Организация циклических вычислений. Основной теоретический материал. Операторы для организации циклов

БЕЛОРУССКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Факультет  радиофизики  и  электроники

Кафедра  информатики

МЕТОДИЧЕСКИЕ  УКАЗАНИЯ

к  лабораторным  работам   по теме  № 2  «Организация  циклических вычислений»  (курс  «Программирование»,  1-ый  семестр)

для  студентов  специальности  «Физическая  электроника»

     Пособие подготовлено доцентом  кафедры  информатики      

Пособие может быть полезно при выполнении лабораторных  работ по данной теме студентами специальностей «Радиофизика» и «Компьютерная безопасность».

          Главное при изучении программирования  – навыки алгоритмизации и структурирования данных.  Если они есть, то кодирование алгоритмов на любом языке программирования – дело не самое сложное.

«Если вы не можете выразить что-то на повседневном языке, то вы не сможете это сделать  и  на  С/С++»,  –  А. Голуб (известный американский специалист  в  области  программирования, консультант и преподаватель).

«При  написании  программ на С++ столько тонкостей, что даже опытные  программисты  временами  забывают  о  них»,  – А. Голуб.

Минск      2008

Содержание

Стр.

1.    Основной  теоретический  материал                                                            2

1.1.  Операторы  для  организации  циклов                                                            2

1.2.  Вложенные  циклы 5

1.3.  Другие  операторы  передачи  управления                                                     6                                                                      

1.4.  Организация  цикла  с  параметром                                                                 8

1.5.  Организация  итерационного  цикла                                                                9

           2.  Контрольные  вопросы  и  задания                                                                11

1.    Основной  теоретический  материал

1.1.  Операторы  для  организации  циклов                                                        

Циклические вычислительные процессы.   Для большинства задач характерно многократное выполнение отдельных участков вычислений: табулирование (создание  таблицы значений) функции одной или нескольких переменных, вычисление значения интеграла и нахождение корней  нелинейного уравнения  численными методами, решение систем линейных и нелинейных уравнений, матричные операции (сложение, вычитание, умножение матриц, вычисление определителя и обратной матрицы) и др. Циклическими вычислительными процессами называют такие процессы, при реализации которых происходит многократное выполнение  одного или нескольких участков вычислений. Повторяющиеся участки вычислений называют циклами. Для организации циклов в компьютере  предусмотрены аппаратно-программные средства. Регистр базы и индексные регистры в центральном процессоре поддерживают различные режимы адресации операндов в машинных командах и широко используются при работе с массивами (векторами, матрицами, строками). Для организации циклов c известным числом повторений в системе команд микропроцессоров компании Intel   реализована машинная команда с мнемоническим кодом LOOP,  которая анализирует  содержимое регистра СХ (16-разрядные микропроцессоры) или ЕСХ (32-разрядные МП), используемого как счетчик  повторений цикла. Начальное значение этого счетчика – известное число повторений цикла. Об инициализации счетчика значением числа повторений должен позаботиться разработчик, если пишет программу на машинно-ориентированном языке (Ассемблере). При использовании С++ эту работу выполнит компилятор, если разработчик корректно выбрал один из операторов цикла (нужен оператор цикла for). Содержимое счетчика автоматически уменьшается на 1 при выполнении команды LOOP. Когда содержимое счетчика циклов становится равным 0, осуществляется выход из цикла.

В программировании принято различать два вида циклов:

·  циклы с параметром – число  повторения действий  (тела цикла), как правило, известно или его легко определить;

·  итерационные циклы – число повторений цикла неизвестно. Для организации повторения действий в теле цикла  (или для организации выхода из цикла) в С++ используется и анализируется соответствующее условие повторения, записанное после ключевого слова в  операторе цикла while  или в конце цикла  do . . .  while.

Операторы цикла.Для организации циклов в языке С++ предназначаются три оператора: for (для, в течение),   while (пока),  do … while  (выполнять … пока). Тело цикла –   простой или составной оператор. Оператор цикла с предусловием (while) и оператор цикла с постусловием (dowhile) предназначаются для организации циклов с заранее  неизвестным  числом  повторений.

Оператор  цикла  с  предусловием   имеет  вид:

while  (условие_повторения)  тело_цикла;