Компьютерные игры — одно из наиболее массовых применений ЭВМ. Разработка игровых программ постепенно превращается в самостоятельную область творчества и зачастую не менее увлекательна, чем сама игра. Техника программирования, отработанная на игровых программах, с успехом используется для разработки серьезных программ.

Тексты программ приведены в варианте для “Радио-86РК” с ОЗУ объемом 16 Кбайт, но в описании каждой из них рассматриваются изменения, которые нужно внести при использовании на других микро-ЭВМ, связанные в основном с различиями в распределении памяти, формате экрана и правилах обращения к устройствам ввода-вывода.

Эта программа относится к играм, моделирующим реальную ситуацию. К этому же классу принадлежат игры, имитирующие движение автомобиля по извилистой дороге, посадку самолета или стыковку космических кораблей. Все они строятся по тем же принципам, что и тренажеры, на которых обучаются водители, летчики, космонавты — разница лишь в точности учета факторов, влияющих на движение управляемого объекта, и точности воспроизведения окружающей обстановки. На тренажере обучаемый находится, как правило, в реальной кабине автомобиля или самолета. Данные в моделирующую программу вводятся с датчиков, подключенных к реальным органам управления, а результаты моделирования выводятся на реальные приборы, находящиеся в кабине, и управляют перемещением изображения на большом экране.

В предлагаемой игре переменным резистором можно изменять направление полета самолета-перехватчика. При совмещении его изображения на экране дисплея с изображением цели происходит взрыв — цель уничтожена. После заданного числа попыток на экран выводится результат — число сбитых целей.

Для управления перехватчиком необходимо собрать пульт, схема которого приведена на рис.1. Левый (по схеме) вывод резистора R1 в компьютере “Радио-86РК” подключают к выводу ( 14) младшего разряда порта С микросхемы D14 (КР580ИК55).

Переменный резистор R2 соединяют с компьютером экранированным проводом или витой парой проводов длиной до нескольких метров. Для устранения наводок корпус переменного резистора соединяют с общим проводом. Распечатка (на языке ассемблера) подпрограммы преобразования сопротивления резистора R2 в пропорциональное ему число приведена в табл.1. Машинные коды подпрограммы записаны в операторах DATA основной программы.

Работу подпрограммы рассмотрим, начиная с команды, имеющей метку L2. Эта и последующие команды настраивают младшие разряды порта С интерфейсного адаптера КР580ИК55 на вывод в режиме 0 и устанавливают высокий логический уровень на контакте, к которому подключен пульт управления перехватчиком. Затем вычисленный ранее результат работы подпрограммы переписывается из регистра В микропроцессора в аккумулятор, и происходит возврат в основную программу. До следующего обращения к подпрограмме конденсатор С1 успевает зарядиться через ограничительный резистор R1 до напряжения на резисторе R2. После вызова подпрограммы младшие разряды порта С переводятся в режим ввода. Входное сопротивление микросхемы в этом режиме очень велико, ток утечки мал, поэтому конденсатор С1 разряжается через переменный резистор, а программа периодически проверяет состояние входа, причем число проверок подсчитывается в регистре В. Микропроцессор выходит из цикла проверки, когда напряжение на конденсаторе падает до уровня переключения входа (примерно до 2 В).

Игровая программа, текст которой приведен в табл.2, начинает работу с записи в ОЗУ машинных кодов подпрограммы ввода положения движка переменного резистора. Запись осуществляется операторами, находящимися в строке 60, а десятичные значения кодов находятся в операторах DATA (строки 40 и 50). Подпрограмма занимает в ОЗУ адреса с 2800Н по 2819Н. Далее присваиваются значения константам. Числа А и В использованы для вычисления направления движения перехватчика. V и U— это отношения скорости перехватчика соответственно по горизонтали и вертикали к скорости цели. Коэффициент 0,7 в строке 90 учитывает формат экрана. ХМ и YM — это максимальные значения аргументов операторов PLOT и LINE, К — число попыток, a N — число сбитых целей. Оператор FOR в строке 130 задает выполнение К циклов игры, после чего на экран выводится результат.

Игровой цикл начинается с присваивания случайных значений координатам перехватчика и координате YT цели. Затем координата XT изменяется от 0 до максимального значения. Цель, отображаемая оператором PLOT (в строке 180), движется по экрану слева направо. В строке 190 считывается положение ручки управления, вычисляется угол F между осью Х и направлением движения перехватчика. В приведенном варианте он пропорционален сопротивлению резистора. Если вы хотите, чтобы ручка управления изменяла радиус разворота перехватчика, т. е. действовала как штурвал самолета, то строку 190 нужно изменить:

В следующих строках программы выполняются действия, не допускающие выход перехватчика за экран. В строке 260 перехватчик отображается на экране оператором PLOT. Затем проверяется расстояние между целью и перехватчиком и, если оно меньше заданного, выполняется переход к строке 300. В этой строке увеличивается на единицу содержимое счетчика сбитых целей, а в следующей — вызываются подпрограмма, имитирующая взрыв. Если цель дошла до правого края экрана, то строки 300, 310 обходятся. Затем начинается новый цикл игры.

При переводе игры на другие машины прежде всего нужно решить, куда будет подключен пульт (рис.1). Можно использовать любой свободный вывод портов В и С микросхемы КР580ИК55. Порт А использовать не рекомендуется из-за повышенного тока утечки.

Так как при перепрограммировании микросхемы КР580ИК55 на всех ее выводах устанавливается низкий уровень, нужно убедиться, что это не нарушает нормальной работы других подключенных к ней устройств. Подпрограмму обслуживания пульта нужно изменить в соответствии с правилами обращения к микросхеме КР580ИК55 в данной машине. Константа, записываемая в регистр С микропроцессора в начале работы подпрограммы, должна содержать 1 в разряде, к которому подключен пульт, и 0 во всех остальных разрядах.

Максимальное значение переменной 1 в строке 60 должно быть равно 10 265. В строке 100 для полного использования площади экрана можно указать YM=63.

В этой игре по экрану движется цепочка букв “О”, символизирующая питона. Нажимая (на дополнительной клавиатуре) клавиши управления курсором, нужно направить питона на кролика, который изображается светящимся прямоугольником. Проглотив кролика, питон удлиняется на один символ. После этого на экране появляется следующая жертва, и охота продолжается. Она закончится, если позиция, в которую должна переместиться голова питона, уже занята его телом. На экран будет выведен результат игры — длина выращенного вами питона.

Текст программы приведен в табл.3. Для ввода команд, изменяющих направление движения питона, использована подпрограмма опроса клавиатуры, имеющаяся в МОНИТОРЕ “Радио-86РК”. Для ускорения движения питона по экрану пришлось отказаться от оператора PRINT. Коды символов, изображающих питона и кролика, заносятся непосредственно в экранную область ОЗУ оператором POKE. Для проверки содержимого ячеек использована функция PEEK. Координаты всех позиций экрана, занятых в данный момент питоном, хранятся в специально организованном массиве двоичных чисел. При перемещении питона числа в этом массиве сдвигаются специальной подпрограммой в машинных кодах. Это позволило достичь достаточно большой скорости движения питона по экрану. При желании скорость можно уменьшить, вставив в программу строку:

Этот оператор создает временную задержку, зависящую от числа XX. С его увеличением скорость перемещения питона уменьшается.

Максимальная длина питона — 255 символов — ограничена тем, что для ее передачи в подпрограмму сдвига выделена только одна ячейка памяти. Это ограничение легко устранить, переделав подпрограмму, но делать это вряд ли целесообразно, так как достичь максимального результата очень трудно.

Для записи машинных кодов в ОЗУ предназначена подпрограмма — перемещающий загрузчик, начинающаяся со строки 800. Она не только переписывает коды (десятичные) из операторов DATA в ОЗУ, начиная с указанного при обращении адреса 1, но и изменяет адреса переходов и ячеек памяти в загружаемой подпрограмме в соответствии с этим адресом. Загружаемая подпрограмма должна транслироваться с ячейки 0000Н и заканчиваться командой RET (десятичное значение кода 201). Других команд RET быть не должно. Если при загрузке содержимое некоторых ячеек должно быть изменено, то порядковые номера этих ячеек (от начала подпрограммы) следует указать после кода 201. Признак конца подпрограммы — любое число, большее 255.

После запуска программы на экран дисплея выводится вопрос: “Вы знаете правила игры?”. Если в ответ будет введена буква Н или любое слово (например нет), начинающееся с этой буквы, то подпрограмма, начинающаяся со строки 1000, выведет на экран правила. При вводе любой другой буквы или слова этого не произойдет. В строках 40—70 происходит загрузка в ОЗУ машинных кодов подпрограммы сдвига массива с адреса 3000Н (десятичное значение 12 288). Переменная U1 — адрес обращения к подпрограмме, А0 — адрес ячейки памяти, через которую в подпрограмму сдвига передается длина питона, А1 — адрес начала массива его координат (в этой и следующей за ней ячейках всегда находятся координаты хвоста). Координаты головы размещаются в ячейках с адресами AN и AN+1.

В строке 80 переменным U, D, L, R присваиваются значения, с которыми будут сравниваться коды, возвращаемые подпрограммой ввода команды.

Следующая строка задает положение в ОЗУ буфера экрана и размеры области экрана, в пределах которой перемещается питон. Здесь S0 — адрес ячейки ОЗУ, соответствующей левому верхнему углу области перемещения питона, СМ — число позиций в строке, которые может занимать питон, CN — полное число позиций в строке, RM — число строк в отводимой для игры области экрана. При значениях, указанных в тексте программы, питон перемещается по всему экрану.

Далее присваиваются начальные значения переменным, используемым в программе. Игра начинается после нажатия на любую клавишу. Так как в строке 140 длина питона задана нулевой, то в начале игры он будет состоять всего из одного символа. Далее в строках 170—200 вычисляются случайные координаты кролика, проверяется, не занята ли эта позиция питоном, и символ кролика выводится на экран. В строках 210— 250 питон удлиняется на один символ.

Цикл движения питона занимает строки с 260 по 450. Он начинается с вызова подпрограммы ввода кода нажатой клавиши. Возвращаемое значение присваивается переменной А, в зависимости от которой в строках 280—310 присваиваются значения переменным DX и DY, представляющим собой приращения соответствующих координат за один шаг питона. Они и определяют направление его движения. Если ни одна клавиша не нажата, А равно 255, строки 280—310 не выполняются и направление движения питона не изменяется.

В строке 400 вычисляется новый адрес головы питона в буфере экрана, проверяется, не занята ли эта позиция, и если нет, то питон (на экране) и массив его координат (в ОЗУ) сдвигаются, и весь цикл повторяется. Если позиция занята, то в строке 460 выясняется, какой символ находится в этой позиции и (в зависимости от результата проверки) происходит либо переход к строке 170 (появляется новый кролик, и игра продолжается), либо на экран выводится результат игры.

Текст программы приведен в табл.4. Прежде всего, вводится число лис, размещаемых на площадке. Для контроля правильности ввода вызывается подпрограмма, начинающаяся со строки 1500. Введенное число должно быть целым, положительным и не превышать допустимого значения. В случае ошибки на экран выводится соответствующее сообщение, и ввод необходимо повторить.

После выделения памяти для массивов координат лис и признаков их обнаружения они случайным образом размещаются на площадке. При этом программа следит, чтобы ни одна из них не попала на стартовую позицию охотника (левый нижний угол экрана) и чтобы две лисы не попали в одну и ту же позицию. О готовности каждой лисы на экран выводится сообщение. Если на площадке спрятано несколько лис, то программа запрашивает, скольких из них будет искать охотник. Правильность ввода контролируется той же подпрограммой, начинающейся со строки 1500. Затем на экран выводится изображение игровой площадки, охотника на стартовой позиции. 11 программа ждет нажатия любой клавиши.

Каждую минуту вызывается подпрограмма, начинающаяся со строки 2000. С ее помощью на экран выводятся направления на еще не обнаруженных лис. Найденные лисы изображаются своими номерами в соответствующих позициях игрового поля. Обратите внимание, что для вывода лис используется функция CHR$ (48+1). Если в операторе PRINT указать просто переменную 1, то фактически будут выведены три символа: пробел (или знак минус) перед цифрой, сама цифра и еще один пробел после нее. В данном случае это недопустимо, так как при этом будут стерты позиции игрового поля, находящиеся рядом с отображаемой лисой.

Позиция экрана, в которую должен быть выведен очередной символ или сообщение, указывается в программе оператором CUR. Использование этого оператора совместно с оператором PRINT для создания на экране динамически изменяющейся картины требует от программиста определенной осторожности. Дело в том, что после выполнения оператора PRINT без ограничителя (запятая или точка с запятой) интерпретатор автоматически выполняет "возврат каретки" и "перевод строки". Если ограничитель используется, то это происходит после вывода каждых 72 символов, включая пробелы, автоматически вводимые интерпретатором. В результате возможны неожиданные сдвиги изображения на экране и вывод символов совсем не туда, куда запланировано. Можно рекомендовать всегда использовать с оператором CUR оператор PRINT без ограничителя и избегать вывода в самую нижнюю строку экрана.

Для "Микро-80" разработана подпрограмма в машинных кодах, распечатка которой на языке ассемблера с комментариями, поясняющими работу, приведена в табл.5. Подпрограмма проверяет, не нажата ли клавиша, вводит ее код и блокирует клавиатуру, не давая возможности интерпретатору проверять ее состояние. Блокировка достигается перепрограммированием порта В микросхемы КР580ИК55 модуля клавиатуры на вывод. Одна из особенностей этой микросхемы состоит в том, что считывание из порта, запрограммированного на вывод, всегда дает результат 0FFH. Для подпрограммы МОНИТОРА, которой пользуется интерпретатор при определении состояния клавиатуры, это означает, что ни одна клавиша не нажата.

Описание компьютера Радио-86РК

Журнал РАДИО