УЧИТЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ: 7Кл. ПАРАГРАФ. Технологии выращивания сельскохозяйственных культур. Алгоритмическая структура «Ветвление»

10 апреля 2026 г.

7Кл. ПАРАГРАФ. Технологии выращивания сельскохозяйственных культур. Алгоритмическая структура «Ветвление»

Современное сельское хозяйство всё больше опирается на точные данные и автоматизированные системы управления. Технологии выращивания культур — от посева до уборки — могут быть представлены в виде чётких алгоритмов, в которых решение о дальнейших действиях часто зависит от условий окружающей среды (погоды, влажности почвы, наличия вредителей). Именно такие ситуации, требующие выбора одного из нескольких вариантов действий, в программировании описываются с помощью алгоритмической структуры «Ветвление» .

1. Технологии выращивания сельскохозяйственных культур

Технологический процесс возделывания любой культуры — это последовательность взаимосвязанных операций, выбор и параметры которых зависят от множества факторов .

1.1. Основные этапы технологического цикла

Независимо от конкретной культуры, технологический цикл включает следующие этапы :

Этап	Содержание операций
Подготовка почвы	Вспашка, боронование, культивация, выравнивание
Посев / посадка	Выбор сроков, нормы высева, глубины заделки семян
Уход за посевами	Полив, внесение удобрений, защита от сорняков, вредителей и болезней
Уборка урожая	Определение сроков и способов уборки, послеуборочная доработка

1.2. Факторы, влияющие на технологические решения

На каждом этапе агроном и сельскохозяйственные машины принимают решения, основанные на анализе текущей ситуации :

Фактор	Влияние на технологию
Погодные условия	Температура воздуха и почвы определяют сроки сева, необходимость полива
Влажность почвы	Влияет на глубину заделки семян, необходимость орошения
Состояние растений	Наличие вредителей или болезней требует обработки пестицидами
Фаза развития культуры	Определяет необходимость подкормки, сроки уборки
Прогноз урожайности	Влияет на решение о дополнительном внесении удобрений

1.3. Пример: принятие решения о поливе

Рассмотрим типовую задачу автоматизации полива на поле. Решение о включении системы орошения принимается на основе данных с датчиков :

ЕСЛИ влажность_почвы < НИЖНИЙ_ПОРОГ
    ТО включить_полив()
ИНАЧЕ ЕСЛИ влажность_почвы > ВЕРХНИЙ_ПОРОГ
    ТО выключить_полив()
ИНАЧЕ
    ТО ничего_не_делать()

Здесь мы видим классическую структуру ветвления, где дальнейшее действие зависит от условия .

2. Алгоритмическая структура «Ветвление»

Ветвление — это алгоритмическая структура, которая обеспечивает выбор одного из нескольких возможных вариантов действий (шагов) в зависимости от значения заданного условия (логического выражения) .

2.1. Основные формы ветвления

Форма ветвления	Условное обозначение	Описание	Пример
Полная форма (ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ)	`ЕСЛИ условие ТО действие_1 ИНАЧЕ действие_2`	Выполняется одно из двух действий в зависимости от истинности условия	ЕСЛИ идёт дождь ТО укрыть технику ИНАЧЕ продолжить полевые работы
Сокращённая форма (ЕСЛИ-ТО)	`ЕСЛИ условие ТО действие`	Действие выполняется только при истинности условия; при ложности — пропускается	ЕСЛИ влажность_почвы < 60% ТО включить полив
Множественный выбор (ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ ЕСЛИ)	`ЕСЛИ условие_1 ТО действие_1 ИНАЧЕ ЕСЛИ условие_2 ТО действие_2 ИНАЧЕ действие_3`	Выбирается одно из нескольких действий в зависимости от того, какое условие истинно	(см. пример с поливом выше)

2.2. Блок-схема ветвления

На блок-схемах ветвление изображается с помощью символа «Решение» (ромб), который содержит логическое условие. Из ромба выходят две или более стрелок, соответствующих разным вариантам продолжения алгоритма (например, «Да» и «Нет»).

Пример блок-схемы для полной формы:

        [Начало]
           │
           ▼
    ┌──────────────┐
    │ условие?     │
    └──────────────┘
      Да │     │ Нет
         ▼     ▼
    [действие_1] [действие_2]
         │     │
         └──┬──┘
            ▼
         [Конец]

2.3. Сложные и вложенные условия

Условия могут быть простыми (сравнение двух величин: a > b) или сложными, объединяющими несколько простых условий с помощью логических операторов:

Оператор	Смысл	Пример (на языке C++/Arduino)
`&&` (И)	Истинно, если оба условия истинны	`if (t > 20 && humidity < 70)`
`\|\|` (ИЛИ)	Истинно, если хотя бы одно условие истинно	`if (rain == true \|\| manual == true)`
`!` (НЕ)	Инвертирует значение условия	`if (!isPestDetected)`

Пример вложенного ветвления (принятие решения о внесении удобрений):

ЕСЛИ фаза_развития = "цветение" ТО
    ЕСЛИ содержание_азота < ПОРОГ ТО
        внести_азотные_удобрения()
    ИНАЧЕ
        пропустить_подкормку()
    КОНЕЦ_ЕСЛИ
ИНАЧЕ
    ЕСЛИ фаза_развития = "начало_вегетации" ТО
        внести_комплексные_удобрения()
    ИНАЧЕ
        ничего_не_делать()
    КОНЕЦ_ЕСЛИ
КОНЕЦ_ЕСЛИ

3. Применение ветвления в сельскохозяйственных технологиях

Современное «точное земледелие» (precision agriculture) активно использует алгоритмы с ветвлениями для автоматизации управления техникой и ресурсами .

3.1. Управление системой капельного полива

// Пример кода для Arduino (псевдокод)
int soilMoisture = analogRead(sensorPin);  // 0-1023 (0 - сухо, 1023 - мокро)
int thresholdDry = 300;   // порог сухости
int thresholdWet = 800;   // порог переувлажнения

if (soilMoisture < thresholdDry) {
    digitalWrite(pumpPin, HIGH);  // включить насос
    Serial.println("Soil dry - irrigation ON");
} 
else if (soilMoisture > thresholdWet) {
    digitalWrite(pumpPin, LOW);   // выключить насос
    Serial.println("Soil wet - irrigation OFF");
}
else {
    Serial.println("Normal moisture - no action");
}

3.2. Принятие решений в беспилотном тракторе

ЕСЛИ датчик_препятствия = ИСТИНА ТО
    остановить_движение()
    ЕСЛИ препятствие = "человек" ТО
        подать_звуковой_сигнал()
        ждать(30)
        ЕСЛИ человек_ушёл ТО
            продолжить_движение()
        ИНАЧЕ
            отправить_сигнал_оператору()
        КОНЕЦ_ЕСЛИ
    ИНАЧЕ
        объехать_препятствие()
    КОНЕЦ_ЕСЛИ
ИНАЧЕ
    продолжить_движение_по_маршруту()
КОНЕЦ_ЕСЛИ

3.3. Прогнозирование урожайности

В системах поддержки принятия решений (DSS) используются сложные ветвления на основе анализа больших данных (Big Data):

ЕСЛИ осадки_за_сезон > 300 мм И сумма_температур > 2000°C ТО
    прогноз = "высокая_урожайность"
ИНАЧЕ ЕСЛИ осадки_за_сезон > 200 мм И сумма_температур > 1800°C ТО
    прогноз = "средняя_урожайность"
ИНАЧЕ ЕСЛИ осадки_за_сезон > 100 мм ТО
    прогноз = "низкая_урожайность"
ИНАЧЕ
    прогноз = "неурожай"
КОНЕЦ_ЕСЛИ

4. Практическая работа «Разработка алгоритма с ветвлением для системы автоматического полива»

Цель работы: разработать алгоритм (в виде блок-схемы и на языке программирования) для автоматической системы управления поливом сельскохозяйственных культур .

Задание:
Создайте алгоритм, который управляет системой полива на основе показаний трёх датчиков: влажности почвы, температуры воздуха и наличия осадков.

4.1. Исходные данные

Датчик	Диапазон	Пороговые значения
Влажность почвы	0–100%	Сухо: < 40%, Норма: 40–70%, Влажно: > 70%
Температура воздуха	-10…+50°C	Жарко: > 30°C
Датчик дождя	0 (нет) / 1 (есть)	—

4.2. Логика работы системы

Система должна включать полив ТОЛЬКО при одновременном выполнении всех условий:

Влажность почвы ниже 40% (почва сухая) .
Нет дождя (датчик дождя = 0) .
Температура не экстремально низкая (> +5°C для защиты от замерзания) .

Если температура превышает 30°C, то при включении полива также включается вентилятор для охлаждения растений (имитация).

4.3. Форма представления результатов

Выполните работу в двух формах:

Блок-схема алгоритма (на бумаге или в графическом редакторе).
Программный код на языке, близком к C++ (Arduino) или на псевдокоде.

4.4. Пример выполнения (псевдокод)

АЛГОРИТМ Управление_поливом
    // Чтение данных с датчиков
    влажность = считать_влажность()    // от 0 до 100
    температура = считать_температуру()
    дождь = считать_датчик_дождя()     // 0 или 1

    // Проверка условий для включения полива
    ЕСЛИ влажность < 40 И дождь == 0 И температура > 5 ТО
        // Включить полив
        включить_насос()
        
        // Дополнительное действие при жаре
        ЕСЛИ температура > 30 ТО
            включить_вентилятор()
        ИНАЧЕ
            выключить_вентилятор()
        КОНЕЦ_ЕСЛИ
        
        вывести_сообщение("Полив включён")
    ИНАЧЕ
        // Выключить полив
        выключить_насос()
        выключить_вентилятор()
        
        ЕСЛИ дождь == 1 ТО
            вывести_сообщение("Идёт дождь - полив отключён")
        ИНАЧЕ ЕСЛИ влажность >= 40 ТО
            вывести_сообщение("Влажность достаточная - полив не требуется")
        ИНАЧЕ ЕСЛИ температура <= 5 ТО
            вывести_сообщение("Слишком холодно - полив отключён")
        КОНЕЦ_ЕСЛИ
    КОНЕЦ_ЕСЛИ
КОНЕЦ_АЛГОРИТМА

4.5. Карта контроля выполнения

Критерий	Максимальный балл	Оценка
Правильность построения блок-схемы	3
Корректность использования ветвлений (ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ)	3
Учёт всех заданных условий (влажность, дождь, температура)	2
Читаемость и комментирование кода	2
Итого	10

Вывод: Технологии выращивания сельскохозяйственных культур всё чаще реализуются в виде алгоритмов, управляемых автоматизированными системами. Ключевой структурой для принятия решений в таких системах является ветвление, позволяющее выбирать разные варианты действий в зависимости от условий окружающей среды. Освоение ветвлений (полных, сокращённых и множественных) необходимо для программирования систем точного земледелия — от автоматического полива до управления беспилотной техникой. Практическая работа по разработке алгоритма для системы полива формирует навыки, применимые как в сельскохозяйственной робототехнике, так и в других областях автоматизации .