46371 (Программа эмуляции развития)

ПРОГРАММА ЭМУЛЯЦИИ РАЗВИТИЯ ЖИВОТНЫХ

1. ВВЕДЕНИЕ.

Ради интереса было дано задание написать программу типа "Жизнь", но с некоторыми изменениями в начальных условиях.

Условия были таковы, что в эмуляции должны участвовать две популяции: хищники и травоядные, которые взаимодействовали бы друг с другом путем поедания травоядных хищниками.

В процессе разработки программы были введены дополнительные параметры:

- Возраст животных

- Минимальный и максимальный репродуктивный возраст животных

- Количество пищи нужный животным для поддержания жизни

- Количество травы

- Процент восстановления травы

- Вероятность природных катаклизмов влияющих на популяции животных

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Методика взаимодействия популяций.

Методика взаимодействий хищника и травоядного заключается в том, что и хищники, и травоядные представлены в виде точек, которые передвигаются по экрану с шагом в один пиксель. При этом заданно условие, если в радиусе один пиксель от точки принадлежащей хищнику появляется точка принадлежащая травоядному, то считается, что хищник съел травоядного.

Способ передвижения точек на экране был организован по алгоритму случайного блуждания, т.е. передвижение по осям Х и Y с шагом в один пиксель выбирается случайным образом.

Умершие своей жизнью травоядные считаются, как съевшиеся хищниками.

При недоедании обеими популяциями, особи умирают в процессе уменьшения возраста, т.е. чем больше возраст животного, тем больше вероятность погибнуть от голода. Из-за больших промежуточных расчетов учет по недоеданию был выбран так, что хищники учитываются один раз в год, а травоядные двенадцать раз в год.

2.2 Описание программы.

Данная программа написана с использованием объектно-ориентированного языка Borland Pascal 7.1 и построена на обработке массивов типа tosob описанного в объектном модуле fauna1. Этот тип имеет следующие параметры:

x - расположение по координате Х экрана

y - расположение по координате Y экрана

age - возраст точки

col - цвет вывода на экран

Программа обеспечивает следующие операции:

- Задание параметров популяции травоядных

- Задание параметров популяции хищников

- Задание параметров окружающей среды

- Просмотр взаимодействия животных в графическом режиме

- Индикация результатов по выходу из режима просмотра взаимодействия животных

- Выход из программы

При помощи зарезервированного слова "uses" к программе подключается стандартные библиотечные модули TPCRT, GRAPH, DOS и библиотечные модули написанные программистом-разработчиком MYCRT и FAUNA1.

В разделе описания констант и переменных были объявленны следующие переменные:

- gd,gm типа integer для инициализации графики

- q,x,y,x1,y1,t,i,j,k,at,at1,ct1,ctp типа integer для использования их в теле циклов

- g,m типа integer для задания начального количества животных

- v,w типа integer для задания максимального возраста животных

- ct,ch типа shortint для задания цвета отображаемых точек

- tmin,tmax,hmin,hmax,tp,hp типа integer для задания факторов влияющих на репродуктивность животных

- tt типа integer для учета умерших и съеденных травоядных

- kata типа integer для задания вероятности природных катаклизмов

- ht типа integer для задания количества травоядных нужных хищнику для пищи

- ttt типа real для задания количества травы нужных травоядному для пищи

- tr типа real для задания процента восстановления количества травы

- tree,tree1 типа longint для задания и модификации количества травы

- z типа longint для счетчика времени

- key типа boolean для отслеживания нажатия клавиш

- s,ss типа string размером в семнадцать символов для вывода на экран в графическом режиме

- pal типа FillPatternType стандартная переменная библиотеки

GRAPH для хранения типа и цвета заливки графических фигур объектов

- tg массив объемом 4400 точек типа tosob для хранения травоядных

- hr массив объемом 1350 точек типа tosob для хранения хищников

2.3 ОПИСАНИЕ БИБЛИОТЕКИ FAUNA1

В данной библиотеке описано два типа данных Tposition и Tosob. Тип Tposition имеет два параметра:

x - расположение по координате Х экрана

y - расположение по координате Y экрана

Задействованы функции:

getx - получение координаты Х

gety - получение координаты Y

А также процедура инициализации объекта init

Тип Tosob имеет четыре параметра:

x - расположение по координате Х экрана

y - расположение по координате Y экрана

age - возраст точки

col - цвет вывода на экран

Задействованы функции:

daizwet - получение цвета точки

daiage - получение параметра age

vidnoli - получение факта отображения на экране процедуры:

blind - гашение точки

show - отображение точки

init - создание объекта Tosob

done - уничтожение объекта Tosob

2.4 ОПИСАНИЕ БИБЛИОТЕКИ MYCRT

В данную библиотеку включены функции и процедуры предназначенные для работы в текстовом режиме.

Процедуры:

fon - задание цвета фона экрана

txt - задание цвета выводимых символов

ramka - вывод прямоугольника символами 186,187,188,200,201,205

colorwind - вывод окна с рамкой

Функции:

colword - преобразование чисел от одного до пятнадцати в

строку с наименованием цвета

mes - преобразование чисел от нуля до триста шестидесяти пяти в строку с названием месяца

2.4 ОПИСАНИЕ ОСНОВНОГО ТЕЛА ПРОГРАММЫ

В основном модуле программы включены процедуры:

ini - вывод на экран массивов hr и tr со стартовыми параметрами

tnew - движение точки принадлежащей массиву tr с проверкой возраста

hnew - движение точки принадлежащей массиву hr с проверкой возраста

trod - создание новых точек массива tr

hrod - создание новых точек массива hr

dead - процесс поглощения точки массива tr точкой массива hr

havka - процесс уничтожения точек массива tr в зависимости от значения переменной tt

tmor - процесс уничтожения случайного количества точек массива tr

hmor - процесс уничтожения случайного количества точек массива hr

zasux - подсчет переменной tree

quit - выход из программы

herb - организация ввода стартовых значений переменных для массива tr

beast - организация ввода стартовых значений переменных для массива hr

env - организация ввода значений переменных для задания переменных tree, tr, kata, q

info - организация информационного окна

gmenu - прорисовка основного меню

omenu - прорисовка меню Option

start - запуск графического режима и запуск основного цикла

komenu - организация меню Option

gkmenu - организация основного меню

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная программа представляет достаточно грубую модель жизнедеятельности и взаимодействия живых организмов. Однако, даже такое моделирование позволяет проследить основные моменты цикла жизни популяции. При возможном добавлении некоторых дополнительных факторов, моделирование может более приблизиться к реальной ситуации. Такими факторами могут являться:

- Сезонные изменения климата

- “Технология” охоты

- Окружающая флора и фауна

- Влияние жизнедеятельности человека

- Взаимодействие особей внутри популяции

Данная программа может служить в качестве учебного пособия по программированию на языке Pascal.

Приложение 1.

Основная программА

program fauna;

uses mycrt,dos,graph,fauna1,tpcrt;

var

q,x,y,x1,y1,gd,gm,t,i,j,k,AT,at1,ct1,ctp:integer;{общие}

g,v,m,w:integer;{}

ct,ch:shortint;{цвет}

tmin,tmax,hmin,hmax,tp,hp:integer;{детородность}

tt:integer;{трупы и съеденые травоядные за 1 год}

kata,ht:integer;

ttt,tr:real;

z,tree,TREE1:longint;

key:boolean;

s,ss:string[17];

tg:array[1..4400] of tosob; {green-травоядных}

hr:array[1..1350] of tosob; {red-хищников}

pal:FillPatternType;

{***********************************************************}

procedure ini;

begin

for i:=1 to g do

begin

at:=RANDOM(v)+1;

tg[i].init((random(630)+5),(random(462)+18),at,ct);

tg[i].show;

end;

for i:=1 to m do

begin

at:=random(w)+1;

HR[i].init((random(630)+5),(random(462)+18),at,ch);

hr[i].show;

end;

end;

{***********************************************************}

procedure tnew;

begin

I:=0;

REPEAT

I:=I+1;

begin

x:=tg[i].getx;

y:=tg[i].gety;

AT:=TG[I].DAIAGE;

CTP:=TG[I].DAIZWET;

if (z mod 365)=0 then

BEGIN

at:=at+1; {Happy New Year!}

TG[I].INIT(X,Y,AT,CTP);

END;

if at>v then {Old ?}

begin

tg[i].done;

tg[i].init(0,0,0,0);

tt:=tt+1;{умершее животное}

for j:=i+1 to g do

begin

x1:=tg[j].getx;

y1:=tg[j].gety;

at1:=tg[j].daiage;

ct1:=tg[j].daizwet;

tg[j].done;

tg[j-1].init(x1,y1,at1,ct1);

tg[j-1].show;

end;

TG[G].INIT(0,0,0,0);

G:=G-1;

I:=I-1;

CONTINUE;

end;

x:=tg[i].getx;

y:=tg[i].gety;

x:=x+(random(3)-1);

y:=y+(random(3)-1);

if x635 then x:=634;if y<17 then y:=18;

if y>480 then y:=479;

AT:=TG[I].DAIAGE;

CTP:=TG[I].DAIZWET;

tg[i].done;

IF CT<>0 THEN

BEGIN

tg[i].init(x,y,at,CTP);

tg[i].show;

END;

END;

UNTIL I>=G;

end;

{***********************************************************}

procedure trod;

begin

if (z mod 365)=0 then {Happy New Year!}

begin

t:=0;

for i:=1 to g do

begin

at:=tg[i].daiage;

if (tmin<=at) AND (AT<=tmax) then t:=t+1;

end;

t:=(t div 2);

x:=0;

if t>0 then

begin

FOR I:=1 TO T DO

begin

J:=RANDOM(TP);

x:=x+j;

end;

for y:=g+1 to g+1+x do

begin

tg[y].init((random(630)+5),(random(462)+18),0,ct);

tg[y].show;

if y>4100 then break;

end;

g:=g+1+x;

if g>4000 then

begin

key:=true;

end;

end

else

begin

end;

end;

end;

{***********************************************************}

procedure hnew;

begin

I:=0;

REPEAT

I:=I+1;

begin

x:=hr[i].getx;

y:=hr[i].gety;

At:=hr[I].DAIAGE;

CTp:=hr[I].DAIZWET;

if (z mod 365)=0 then

BEGIN

at:=at+1; {Happy New Year!}

hr[I].INIT(X,Y,At,CTp);

END;

if at>w then {Old ?}

begin

hr[i].done;

hr[i].init(0,0,0,0);

for j:=i+1 to m do

begin

x1:=hr[j].getx;

y1:=hr[j].gety;

at1:=hr[j].daiage;

ct1:=hr[j].daizwet;

hr[j].done;

hr[j-1].init(x1,y1,at1,ct1);

hr[j-1].show;

end;

hr[m].INIT(0,0,0,0);

m:=m-1;

I:=I-1;

CONTINUE;

end;

x:=hr[i].getx;

y:=hr[i].gety;

x:=x+(random(3)-1);

y:=y+(random(3)-1);

if x635 then x:=634;if y<17 then y:=18;

if y>480 then y:=479;

AT:=hr[I].DAIAGE;

CTp:=hr[I].DAIZWET;

hr[i].done;

IF CTp<>0 THEN

BEGIN

hr[i].init(x,y,at,CTp);

hr[i].show;

END;

END;

UNTIL I>=m;

end;

{**********************************************************}

procedure hrod;

begin

if (z mod 365)=0 then {Happy New Year!}

begin

t:=0;

for i:=1 to m do

begin

at:=hr[i].daiage;

if (hmin<=at) AND (AT<=hmax) then t:=t+1;

end;

t:=(t div 2);

if t>0 then

begin

x:=0;

FOR I:=1 TO T DO

begin

J:=RANDOM(hP);

x:=x+j;

end;

for y:=m+1 to m+1+x do

begin

hr[y].init((random(630)+5),(random(462)+18),0,ch);

hr[y].show;

end;

m:=m+1+x;

if (m>1000) or (m<=0) then

begin

key:=true;

end;

end;

end;

end;

{***********************************************************}

procedure dead;{хищники едят в радиусе 1 пиксель}

begin

for i:=1 to m do

begin

x:=hr[i].getx;

y:=hr[i].gety;