四个函数，分别为控制机器人向前走的函数、向
后走的函数、向左转的函数以及向右转的函数。
其中该主程序包含设定起始值与执行条件，在本实施例中，该起始值设定为4， 每执行一次则自动加1,其执行四个函数的判断条件分别为当起使值除以一预设值 的余数为0时，则执行向前走的函数；当起使值除以一预设值的余数为1时，则执 行向后走的函数；当起使值除以一预设值的余数为2时，则执行向左转的函数;当 起使值除以一预设值的余数为3时，则执行向右转的函数。主程序最后还包括一个 机器人停止函数。在本实施例中，该预设值为4。
请参照图3,其绘示为本发明的一种可程序化移动装置的示意图。该可程序化 移动装置300包含有一第一马达310以及一第二马达320。其中该第一马达310用 以同时驱动一第一轮311与一第二轮312。该第二马达320用以同时驱动一第三轮 321与一第四轮322。
请参照图4a,其绘示为图3中的一种可程序化移动装置向前走的示意图。向 前走的函数的副程序撰写用以驱动该第一马达310以及该第二马达320,使其同时 往同一方向正转，使该可程序化移动装置300向前运动。请参照图4b,其绘示为 图3中的一种可程序化移动装置向后走的示意图。该向后走的函数的副程序撰写用 以驱动该第一马达310以及该第二马达320,使其同时往同一方向逆转，使该可程 序化移动装置300向后运动。请参照图4c,其绘示为图3中的一种可程序化移动 装置向左转的示意图。该向左转的函数的副程序撰写用以驱动该第二马达320,此 时因为只有该第三轮321与该第四轮322转动，因此该可程序化移动装置300向左 边运动。请参照图4d，其绘示为图3中的一种可程序化移动装置向右转的示意图。 该向右转的函数的副程序撰写用以驱动该第一马达310,此时因为只有该第一轮 311与该第二轮312转动，因此该可程序化移动装置300向右边运动。
完成后，进行程序的组译与除错，最后执行该所撰写的程序，通过一可程序 移动装置的动作情况，观看其程序执行的过程与结果，该可程序化移动装置300 会根据所撰写的程序，进行前进、后退、转弯以及停止等动作。
在发明另一实施例中，亦提供另一种程序撰写方式，采用物件导向方法来进 行解决该「控制机器人前进、后退、转弯以及停止」问题。首先，控制所需的头档， 其中包括与光源感应器相关和与马达相关的头档。接着定义一个名为「 Turn-left J 的类别、定义一个名为r Turn—left —in—curve」的类别以及定义一个名为 r Turn—left —in—pivot J的类另'h
8接着进行主程序的撰写，该主程序将不同的指标变数定义为分别对应的
「Turn—left J 、 「 Turn—left —in—curve J以及r Turn—left —in—pivot J的一个例 子，接着进行动态连结，执行每一个类别中的每一个函数。完成后，进行程序的组 译与除错，将该撰写的程序输入至该可程序化移动装置，则该可程序化移动装置则 会根据程序的功能动作，进行向左转弯以及原地向左旋转等动作。
在本实际例中，其中在该动态互动的步骤中，使用一乐高机器人作为一可程 序化移动装置，程序设计者必须使用(:语法或0++物件导向语法，控制该可程序移 动装置前进、后退、转弯以及停止。
在本发明另一较佳实施例中，设计方法在上述的步骤240之后，更可包含一 程序测试的步骤，让程序设计者在一特定时间内进行程序的撰写，然后对于程序设 计者所撰写程序的执行结果与待解问题进行比对，以验证其所撰写程序的准确性， 作为评定程序优劣的标准。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟 习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本 发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1. 一种兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，包含有(a)决定程序的一撰写方法；(b)根据该撰写方法，提供多个待解问题，包含一静态待解问题与一动态待解问题；(c)根据该静态待解问题，主要使用该撰写方法撰写一第一执行程序，并显示该第一执行程序的执行结果于一显示装置上，使程序设计者可于该显示装置观看该第一执行程序的执行结果；以及(d)根据该动态待解问题，主要使用该撰写方法撰写一第二执行程序，并传输该第二执行程序至一可程序化移动装置上，以使该可程序化移动装置依据该第二执行程序进行作动，由此使程序设计者可观看该第二执行程序的执行结果。
2. 如权利要求1所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其中步 骤(d)之后更包含(e) —程序测试的步骤，决定其中一待解问题以给定程序设计者在一特定时 间内进行程序的撰写，然后比对各该撰写程序的执行结果。
3. 如权利要求2所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其中步 骤(e)所决定的待解问题为 一静态待解问题。
4. 如权利要求2所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其中步 骤(e)所决定的待解问题为 一动态待解问题。
5. 如权利要求1或3所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其 中该静态待解问题为于该显示装置显示一矩形与三角形问题。
6. 如权利要求1或4所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其 中该动态待解问题为撰写程序控制该可程序化移动装置前进与停止。
7. 如权利要求1或4所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其 中该动态待解问题为撰写程序控制该可程序化移动装置后退与停止。
8. 如权利要求1或4所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其中该动态待解问题为撰写程序控制该可程序化移动装置转弯。
9. 如权利要求1或4所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其 中该动态待解问题为撰写程序控制该可程序化移动装置前进、后退、转弯以及停止。
10. 如权利要求1所述的兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，其中该 撰写方法为回圈方法、选择方法、物件导向观念方法、类别方法、多载方法、继承 方法或去t装方法。
全文摘要
一种兼具静态互动与动态互动的程序的设计方法，结合一静态互动的步骤以及一动态互动的步骤，其中该静态互动的步骤将使用程序撰写方法所撰写程序的执行结果，显示于一显示装置，通过该显示装置，观看其执行结果；该动态互动的步骤将使用与静态互动相同的程序撰写方法所撰写程序的执行结果，传输至一可程序化移动装置上，使该可程序化移动装置能依据所撰写的程序进行作动。
文档编号G06F9/44GK101464793SQ20071030053
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者柯千禾 申请人:大叶大学