Скретч (язык программирования)

Скретч
Семантика	событийно-ориентированная
Класс языка	графический, учебный
Тип исполнения	интерпретатор
Появился в	2007
Автор	Митчелл Резник (англ. Mitchel Resnick)
Разработчик	MIT Media Lab
Расширение файлов	.sb , .sb2 , .sb3
Выпуск	3.0 (2 января 2019)
Система типов	динамическая
Основные реализации	Scratch
Диалекты	Snap!
Испытал влияние	Лого, Smalltalk, HyperCard, StarLogo, AgentSheets, Etoys, Tweak
Повлиял на	Snap!, AppInventor, Pocket Code
Лицензия	модифицированная лицензия BSD[d]
Сайт	scratch.mit.edu
ОС	Windows, MacOS, HTML5
Медиафайлы на Викискладе

Интерфейс редактора Скретч 2.0 Offline Editor

Интерфейс редактора Scratch 3.0 Scratch Desktop 1.2.1

Скретч (англ. Scratch, МФА:[skræt͡ʃ]) — визуальная событийно-ориентированная среда программирования, созданная для детей и подростков. Название произошло от слова scratching — техники, используемой хип-хоп-диджеями, которые крутят виниловые пластинки вперед-назад руками для того, чтобы смешивать музыкальные темы.

Файл:Scratch Cat.png

Кот «Скретчер» — официальный персонаж в языке программирования Скретч, с которым ассоциируется вся история языка.

Пример программы в Скретч 1.4 (запущен под OS X)

Интерфейс редактора Скретч 2.0 Offline Editor

Он создан как продолжение идей языка Лого и конструктора Лего. Скретч 1.4 был написан на языке Squeak, 2.0 и 3.0 ориентированы на работу онлайн. Scratch 2.0 был переписан на Flash и ActionScript. Скретч 3.0 (текущая версия) является улучшенной версией Скретч 2.0 и сделана на HTML5, используя движок WebGL, что даёт ему возможность работать на мобильных устройствах и планшетах. Скретч разрабатывается небольшой командой программистов для детей в Массачусетском технологическом институте. Текущая версия — Скретч 3.0, выпущена в январе 2019 года. В 2008 году Скретч был портирован для микроконтроллерного модуля Arduino. Проект носит название S4A.

Программы на Скретче состоят из графических блоков, подписи к которым зависят от выбранного для интерфейса языка. Может быть выбран один из 50 языков интерфейса, включая русский. Для подключения интерфейса на новом языке используются стандартные gettext-файлы.

Программирование

Основными компонентами скретч-программы являются объекты-спрайты. Спрайт состоит из графического представления — набора кадров-костюмов (англ. costume) и сценария-скрипта. Для редактирования костюмов спрайтов в скретч встроен графический редактор (англ. Paint Editor). Действие Скретч-программы происходит на сцене (англ. stage) размером 480×360 (условных) пикселей с центром координат в середине сцены.

Для программирования сценариев в Скретче используется drag-and-drop-подход: блоки из палитры блоков перетаскиваются в область скриптов.

По функциональному назначению блоки делятся на 10 групп, принадлежность блока к той или иной группе обозначается его цветом.

Группа	Английское название	Цвет	Примечание
Движение	Motion	синий	управляют движением спрайта (не применяется в фоне)
Внешний вид	Looks	фиолетовый	управляют внешностью спрайта
Звук	Sounds	розовый	управляют звуком спрайта
События	Events	жёлтый	проверка наличия событий, отправка сигналов ко всем спрайтам
Управление	Control	оранжевый	управляющие конструкции, заголовки обработчиков событий
Сенсоры	Sensing	голубой	опрос устройств ввода, таймер и имя участника
Операторы	Operators	зелёный	арифметико-логические операции
Переменные	Variables	оранжевый	раздел для управления переменными и списками
Другие блоки	My Blocks	светло-розовый	преобразуют комбинацию блоков в один блок, что упрощает код, или же упрощает создания своего личного блока
Добавить Расширения	Extensions	темно-зелёный	расширяют возможности Скретч. Есть разные виды расширений, такие, как: музыка, перо, видео распознавание, текст в речь, переводчик, Makey Makey, micro: bit, LEGO MINDSTORMS EV3 и LEGO Education WeDo 2.0

У многих блоков имеется редактируемое белое поле для вводимых скретч-программистом параметров.

Блоки бывают трёх видов: блоки стека, блоки заголовков и блоки ссылок.

Блоки стека (большая часть блоков) (англ. Stack Blocks) сверху имеют выемку, а снизу — выступ, с их помощью они объединяются в группу блоков, называемую стеком. Стеки можно копировать и перемещать как единый блок. Особой разновидностью блоков стека являются управляющие конструкции, такие как циклы — они имеют С-образную форму, и могут охватывать собой вложенный стек скретч-блоков.

Блоки заголовков (их также называют шапками) (англ. Hats) имеют выпуклый верхний край и выступ для объединения снизу — они образуют заголовки скретч-стеков. К блокам-заголовкам относятся блоки «когда …» (англ. when …) из группы «Контроль», позволяющие организовать обработчики сообщений: внешних — от клавиатуры и мыши, и внутренних — передаваемых между спрайтами и позволяющих объектно-ориентированное программирование в smalltalk-стиле.

Блоки ссылок (англ. Reporters) предназначаются для заполнения внутренних полей других блоков.

Язык Scratch (как и Logo) оперирует числами, текстовыми строками, логическими значениями, а также списками, играющими роль динамических массивов.

Хотя архитектура скретч-программ в виде набора спрайтов Скретча, обменивающиеся друг с другом событиями, напоминает объектно-ориентированную, Скретч не является объектно-ориентированным языком: в нём (ни в каком виде) нет механизмов наследования (в последних версиях расширенного диалекта скретча BYOB введено прототипное наследование).

Исходный код

После выхода версии 1.4 исходный код Скретча был открыт на условиях Scratch Source Code License — представляющей собой простую копилефтную лицензию, с дополнительными ограничениями по неиспользованию оригинальных торговых марок (в более мягкой форме подобные ограничения включены, к примеру, в PHP License).

Код может быть загружен с официального сайта. Условия его использования и распространения следующие:

1. Вы не можете использовать слово «Scratch» для обозначения производных работ (за исключением фразы «на основе кода Scratch, созданного MIT Media Laboratory»),
2. Вы не можете использовать в производных работах логотип Scratch или официального кота Scratch, защищённого авторским правом,
3. Вы не можете реализовать возможность загружать проекты на любой веб-сайт MIT Scratch (в настоящее время — на сайт http://scratch.mit.edu),
4. копии или производные работы должны сохранять уведомления об авторских правах и лицензии Scratch, и
5. исходный код производных работ должны оставаться доступным.

Оригинальный текст (англ.)

1. you cannot use the word "Scratch" to refer to derivative works (except in the phrase "Based on Scratch from the MIT Media Laboratory"),
2. you cannot use the Scratch logo or the official (copyrighted) Scratch cat in derivative works,
3. you cannot implement the ability to upload projects to any MIT Scratch website (currently, http://scratch.mit.edu),
4. copies or derivative works must retain the Scratch copyright notice and license, and
5. you must make the source code for derivative works available.

*(читать примечания)

Распространяемый исходный код уже удовлетворяет данным условиям: в нём заменены логотип и спрайт с котом и удалён код сохранения Скретч-проекта на сайт.

Впрочем, поскольку Скретч (1.4) написан на Squeak, доступ к его исходным текстам существует и без предоставления их пользователю в явном виде — они хранятся вместе с результатом их компиляции в файле образа Smalltalk-системы.

13 мая 2014 исходный код Скретч 2.0 был открыт под лицензией GPLv2.

Модификации и дальнейшее развитие

На основе исходного кода Scratch 1.4 был создан ряд модификаций языка, таких как:

• BYOB (ныне Snap!)
• Panther
• Slash (модификация BYOB)

BYOB (Snap!)

Разработан в Университете Беркли. Основным расширением языка, которое было введено в BYOB, стала возможность построения составных пользовательских блоков — аналога процедур обычных языков программирования. Поддерживаются рекурсия, замыкания и лямбда-выражения. Также добавлены отладчик и возможность компиляции в исполняемые файлы, вложенные спрайты, многомерные списки, улучшенная работа со скроллингом и компиляция исполняемых файлов. Начиная с версии 3.1 в BYOB добавлена поддержка ООП — спрайты BYOB теперь позволяют наследование на основе прототипов. Для этого в язык, в частности, введён механизм клонирования спрайтов.

Panther

Panther — расширяет Скретч поддержкой drag-n-drop управления спрайтами, возможностью клонирования спрайтов (объектов), и подсистемой CYOB (которая, как и BYOB, позволяет создавать собственные командные блоки, но требует для этого знания языка Squeak (современный диалект Smalltalk, на котором написан Скретч и его модификации).

Механизм Mesh

И BYOB, и Panther включают поддержку механизма mesh, обеспечивающее взаимодействие скретч-программ через сеть посредством разделяемых переменных и посылки широковещательных сообщений.

Slash

Slash дополняет возможности BYOB 3.0 новыми возможностями Panther: клонированием и перетаскиванием спрайтов (объектов).

StarLogo TNG

В 2008 году в Массачусетском технологическом институте также разработан образовательный язык программирования StarLogo TNG, который расширяет возможности системы StarLogo возможностями трёхмерной графики и скретчподобным языком визуального блочного программирования. В отличие от оригинального OpenStarLogo и MIT Scratch — StarLogo TNG в настоящее время не является программным продуктом с открытым исходным кодом.

Скретч 2.0

В феврале 2011 была выпущена первая онлайновая бета-версия Скретч 2.0, в который планируется включение некоторых из возможностей BYOB (таких, как создание пользовательских процедур), векторной графики, клонирование спрайтов, возможность групповой работы над проектами и т. д.. Официально бета-версия вышла в релиз 9 мая 2013.

Скретч 3.0

Scratch 3.0 является третьей и текущей основной версией Scratch. Это полная переработка и повторная реализация Scratch, написанных на HTML5 и JavaScript . Он имеет новый, современный вид и дизайн. Он совместим со многими мобильными устройствами и не требует Flash. Выпущена 2 января 2019 года.

App Inventor

Основная статья: App Inventor

Ещё одной средой программирования, использующей стыковку визуальных логических блоков в стиле мозаики стал App Inventor — экспериментальная система визуального программирования для платформы Android.

Более прямым аналогом языка Скретч на Android является язык Catroid, который разрабатывается в Институте Технологий Программного Обеспечения Технического Университета Граца в Австрии.

См. также

• Blockly
• Алиса (ПО)
• EToys
• KTurtle
• ДРАКОН

Литература

• Super Scratch Programming Adventure! Learn to Program. — No Starch Press, 2012. — 160 p. — ISBN 978-1-59327-409-2, 978-1-59327-531-0.
• Jr. Jerry Lee Ford. Scratch Programming for Teens. — Cengage Learning PTR, 2008. — 336 p. — ISBN 978-1598635362.
• Sam Patterson. Ch. 6. Scratch and Other Web-Based Progtamming Platforms // Programming in the Primary Grades: Beyond the Hour of Code. — Rowman & Littlefield, 2016-03-21. — 121 с. — P. 49—58. — 98 p. — ISBN 9781475825459.
• Патаракин Е. Д. Учимся готовить в среде Скретч. Придумай — Запрограммируй — Поделись. Архивная копия от 22 февраля 2014 на Wayback Machine
• Патаракин Е. Д. Педагогический дизайн социальной сети Scratch // Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society). 2013. № 2. P. 505—528. http://ifets.ieee.org/russian/depository/v16_i2/html/12.htm
• Рындак В. Г., Дженжер В. О., Денисова Л. В. Проектная деятельность школьника в среде программирования Scratch. Учебно-методическое пособие / Оренбургский государственный институт менеджмента. — Оренбург, 2009. Архивная копия от 22 февраля 2014 на Wayback Machine
• Голиков Д. В., Голиков А. Д. Книга юных программистов на Scratch. — SmashWords, 2013. — ISBN 978-1310227554.
• Александр Казанцев. Школа. Исполнители и алгоритмы // Linux Format. — январь 2010. — № 126—127 (1).
• Carolyn Y. Johnson. With simplified code, programming becomes child’s play (англ.), The Boston Globe (15 May 2007). Дата обращения 16 апреля 2012.
• Валерий Рубанцев. Занимательные уроки со Скретчем. RVGames. 2016—260 с.

Ссылки

• scratch.mit.edu — официальный сайт Скретч
• Курс «Введение в Scratch» (рус.). — цикл из десяти уроков по основам работы в среде программирования Скретч. Дата обращения: 6 августа 2014.
• Русская Скретч Вики (неопр.).
• Учитесь со Scratch! (рус.) (недоступная ссылка). — сообщество учителей, родителей и просто творческих людей. Дата обращения: 6 августа 2014. Архивировано 15 апреля 2014 года.
• Видеоуроки по Скретч (рус.). Дата обращения: 6 августа 2014.
• ScratchED (англ.). Гарвардский университет. — Глобальное сообщество учителей Скретч. Дата обращения: 26 августа 2014.