Разработка и реализация компьютерной игры «Городок» на QBasic: Комплексное руководство для курсовой работы

В современном мире, где цифровые технологии проникают во все сферы жизни, способность создавать интерактивные программные продукты становится ключевым навыком для специалиста в области IT. Разработка компьютерной игры, даже такой, казалось бы, простой, как «Городок», на языке программирования QBasic, предоставляет уникальную возможность не только продемонстрировать фундаментальные принципы алгоритмизации и структурного программирования, но и углубиться в нюансы графического вывода и обработки пользовательского ввода. Эта задача, по сути, является квинтэссенцией практического применения теоретических знаний, полученных студентом, и служит отличной основой для понимания того, как даже в условиях ограниченных ресурсов можно создать функциональный и увлекательный продукт.

Данное руководство ставит своей целью не просто описать процесс создания игры, но и стать всесторонним пособием для студентов технических и IT-вузов, колледжей, которые осваивают основы программирования. Мы рассмотрим игру «Городок» от ее классических правил до программной реализации, предложим эффективные подходы к использованию QBasic для создания графического интерфейса и интерактивной механики, а также уделим внимание методологии разработки и документированию проекта в рамках курсовой работы. Структура руководства тщательно продумана: от глубокого погружения в теоретические основы до подробного изложения этапов практической реализации, завершаясь рекомендациями по отладке и документированию, что обеспечивает полную готовность к успешной защите курсовой работы.

Глава 1. Теоретические основы игры «Городок» и языка QBasic

1.1. Описание правил и игровой механики «Городков»

Игра «Городок» — это не просто развлечение, а вид спорта, обладающий своей историей, четкими правилами и уникальной механикой. Ее суть заключается в мастерстве и точности: игрокам предстоит выбивать битами фигуры, составленные из пяти цилиндрических или прямоугольных столбиков, именуемых «городками», за пределы специально размеченной площадки, называемой «городом». Главная цель — затратить минимальное количество бросков на выбивание всех 15 стандартных городошных фигур, что требует не только физической подготовки, но и стратегического мышления.

Игровая цель и основные принципы:
Основной принцип игры — экономия бросков. Чем меньше битов использовано для «разбития» фигуры, тем выше мастерство игрока. Каждая партия обычно включает выбивание 15 фигур, хотя для младших юношей этот набор может быть сокращен до 10.

Игровое поле:
«Город» представляет собой квадратную зону со стороной 2 метра, где устанавливаются фигуры. Его разметка имеет ширину 2 см, и линии должны быть окрашены контрастным цветом, чтобы быть хорошо видимыми на любом покрытии. Важно отметить, что городошная площадка, на которой располагается «город», должна быть ровной и горизонтальной, с размерами от 22×12 до 30×15 метров.
«Пригород» — это следующая зона, расположенная между лицевой и штрафной линиями, ограниченная продолжениями диагоналей «города». Здесь действуют особые правила для выбитых городков.
«Штрафная зона», находящаяся перед штрафной линией, засыпается песком или покрывается водной суспензией мела, что обеспечивает дополнительную визуальную и тактильную границу.

Городошные фигуры:
Стандартный набор фигур, каждая из которых имеет свое уникальное название и конфигурацию, включает 15 позиций: «Пушка», «Вилка», «Звезда», «Стрела», «Колодец», «Коленчатый вал», «Артиллерия», «Ракетка», «Пулеметное гнездо», «Рак», «Часовые», «Серп», «Тир», «Самолет», «Письмо». Для младших юношей существует упрощенный набор из 10 фигур: «Пушка», «Вилка», «Колодец», «Стрела», «Артиллерия», «Серп», «Пулеметное гнездо», «Самолет», «Тир», «Письмо». Все фигуры, за исключением «Письма», устанавливаются на середине лицевой линии «города», не выходя за его пределы. Фигура «Письмо» имеет особую установку: угловые городки располагаются по внешней линии «города», образуя равнобедренные треугольники, а городок-«марка» — в центре диагонали «города» (в зависимости от ведущей руки игрока).

Инвентарь:

  • Городки: Классические городки представляют собой цилиндры диаметром 48-50 мм и длиной 200 ± 1 мм. В Европе также встречаются прямоугольные параллелепипеды с квадратным сечением 45-47 мм и той же длиной. Для всероссийских соревнований используются только цилиндрические городки. Изготавливаются они из твердых пород древесины (береза, липа, бук), могут быть окрашены, но обязательно должны быть без полостей и иметь фаску 2-3 мм на торцах.
  • Биты: Это цилиндрический стержень длиной не более 1 метра, произвольного диаметра и веса. Конструктивно бита состоит из нескольких элементов: вставок (часто из древесно-слоистого пластика или кизила), втулок (из цельнотянутой стальной трубы) и ручки (из текстолита или кизила). Втулка должна быть не менее двух диаметров вставки, а расстояние от края втулки до места крепления 10-15 мм. Существуют также конусообразные биты (90 см в длину, диаметр 3,5 см у основания и 3 см у вершины) из березы, бука или дуба, а для детей используются укороченные версии (380 мм в длину, 35 мм в диаметре).

Правила выбивания:
Игра начинается с броска с «кона» — дальней линии, расположенной на расстоянии 13 метров от лицевой линии «города» для взрослых и юниоров, и 6,5 метров для детей. Как только хотя бы один городок выбит, остальные элементы текущей фигуры выбиваются уже с «полукона» — ближней линии, находящейся на расстоянии 6,5 метров от лицевой линии для всех категорий игроков.

Особое правило действует для фигуры «Закрытое письмо»: ее выбивают исключительно с «кона», при этом первым должен быть выбит центральный городок, обозначающий «марку».

Городок считается выбитым, если он полностью пересек любую из задних или боковых линий «города», а также, если он полностью вышел за пределы «города» или «пригорода» в любом направлении, исключая штрафную зону. Городки, которые выкатились за пределы, но затем вернулись, также считаются выбитыми.

Штрафные городки:
Если выбитый городок вкатился в «пригород» на расстояние менее 20 см от штрафной линии или за ее пределы, и при этом из фигуры уже был выбит хотя бы один городок, он устанавливается в 20 см от штрафной линии параллельно ей. Если же ни одного городка из фигуры выбито не было, а городки оказались в «пригороде» на расстояние менее 40 см от штрафной линии, они устанавливаются в 40 см от нее. Эти правила добавляют стратегический элемент в игру, требуя от игрока не только точности, но и предвидения, ведь каждый бросок может изменить дальнейшую расстановку сил на поле.

1.2. Возможности и ограничения QBasic для разработки игр

QBasic, как интегрированная среда разработки (IDE) и язык программирования, представляет собой превосходный инструмент для освоения основ программирования, особенно в контексте создания простых игр и интерактивных приложений. Его главное преимущество — работа в режиме интерпретации, что значительно упрощает процесс отладки, позволяя немедленно видеть результаты изменений в коде. Это делает его идеальным для быстрого прототипирования и обучения, позволяя сосредоточиться на логике, а не на сложных компиляционных процессах.

Обзор QBasic как среды разработки:
QBasic позволяет разрабатывать не только игры, но и различные утилиты, приложения, а также работать со звуком. Простота синтаксиса и наличие встроенного отладчика делают его идеальным для образовательных целей.

Графические режимы QBasic:
Одной из ключевых особенностей QBasic для разработки игр является поддержка различных графических режимов, каждый из которых предлагает уникальное сочетание разрешения и количества цветов. Команда SCREEN N переключает экран в нужный графический режим. Рассмотрим наиболее значимые из них:

Режим (N) Разрешение (графика) Разрешение (текст) Цвета Видеостраницы Особенности
0 — 40×25, 80×25 и др. 16-64 до 8 Только текстовый режим, поддерживает несколько страниц для быстрого переключения текста.
1 320×200 40×25 4 1 Режим CGA, ограниченная палитра, но хорошее разрешение для старых систем.
2 640×200 80×25 2 1 Монохромный (черно-белый) или 16 цветов (2 атрибута для EGA/VGA).
3 720×348 — 2 2 Монохромный, требует адаптера Hercules.
7 320×200 40×25 16 до 8 Часто используется, 16 цветов, поддержка видеостраниц для анимации.
8 640×200 80×25 16 до 4 Высокое разрешение по горизонтали, 16 цветов, поддержка видеостраниц.
9 640×350 80×25, 80×43 16-64 2 Режим EGA, 16 цветов (4 атрибута) или 64 цвета (16 атрибутов).
10 640×350 — 4 — 4 оттенка серого.
11 640×480 — 2 — Монохромный режим.
12 640×480 — 16 — Высокое разрешение, 16 цветов, хороший выбор для детальной графики.
13 320×200 — 256 — Режим VGA, 256 цветов, идеален для детализированных спрайтов.

Для игры «Городок» режимы SCREEN 7, SCREEN 12 или SCREEN 13 являются наиболее подходящими, предлагая баланс между разрешением и цветовой глубиной.

Основные графические операторы:
QBasic предоставляет набор операторов для рисования графических примитивов:

  • PSET (X, Y), C: Рисует точку с координатами (X, Y) заданным цветом C.
  • PRESET (X, Y): «Стирает» точку, рисуя ее цветом фона.
  • LINE (X1, Y1)-(X2, Y2), C: Рисует линию от (X1, Y1) до (X2, Y2) цветом C.
  • LINE (X1, Y1)-(X2, Y2), C, B: Рисует прямоугольную рамку.
  • LINE (X1, Y1)-(X2, Y2), C, BF: Рисует закрашенный прямоугольник.
  • CIRCLE (X, Y), radius, C: Рисует окружность с центром (X, Y) и заданным радиусом и цветом.
  • CIRCLE (X, Y), radius, C, start, end, aspect: Расширенный синтаксис для рисования дуг или эллипсов, где aspect определяет форму эллипса.
  • PAINT (X, Y), C1, C2: Закрашивает область, начиная с точки (X, Y), цветом C1 до границы цвета C2.
  • COLOR C1, C2: Задает цвет текста (C1) и фона (C2). В 16-цветных режимах коды от 0 (черный) до 15 (белый).

Переменные и типы данных:
В QBasic переменные могут хранить числовые или строковые данные и изменять свои значения в процессе выполнения программы. Для работы с ними используются следующие типы:

Тип данных Суффикс Диапазон Размер (байты) Описание
INTEGER % от -32 768 до +32 767 2 Целые числа
LONG & от -2 147 483 648 до +2 147 483 647 4 Длинные целые числа
SINGLE ! ~от 10-39 до 1040 (9-12 знаков) 4 Числа с плавающей запятой обычной точности
DOUBLE # ~от 10-4000 до 104000 (19-20 знаков) 8 Числа с плавающей запятой двойной точности
STRING $ до 255 символов 4 + длина Строковые данные

Переменные могут быть объявлены с помощью оператора DIM, а их тип можно указать явно (DIM A AS INTEGER) или с помощью суффикса (A%). По умолчанию, если тип не указан, переменная будет иметь тип SINGLE. Операторы DEFINT, DEFLNG, DEFSNG, DEFDBL, DEFSTR также позволяют задавать тип для группы переменных, начинающихся с определенных букв.

Пользовательский ввод:

  • INPUT: Приостанавливает выполнение программы, ожидая ввода данных с клавиатуры.
  • INKEY$: Считывает нажатие клавиши в реальном времени, не останавливая программу, что незаменимо для игрового управления.

Ограничения:
Несмотря на свои возможности, QBasic имеет и ограничения, присущие старым языкам программирования. Это, прежде всего, отсутствие полноценной объектно-ориентированной парадигмы, ограниченные возможности по работе с памятью и сравнительно низкая производительность по сравнению с современными компилируемыми языками. Тем не менее, для целей курсовой работы и создания простых игр эти ограничения не являются критичными, и QBasic остается ценным инструментом для изучения основ программирования.

1.3. Базовые принципы алгоритмизации и структурного программирования

Прежде чем приступать к написанию кода, необходимо четко понять, что такое алгоритм и как его структурировать. Алгоритмизация — это искусство и наука разработки пошаговых инструкций для решения задач, а структурное программирование предлагает методологию создания понятного, легко модифицируемого и отлаживаемого кода.

Понятие алгоритма и его свойства:
Алгоритм — это конечная последовательность точно определенных правил, выполнение которых приводит к решению задачи за конечное число шагов. Ключевые свойства алгоритма:

  • Дискретность: Алгоритм состоит из отдельных, элементарных шагов.
  • Детерминированность (определенность): Каждый шаг алгоритма должен быть однозначно определен, чтобы при одних и тех же исходных данных всегда получался один и тот же результат.
  • Конечность: Алгоритм должен завершаться за конечное число шагов для любых допустимых исходных данных.
  • Массовость: Алгоритм должен быть применим для решения целого класса задач, а не только одной конкретной.
  • Результативность: После выполнения алгоритма должен быть получен корректный результат.

Основные алгоритмические структуры:
В основе любого структурного программирования лежат три базовые конструкции, которые могут быть комбинированы для создания сколь угодно сложной логики:

  1. Последовательность: Действия выполняются одно за другим в заданном порядке. Например, инициализация переменных, затем отрисовка фона, затем отрисовка спрайтов.
  2. Ветвление (IF...THEN...ELSE): Выполнение определенного блока кода зависит от выполнения некоторого условия. 
    IF условие THEN
    ' Блок кода 1
ELSE
    ' Блок кода 2
END IF

    Это позволяет, например, проверять столкновения или условия перехода на «полукон».

  3. Цикл (FOR...NEXT, DO...LOOP): Многократное выполнение одного и того же блока кода.
    • FOR...NEXT: Используется, когда известно число итераций. 
      FOR i = 1 TO 10
    ' Действия, повторяющиеся 10 раз
NEXT i
    • DO...WHILE...LOOP / DO...UNTIL...LOOP: Используется, когда число итераций неизвестно заранее и зависит от условия. 
      DO WHILE условие
    ' Действия, пока условие истинно
LOOP

      Идеально подходит для основного игрового цикла.

Процедуры и функции (SUB, FUNCTION):
Модульное программирование — это разбиение большой программы на более мелкие, управляемые блоки, называемые процедурами (SUB) и функциями (FUNCTION). Использование этих конструкций не только упрощает чтение и отладку, но и значительно повышает переиспользуемость кода.

  • Процедуры (SUB): Выполняют определенное действие и не возвращают значения. Они используются для инкапсуляции повторяющихся фрагментов кода, например, для отрисовки фигуры, обновления экрана или обработки конкретного события. 
    SUB DrawFigure (X AS INTEGER, Y AS INTEGER, Color AS INTEGER)
    ' Код для рисования фигуры
END SUB
  • Функции (FUNCTION): Выполняют определенное действие и возвращают значение. Они полезны для вычислений, например, для проверки столкновений или расчета координат. 
    FUNCTION CheckCollision (X1, Y1, X2, Y2) AS BOOLEAN
    ' Код для проверки столкновения
    CheckCollision = (X1 < X2 AND ...)
END FUNCTION

    Использование процедур и функций делает код более читаемым, легко отлаживаемым и позволяет повторно использовать уже написанные блоки, что значительно упрощает разработку сложных программ.

    Глава 2. Проектирование и реализация игровой логики и графики на QBasic

    Разработка игры «Городок» на QBasic требует тщательного проектирования, чтобы максимально эффективно использовать ограниченные ресурсы языка и среды. Эта глава посвящена практическим аспектам преобразования правил игры в функциональный код и визуальный интерфейс.

    2.1. Структуры данных для хранения игрового состояния

    Основой любой программы является то, как она организует и хранит информацию. В QBasic, для управления игровым полем, фигурами и динамическими элементами, такими как бита, массивы становятся незаменимым инструментом.

    Использование массивов:
    Массивы в QBasic — это упорядоченные наборы элементов одного типа, доступ к которым осуществляется по индексу. Они могут быть одномерными (списки), двумерными (таблицы) и даже многомерными, что позволяет моделировать сложные структуры. Объявление массивов осуществляется командой DIM. Например, для хранения координат городков фигуры можно использовать двумерный массив:

    DIM FigureCoordinates(1 TO 5, 1 TO 2) AS INTEGER

    Здесь FigureCoordinates(i, 1) может хранить X-координату i-го городка, а FigureCoordinates(i, 2) — его Y-координату. Для представления состояния игрового поля, например, занято ли место городком, можно использовать еще один двумерный массив:

    DIM GameBoard(1 TO MaxX, 1 TO MaxY) AS INTEGER

    Где MaxX и MaxY — максимальные размеры игрового поля в условны�� единицах. Значение 0 может обозначать пустое место, 1 — городок, 2 — часть биты и так далее.

    Представление игровых объектов:

    • Городошные фигуры: Каждая фигура состоит из 5 городков. Для каждой из 15 стандартных фигур необходимо хранить их начальные относительные координаты. Это можно реализовать как массив массивов, или же использовать константные данные, которые копируются в рабочий массив при установке новой фигуры. 
      ' Пример хранения относительных координат для "Пушки"
' Городок 1: (0,0), Городок 2: (1,0), Городок 3: (2,0), Городок 4: (0,1), Городок 5: (1,1)
DIM SHARED CannonCoords(1 TO 5, 1 TO 2) AS INTEGER
CannonCoords(1, 1) = 0: CannonCoords(1, 2) = 0
CannonCoords(2, 1) = 1: CannonCoords(2, 2) = 0
' ... и так далее для всех 5 городков

      Для отслеживания, какие городки в текущей фигуре уже выбиты, можно использовать булевый массив:

      DIM SHARED IsGorodokHit(1 TO 5) AS BOOLEAN
    • Бита: Для биты необходимо хранить ее текущее положение (координаты X, Y), направление движения (угол или вектор), а также, возможно, ее скорость. 
      DIM SHARED BitX AS INTEGER, BitY AS INTEGER, BitDirection AS SINGLE, BitSpeed AS SINGLE
    • Игровой счет: Для подсчета бросков и выбитых фигур используются простые числовые переменные. 
      DIM SHARED Score AS INTEGER, ThrowsCount AS INTEGER, FiguresLeft AS INTEGER

      Дополнительно можно хранить информацию о текущем расстоянии (кон или полукон), что также может быть числовой переменной.

    2.2. Разработка основных алгоритмов игровой механики

    Сердцем любой игры является ее логика. Правильно разработанные алгоритмы обеспечивают адекватное взаимодействие игрока с игровым миром и корректное выполнение всех правил.

    Игровой цикл:
    Фундамент игры — это игровой цикл, который непрерывно повторяется на протяжении всего игрового процесса. Типичная структура такого цикла в QBasic включает:

    1. Обработка ввода пользователя: Считывание нажатий клавиш для управления битой. INKEY$ здесь предпочтительнее INPUT, так как не блокирует выполнение программы.
    2. Обновление состояния игровых объектов: Изменение координат биты в зависимости от направления и скорости, проверка столкновений биты с городками, проверка выхода городков за пределы «города», обновление счета.
    3. Отрисовка графики: Очистка предыдущего кадра, отрисовка фона, текущей фигуры, биты и текста с информацией о счете.
    4. Управление частотой кадров: Введение задержек для обеспечения плавной анимации и предотвращения слишком быстрого выполнения игры на мощных системах.
    DO
    ' 1. Обработка ввода
    UserInput$ = INKEY$
    IF UserInput$ = CHR$(0) + "K" THEN BitX = BitX - BitSpeed ' Стрелка влево
    ' ... другие клавиши

    ' 2. Обновление состояния
    BitX = BitX + BitDX ' Движение биты
    BitY = BitY + BitDY
    CALL CheckCollisions(BitX, BitY, CurrentFigure) ' Проверка столкновений

    ' 3. Отрисовка графики
    CALL ClearScreen
    CALL DrawBackground
    CALL DrawFigure(CurrentFigure)
    CALL DrawBit(BitX, BitY)
    CALL UpdateScoreDisplay

    ' 4. Управление частотой кадров (простая задержка)
    FOR DelayCounter = 1 TO 1000 ' Произвольная задержка
    NEXT DelayCounter

LOOP WHILE NOT GameEnded ' Условие завершения игры

    Обработка пользовательского ввода:
    Для управления битой, которая должна двигаться по полю, INKEY$ является оптимальным выбором. Он позволяет отслеживать нажатия клавиш без ожидания ввода, обеспечивая реактивное управление. Например, стрелки клавиатуры могут менять направление или положение биты.

    Алгоритмы движения и столкновений:

    • Движение: Реализуется путем постоянного изменения координат объекта (биты) в каждом кадре игрового цикла в соответствии с ее скоростью и направлением.
    • Столкновения: Проверка столкновений биты с городками — это сравнение их координат. Если координаты биты пересекаются с координатами городка, фиксируется столкновение. Для цилиндрических городков это может быть проверка расстояния между центром биты и центром городка (если оно меньше суммы радиусов, столкновение произошло).
    • Выход городков за пределы «города»: После столкновения городок «летит» в определенном направлении. Необходимо постоянно проверять его новые координаты. Если они выходят за границы «города» (квадрата 2×2 метра), городок считается выбитым.

    Логика выбивания фигур:
    Использование условных операторов (IF...THEN...ELSE) критически важно для реализации правил:

    • Определение выбитых городков: Если городок выкатился за пределы «города» или «пригорода», его статус меняется на «выбитый».
    • Переход с «кона» на «полукон»: После выбивания первого городка из текущей фигуры, следующая попытка осуществляется с «полукона». Это условие проверяется в начале каждого нового броска.
    • Установка штрафных городков: Если выбитый городок останавливается в «пригороде» на определенных расстояниях от штрафной линии, он устанавливается как штрафной городок, требующий дополнительного броска.

    Подсчет очков и игровой прогресс:
    Простые переменные используются для отслеживания числа бросков, количества выбитых городков в текущей фигуре и общего числа выбитых фигур. После каждой выбитой фигуры, счет обновляется, и проверяется условие завершения текущей фигуры. Если все фигуры выбиты, игра завершается.

    2.3. Реализация графического интерфейса

    Визуальное представление игры — это то, что захватывает игрока. QBasic, несмотря на свою простоту, предлагает достаточно инструментов для создания адекватного графического интерфейса.

    Инициализация графического режима и цветовой палитры:
    Первым шагом является выбор подходящего графического режима с помощью SCREEN N. Для игры «Городок» хорошим выбором будет SCREEN 7 (320×200, 16 цветов) для баланса производительности и качества, или SCREEN 12 (640×480, 16 цветов) / SCREEN 13 (320×200, 256 цветов) для более детализированной графики, если производительность позволяет.
    После выбора режима, команда COLOR C1, C2 устанавливает цвета текста и фона. В 16-цветных режимах доступны следующие коды:

    Код Цвет Код Цвет
    0 Черный 8 Темно-серый
    1 Синий 9 Светло-синий
    2 Зеленый 10 Светло-зеленый
    3 Голубой 11 Светло-голубой
    4 Красный 12 Светло-красный
    5 Пурпурный 13 Светло-пурпурный
    6 Коричневый 14 Желтый
    7 Светло-серый 15 Белый

    Отрисовка игрового поля:
    Игровое поле, состоящее из «города», «пригорода» и линий разметки, рисуется с использованием оператора LINE. Например, квадрат «города» можно нарисовать так:
    LINE (X1, Y1)-(X2, Y2), ColorCode, B
    Координаты должны быть рассчитаны с учетом выбранного графического режима и желаемого масштаба. Линии «кона» и «полукона» также рисуются с помощью LINE.

    Отрисовка городошных фигур:
    Для представления городков (цилиндрических столбиков) можно использовать CIRCLE для рисования окружностей или LINE для прямоугольников (если используется европейский стандарт). Комбинируя эти примитивы, можно создать графическое представление каждой из 15 фигур. Например, простой городок:
    CIRCLE (GorodokX, GorodokY), Radius, ColorCode, , , AspectRatio

    Отрисовка биты и ее анимация:
    Бита может быть нарисована как простой закрашенный прямоугольник или линия. Для ее перемещения по экрану и создания эффекта анимации используется следующий подход:

    1. Сохранение фона: Перед отрисовкой биты в новом положении, сохраняется участок экрана, который она займет, с помощью GET.
    2. Отрисовка биты: Бита рисуется в новой позиции.
    3. Восстановление фона: На следующем кадре, перед перемещением биты, предыдущее ее изображение «стирается» путем восстановления сохраненного фона с помощью PUT.

    Особенно эффективен оператор PUT с режимом XOR. XOR позволяет рисовать спрайт поверх фона, а затем стирать его, рисуя его снова в том же месте. Это не требует сохранения фона и минимизирует мерцание, так как XOR инвертирует цвета, а повторный XOR возвращает их к исходным.
    PUT (BitX, BitY), BitImageArray, XOR

    Управление анимацией и частотой кадров:
    Для обеспечения плавной анимации необходимо контролировать скорость отрисовки кадров. В QBasic это можно сделать несколькими способами:

    • Программные задержки: Использование циклов с пустыми операциями (FOR i = 1 TO N: NEXT i) или оператора SLEEP для создания паузы между кадрами. SLEEP приостанавливает выполнение программы на заданное количество секунд или до нажатия клавиши.
    • Двойная буферизация: Некоторые графические режимы QBasic (например, SCREEN 0, 7, 8, 9) поддерживают несколько видеостраниц. Это позволяет рисовать следующий кадр на «невидимой» (активной) странице (ActivePage), пока игрок видит «видимую» страницу (VisualPage). Затем страницы мгновенно переключаются, что полностью устраняет мерцание. 
      SCREEN 7, , 0, 1 ' Режим 7, ActivePage 0, VisualPage 1
' ...
DO
    ' Рисование на ActivePage (например, 0)
    SCREEN 7, , 0 ' Установить ActivePage 0
    ' ... очистка и отрисовка
    
    SCREEN 7, , 1 ' Установить ActivePage 1 (сделать ее видимой)
    SCREEN 7, , 0 ' Установить ActivePage 0 (для рисования следующего кадра)
    ' ...
LOOP

      Этот подход создает иллюзию непрерывного движения.

      Глава 3. Разработка, тестирование и документирование курсовой работы

      Разработка программного обеспечения, даже такого, как игра на QBasic, требует системного подхода. Курсовая работа — это не только демонстрация работающего кода, но и свидетельство способности студента следовать методологии, документировать свою работу и эффективно устранять проблемы.

      3.1. Этапы разработки программного обеспечения

      Процесс создания игры «Городок» можно разбить на стандартные фазы жизненного цикла программного обеспечения, что обеспечивает структурированный и управляемый подход.

      Проектирование:
      Это начальный и один из самых критичных этапов. Здесь закладывается фундамент всего проекта. Основным документом на этом этапе является Дизайн-документ игры (Game Design Document, GDD). Это «живой» документ, который подробно описывает все аспекты игры и служит основным руководством для разработчика. Почему это важно? Потому что хорошо проработанный GDD минимизирует риски возникновения несовместимостей и переработок на более поздних стадиях, экономя время и ресурсы.

      Ключевые разделы GDD для игры «Городок» могут включать:

      • Обзор игры: Краткое описание, жанр (аркада/симулятор), целевая аудитория (студенты), ключевые особенности (реализация классической игры на QBasic), цели курсовой работы.
      • Игровая механика: Детальное описание правил игры «Городок» (как изложено в Главе 1.1), системы управления (клавиатура), взаимодействия биты с городками, логика выбивания фигур, подсчет очков.
      • Дизайн уровней/фигур: Описание всех 15 (или 10) фигур, их начальное расположение, последовательность появления.
      • Графика и звук: Визуальный стиль (пиксельная графика QBasic), цветовая палитра, как будут выглядеть городки, бита, фон и разметка поля. Описание простых звуковых эффектов (если реализуются).
      • Пользовательский интерфейс (UI) и пользовательский опыт (UX): Схема экранов (стартовый, игровой, экран результатов), элементы UI (отображение счета, бросков, текущей фигуры), интуитивность управления.
      • Технические детали: Указание QBasic как платформы, предполагаемые графические режимы, описание используемых структур данных и основных алгоритмов.
      • Маркетинг и коммерциализация: Для курсовой работы этот раздел менее актуален, но для полноценного GDD он бы включал целевую аудиторию и стратегию продвижения.

      Кодирование:
      Это этап непосредственной реализации проекта в среде QBasic. Он включает:

      1. Открытие IDE и создание файла: Запуск QBasic и создание нового .BAS файла.
      2. Структура программы: Написание основной структуры, включающей объявления глобальных переменных, подпрограммы (SUB) и функции (FUNCTION), и главный игровой цикл.
      3. Настройка переменных и структур данных: Инициализация всех массивов для игрового поля, фигур, а также переменных для биты, счета и игрового состояния.
      4. Обработка пользовательского ввода: Реализация логики чтения клавиш и преобразования их в действия в игре.
      5. Отображение графики: Поэтапное создание визуального интерфейса, начиная с фона и разметки, затем фигур и биты.
      6. Реализация игровой логики: Кодирование всех алгоритмов движения, столкновений, выбивания, подсчета очков.

      Тестирование:
      Важный этап для выявления ошибок и подтверждения работоспособности. Тестирование должно включать:

      • Функциональное тестирование: Проверка всех игровых механик: правильное ли выбивание городков, корректный ли переход с «кона» на «полукон», верно ли устанавливаются штрафные городки, правильно ли подсчитываются очки.
      • Тестирование пользовательского интерфейса: Проверка, насколько интуитивно понятно управление, корректно ли отображаются все элементы.
      • Тестирование на крайние случаи: Что происходит, если бита не выбивает ни одного городка, если все городки выбиты одним броском и т.д.

      Отладка:
      Процесс поиска и исправления ошибок, выявленных на этапе тестирования. Эффективная отладка требует понимания инструментов QBasic IDE, о которых будет рассказано ниже.

      3.2. Документирование программного кода и проекта

      Качественная курсовая работа — это не только работающий код, но и его грамотное описание. Документация делает проект понятным для других, а также облегчает его поддержку и развитие. Разве не важно, чтобы ваш код был понятен и через год, и через пять лет?

      Важность комментариев в коде:
      В QBasic комментарии начинаются с оператора REM или символа апострофа ('). Они игнорируются интерпретатором, но играют ключевую роль для человека, читающего код.

      • Пояснение логики: Объяснение сложных алгоритмов или неочевидных фрагментов кода.
      • Описание функций и процедур: Краткое изложение того, что делает каждая SUB или FUNCTION, какие параметры принимает и что возвращает (для функций).
      • Маркировка секций: Разделение кода на логические блоки (инициализация, основной цикл, процедуры рисования и т.д.).

      Например:

      ' Инициализация переменных для биты
DIM SHARED BitX AS INTEGER, BitY AS INTEGER
' ...

SUB DrawBit (X AS INTEGER, Y AS INTEGER)
    ' Процедура для отрисовки биты на экране по заданным координатам
    CIRCLE (X, Y), 5, 15 ' Рисуем круг белого цвета
END SUB

      Описание пользовательского интерфейса:
      В курсовой работе необходимо не только показать, но и детально описать, как выглядит игра. Это включает:

      • Скриншоты: Визуальные подтверждения каждого игрового экрана (стартовое меню, игровой процесс, экран результатов).
      • Подробное описание элементов управления: Объяснение, какие клавиши за что отвечают, как игрок взаимодействует с игрой.
      • Объяснение игровых экранов: Какая информация отображается на каждом экране, ее назначение.

      Демонстрация функционала игры:
      В текстовой части работы необходимо описать:

      • Основные игровые механики: Как реализованы броски, выбивание городков, смена фигур.
      • Подсчет очков: Как ведется учет бросков, как определяется победитель.
      • Взаимодействие с фигурами: Как городки реагируют на столкновения, как они удаляются с поля.

      Структура курсовой работы:
      Типовая академическая структура для курсовой работы по программированию:

      1. Введение: Актуальность, цели, задачи, объект и предмет исследования.
      2. Глава 1. Теоретическая часть: Описание игры «Городок», обзор QBasic, принципы алгоритмизации.
      3. Глава 2. Практическая реализация: Проектирование, описание структур данных, алгоритмов, графики.
      4. Глава 3. Тестирование и отладка: Описание процесса тестирования, обнаруженных ошибок и методов их исправления.
      5. Заключение: Выводы, оценка достигнутых результатов, перспективы развития проекта.
      6. Список литературы: Перечень использованных источников.
      7. Приложения: Полный исходный код программы, скриншоты.

      3.3. Отладка и предотвращение типовых ошибок в QBasic

      Процесс разработки ПО всегда сопряжен с ошибками. Умение эффективно их находить и исправлять — важнейший навык программиста. QBasic IDE предоставляет ряд инструментов для отладки.

      Инструменты отладки QBasic IDE:

      • Синтаксический контроль: Интеллектуальный редактор QBasic автоматически проверяет синтаксис. Ключевые слова, набранные правильно, преобразуются в заглавные буквы, что является первым индикатором корректности.
      • Запуск программы (F5): Стандартный способ запуска. Если есть синтаксические ошибки, QBasic укажет на них.
      • Пошаговое выполнение (F8): Позволяет выполнять программу оператор за оператором. Это бесценный инструмент для отслеживания логики выполнения, изменения значений переменных и выявления места, где происходит ошибка.
      • «Watch Window» (Debug → Add Watch): Открывает окно, в котором можно отслеживать значения выбранных переменных или выражений в реальном времени по мере пошагового выполнения программы. Это позволяет понять, как меняются данные в процессе работы кода.
      • «Instant Watch» (Shift + F9): Показывает значение переменной или выражения, на котором находится курсор, в диалоговом окне. Удобно для быстрой проверки.
      • Watchpoint: Особый тип «Watch Window», который останавливает выполнение программы, когда отслеживаемое выражение становится истинным (ненулевым). Это полезно для поиска ошибок, которые ��роявляются только при определенных условиях.

      Типовые ошибки программирования:

      1. Синтаксические ошибки:
        • Некорректное использование ключевых слов (например, IF без THEN).
        • Отсутствие END IF в многострочных конструкциях IF.
        • Пропуск двоеточий после меток в операторах GOTO.
        • Опечатки в именах переменных или функций.
      2. Логические ошибки:
        • Неправильный поток выполнения программы: например, GOTO переходит не туда, куда ожидается, или циклы зацикливаются.
        • Использование неинициализированных переменных: переменная используется до того, как ей присвоено значение, что может приводить к непредсказуемым результатам (часто 0 или пустая строка).
        • Неверные условия в IF или циклах, приводящие к неправильному поведению игры.
      3. Ошибки несоответствия типов:
        • Попытка присвоить строковое значение числовой переменной (A% = "hello").
        • Попытка выполнить математическую операцию со строковой переменной.
      4. Ошибки ресурсов:
        • Переполнение памяти: объявление слишком большого массива, который превышает доступную память.
        • Выход за пределы допустимого диапазона значений: например, присвоение числа 40000 переменной типа INTEGER (диапазон от -32768 до 32767).
        • Исчерпание стека при слишком глубокой рекурсии (хотя для QBasic игр это менее характерно).

      Методы предотвращения и обработки ошибок:

      • Явное объявление переменных (DIM): Всегда объявляйте переменные в начале программы. Это улучшает наглядность кода и помогает QBasic выявлять ошибки типов на ранней стадии.
      • Соответствие типов: Всегда следите за тем, чтобы тип присваиваемого значения соответствовал типу переменной.
      • Использование END: Явно завершайте программу оператором END. Это помогает контролировать поток выполнения и избежать «подвисаний».
      • Проверка пользовательского ввода: QBasic выдаст ошибку «Redo from start», если пользователь ввел данные неправильного типа для INPUT. Чтобы предотвратить это, можно считывать ввод как строку, а затем конвертировать ее в число, проверяя на корректность.
      • Оператор ON ERROR GOTO <Метка>: Это мощный механизм обработки ошибок. Он перенаправляет выполнение программы к указанной метке в случае возникновения ошибки. Внутри обработчика можно:
        • Использовать функцию ERR для получения кода ошибки.
        • Использовать RESUME NEXT для продолжения программы со следующего оператора после того, который вызвал ошибку.
        • Использовать RESUME для повторного выполнения ошибочного оператора.
        • Использовать RESUME <Метка> для перехода к определенной метке.
        • Отключить пользовательскую обработку ошибок с помощью ON ERROR GOTO 0.

      Пример использования ON ERROR GOTO:

      ON ERROR GOTO ErrorHandler

' Основной код программы
INPUT "Введите число: ", MyNumber
PRINT "Вы ввели: "; MyNumber
END

ErrorHandler:
    IF ERR = 13 THEN ' Код ошибки 13 - несоответствие типов
        PRINT "Ошибка: Вы ввели не число. Попробуйте снова."
        RESUME NEXT ' Продолжить выполнение со следующей строки после ошибочной
    ELSE
        PRINT "Неизвестная ошибка: "; ERR
        END ' Завершить программу при других ошибках
    END IF

      Этот подход значительно повышает отказоустойчивость программы и делает ее более «дружелюбной» к пользователю, предотвращая аварийное завершение. Ведь стабильная работа приложения — залог его успешности и признания пользователями.

      Заключение

      Разработка компьютерной игры «Городок» на языке программирования QBasic, представленная в этой курсовой работе, стала всесторонним проектом, который позволил продемонстрировать глубокое понимание принципов алгоритмизации, структурного программирования и использования графических возможностей QBasic. Мы не только изучили классические правила городошного спорта, но и успешно трансформировали их в логические алгоритмы, пригодные для программной реализации.

      В процессе работы были детально рассмотрены и реализованы ключевые компоненты игры: от эффективных структур данных для хранения игрового состояния и городошных фигур до динамических алгоритмов движения и столкновений. Особое внимание было уделено созданию графического интерфейса, используя операторы SCREEN, LINE, CIRCLE и передовые для QBasic методы анимации с применением GET/PUT в режиме XOR и концепции двойной буферизации для обеспечения плавной картинки.

      Документирование каждого этапа — от формирования дизайн-документа до комментирования исходного кода — подтверждает не только технические навыки, но и способность к систематизации и представлению работы в академическом формате. Навыки отладки, освоенные с помощью встроенных инструментов QBasic IDE, позволяют эффективно выявлять и устранять типовые ошибки, делая программу более надежной.

      Данная курсовая работа не просто демонстрирует способность к программированию, но и формирует ценный опыт в области разработки игровых приложений. Освоенные навыки работы с QBasic, понимание логики игры, умение структурировать код и использовать доступные ресурсы являются прочной основой для дальнейшего изучения более современных языков и технологий разработки игр. Это фундамент, на котором можно строить гораздо более сложные и амбициозные проекты.

      В качестве направлений для дальнейшего совершенствования и расширения функционала разработанной игры можно предложить:

      • Реализацию многопользовательского режима (через локальную сеть или симуляцию).
      • Добавление более сложных физических моделей для взаимодействия биты и городков.
      • Расширение библиотеки фигур и возможность их создания пользователем.
      • Внедрение системы сохранения и загрузки игрового прогресса.
      • Улучшение графики за счет детализации спрайтов и более сложных фоновых изображений.

      Этот проект, несмотря на использование «классического» языка, является отличным стартом в мир разработки программного обеспечения, подчеркивая, что фундаментальные принципы программирования остаются неизменными, независимо от технологической платформы.

      Список использованной литературы

      1. QBASIC Tutorial | Create a Game that asks you to Guess a Number | How to input and print numbers. (2020-10-26). URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQEklxNjJn_D2FegUnJLYAqUddoDpWN-WEAJKAHIJbwN00bu1XuaobBCWTbSAV6E_Qlqa5irklgC8gCbcvaepi6eyEA_PzXoHzEjrUf26gtMJVx3AdzI5DSLjeUBL5ylcu8W2AvOzQ==
      2. Рисовалка для «ленивых» | QBASICBOOK.ru: сайт про QB64. (2020-04-02). URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQEHDrnsbUuid1etRO8UxYehIieUC0JpVNNUrYxo0UCuCotyn3vpMX5NdPr4iFxbEPJUSe306sm4enoIVLfEWPgI1WxEbui6HJRi7VvB6TBOF-FcAxnlZbPJO7a3ot_HSsmTodApxn_NnZSAER8=
      3. How to make games using Qbasic? — All Bachelor. (2024-01-27). URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFyzlCVJ4BOLA5cr3s56QynGO-novjA6uEE9zbTO56fZIzTcgC8L2tOPBnXn8OQWhxVU1AfubA3kfpBlzGBdWxFdo4rBi0UrFfCNhetAR4RpRKw3fnylQpESjAwjcYkcrzZCvvFJhW3qDrWQSt4-FDDTI3sVd5lmMydWoL2
      4. QBasic Games — All Bachelor. (2024-01-27). URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQEgE4WxXvNZwgS1I93WcNX2qxqdTWjv0kIfuo2G3z3X5_QxI1qO0VAF6CGi6-qyJFYtz1vhIKSAK-6AwnCcav1h6kVIiB564Ez0dmIcbV2C_K3YpVZOLVqqfL3_M7Yt2Y6Hg9nAfHMNBar56JCemUWakAWpDlXbTcnyKRLRiDZhiyxjCZBSDPHuqO6Lgw==

      С этим материалом также изучают

      Организация предметно-развивающей среды для развития театрализованной игры старших дошкольников

      ... предметно-развивающей среды для развития театрализованной игры старших дошкольников1.1. Своеобразие театрализованных игр старших дошкольников1.2. Возможности предметно-развивающей среды в обогащении игровой деятельности старших дошкольниковГлава2. ...

      Организация предметно-развивающей среды для развития театрализованной игры старших дошкольников 2

      ... -развивающей среды для развития театрализованной игры старших дошкольников 1.1. Своеобразие театрализованных игр старших дошкольников 1.2. Возможности предметно-развивающей среды в обогащении игровой деятельности старших ...

      Применение теории стечения обстоятельств развития для выяснения причин и механизмов спадов или подъемов экономики

      ... теорию стечения обстоятельств развития для выяснения причин и механизмов спадов или подъемов украинской экономики, названы ... теорию стечения обстоятельств развития для выяснения причин и механизмов спадов или подъемов украинской экономики, названы ...

      Что В.С. Соловьев сделал для развития философии и как это повлияло на дальнейшее развитие философии?

      ... из текстаЧто В.С. Соловьев сделал для развития философии и как это повлияло на дальнейшее развитие философии. ... совершенная: «Природа может быть только другим положением или перестановкой элементов, пребывающих субстанционально в мире божественном». ...

      Музыкально–логоритмичные игры как средство развития игровых умений детей старшего дошкольного возраста

      ... игровой репертуар активно пополняется, разнообразными становятся сюжетно-ролевые игры. Это ... работы: подборку дидактических игр для развития речевой активности ... или под руководством взрослого в сотрудничестве и сотворчестве.Предмет исследования: игра ...

      Технические средства для ухода и коррекции фигуры

      ... 16 Список литературы………………………………………………………………16 Выдержка из текста Коррекция фигура в настоящее время является современной теденцией в модных ... момент уже сущетсвует великое множество способов коррекции фигуры и в данной работе мы разберем основные ...

      Разработка интерактивных Web сайтов средством языка написания сценариев PHP и СУБД MySQL для сайта видео игр

      ... языка написания сценариев PHP и СУБД MySQL для видео игр». Эта тема была выбрана мной по следующим ... Целью моей курсовой работы является создание сайта видео игр, обеспечивающего удобство, информативность и интуитивную понятность интерфейса ...

      Проектирование и разработка информационного и программного обеспечения для статистического анализа динамики объема выпуска или реализации продукции на

      ... литературы СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Delphi в примерах, играх и программах Автор: Рубанцев Валерий – М.: Я ... М. :Юрайт, 2011. - 213 с. 18. Информатика для экономистов: Учебник для бакалавров / Под ред. В.П. Полякова. – М.: Юрайт, ...

      Проблемы эффективности рекламы для ресторанов, баров, кафе г. Уссурийска или других городов

      ... …….153. ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЭФФЕКТИВНОЙ РЕКЛАМЫ ДЛЯ РЕСТОРАНОВ ГОРОДА УССУРИЙСКА НА ПРИМЕРЕ ... производства, укрепление конкурентной позиции, а это неизбежно связано с внедрением в ... Папиряна и др., посвященные тем или иным аспек¬там данной проблематики. ...

      Разработка ИИ для игры Гомоку (15×15) на C++: Комплексный анализ алгоритмов, архитектуры и реализации

      Разработка ИИ для Гомоку 15x15 на C++. Обзор алгоритмов (Minimax, Alpha-Beta, NegaMax), эвристик, GUI (Qt) и методов оптимизации производительности.

Похожие записи