какие типы циклов применяются в системах

Типы циклов в языках программирования: for, foreach, while и do while

Авторизуйтесь

Типы циклов в языках программирования: for, foreach, while и do while

В программировании различные типы циклов применяются для того, чтобы повторить некоторое действие нужное количество раз. Например отсортировать элементы массива или найти факториал числа. Цикл состоит из условия и тела цикла. Код, находящийся в теле, выполняется, когда условие равно true. Каждое повторение цикла называется итерацией.

Типы циклов

Цикл For

i — это переменная-счётчик, которая сначала равна нулю. До тех пор, пока она меньше 10, выполняется тело цикла, затем счетчик увеличивается на единицу. For — цикл с предусловием. Это значит, что сначала проверяется условие, и если оно true, то тело выполняется. В скобках объявляется тип переменной счётчика и её начальное значение. Затем указывается условие конца цикла и способ, которым изменяется значение счётчика.

Цикл Foreach (или совместный цикл)

Тело этого цикла выполнится для каждого элемента коллекции. В переменной element будет доступен по очереди каждый элемент массива array.

Цикл While

Относится к тому же типу циклов, что и For, — цикл с предусловием. С его помощью можно создать безусловный цикл, например while(1) — бесконечный цикл. Чтобы его закончить, нужно использовать служебное слово break.

Цикл Do While

Do While относится к типу циклов с постусловием. Однако здесь код выполнится как минимум один раз, даже если условие false.

Вложенные циклы

Циклы можно помещать внутрь друг друга. Это удобно для перебора многомерных коллекций. Код в примере выше выведет в консоль значение каждого элемента из двумерного массива array.

Операторы циклов

Break

Оператор break используется для досрочного выхода из цикла. Когда программа встречает break, цикл немедленно завершается и начинает выполняться код, следующий за циклом.

Continue

Оператор Continue даёт циклу команду выйти из текущей итерации и перейти к следующей.

Этот код выведет в консоль все нечетные числа из диапазона от 0 до 10:

Источник

#8 — Циклы в программировании

Приветствуем вас на восьмом уроке по основам программирования. Мы продолжим углубляться в управление процессом выполнения программы и рассмотрим сегодня второй инструмент – циклы в программировании.

Циклы в программировании и их типы

Циклы в программировании используются при необходимости повторять действие, пока определенное условие остается истинным. Вспомните с прошлых уроков циклические алгоритмы. Они обозначают, что какие-то блоки кода (например, функции) нужно повторять, причем некоторое количество раз. Это избавляет нас от добавления одного и того же кода многократно. Примерами циклов в жизни является выкладывание продуктов из пакета в холодильник, пока пакет не опустеет. Или мытье посуды, пока она не закончится. Или поиск в книге нужного фрагмента, пока он не будет найден.

Цикл в программировании состоит из трех частей:

Повторение цикла по-научному называется итерация.

Типы циклов в программировании:

Условные циклы в программировании, в свою очередь, подразделяются на

Цикл будет выполняться только пока истинно первоначальное условие. Проверка условия выполняется до выполнения цикла.

Проверка условия выполняется после выполнения тела цикла. Это говорит о том, что цикл выполняется хотя бы один раз.

Этот цикл повторяет блок кода заданное число раз. В цикле задается некоторая переменная – счетчик, которая изменяет свое значение в некотором диапазоне. Счетчик после каждой итерации обновляется, а проверка условия выполняется перед выполнением тела цикла.

Этот цикл говорит о том, что будет выполняться операция Х для всех элементов, входящих во множество У. Используется для перечисления названий, индексов полей массивов либо объектов. Объект – это структура данных. Например, машина — объект, у которого есть определенные свойства (наличие 4 колес) и функции (ездить).

Это цикл, в котором есть команды, нарушающие порядок выполнения конструкций цикла. Существуют команда досрочного выхода из цикла – break и команда пропуска итерации – continue. Эти команды служат для управления работой цикла.

Бывают также вложенные циклы в программировании. Это значит, что циклы вложены один в другой.

Цикл со счетчиком является самым универсальным и используемым, поэтому рассмотрим подробно его создание и работу:

Примеры циклов в программировании на Python

1.Цикл с предусловием

digit = 1
while digit

arr = [1, 4, 6, 3, 10]
sum = 0
for i in arr :
sum += i
print(sum)

3.Цикл с выходом из середины

arr = [1, 4, 6, 3, 10]
sum = 0
for i in arr :
if i == 3 :
break / continue
sum += i
print(sum)

Примеры циклов в программировании на JavaScript

1.Цикл с предусловием

digit = 1;
while (digit

2.Цикл с постусловием

var digit = 10;
do <
console.log(‘ok!’);
digit = digit + 1;
> while (digit

3.Цикл со счетчиком

var arr = <1, 4, 6, 3, 10>;
for(i = 0, sum = 0; i

4.Цикл с выходом из середины

var arr = [1, 4, 6, 3, 10];
for(i = 0, sum = 0; i

Итак, внимательно изучив тему сегодняшнего видеоурока и разобравшись во всех ее тонкостях вы сделаете еще один шаг вверх по лестнице, поднявшись до конца по которой, вы очутитесь перед входом в замечательный загадочный и таинственный мир — мир программирования. Вы даже представить себе не можете, какие волшебные действия вы сможете совершать, изучив это искусство. А ведь программирование — это именно искусство. И проведем вас по этой лестнице мы — скромные создатели Loftblog.

Приятного всем просмотра! Учитесь с удовольствием! Всегда ваш Loftblog.

Источник

Шины микропроцессорной системы и циклы обмена

2.2. Циклы обмена информацией

2.2.1. Циклы программного обмена

Рассмотрим для примера два довольно типичных случая программного обмена по магистрали микропроцессорной системы.

Первый пример — это обмен по мультиплексированной асинхронной магистрали Q-bus, предложенной фирмой DEC и широко применявшейся в микрокомпьютерах и промышленных контроллерах. Упрощенные временные диаграммы циклов чтения (ввода) и записи (вывода) по этой магистрали приведены на рис. 2.3 и 2.4.

Отметим, что в дальнейшем тексте знак «минус» перед названием сигнала говорит о том, что активный уровень сигнала низкий, пассивный — высокий, то есть сигнал отрицательный. Если минуса перед названием сигнала нет, то сигнал положительный, его низкий уровень пассивный, а высокий — активный.

Помимо циклов чтения и записи на магистрали Q-bus используются также и циклы типа «ввод-пауза-вывод» («чтение-модификация-запись»). Упрощенная временная диаграмма этого цикла представлена на рис. 2.5.

В качестве второго примера рассмотрим циклы обмена на синхронной немультиплексированной магистрали ISA ( Industrial Standard Architecture), предложенной фирмой IBM и широко используемой в персональных компьютерах. Упрощенные циклы записи в устройство ввода/вывода и чтения из устройства ввода/вывода приведены на рис. 2.6 и 2.7.

Принципиальное отличие асинхронного обмена по магистрали ISA от асинхронного обмена по магистрали Q-bus состоит в следующем. Если в случае Q-bus сигнал подтверждения обязателен, и его должен формировать каждый исполнитель, то в случае ISA сигнал о неготовности исполнитель может не формировать, если он успевает работать в темпе процессора. Зато в случае Q-bus к концу цикла обмена процессор всегда уверен, что устройство-исполнитель выполнило требуемую операцию, а в случае ISA такой уверенности нет.

Рассмотренные примеры, конечно, не раскрывают всех тонкостей обмена по упомянутым магистралям. Они всего лишь иллюстрируют главные принципы обмена по ним.

2.2.2. Циклы обмена по прерываниям

Циклы обмена в режиме прерываний строятся по тем же принципам, что и циклы программного обмена, но имеют ряд специфических особенностей.

Прерывания в микропроцессорных системах бывают двух основных типов:

Дело в том, что прерываний в микропроцессорной системе обычно бывает много. Поэтому процессору необходима информация о номере (или, как еще говорят, об адресе вектора) конкретного прерывания. Эта информация может быть передана процессору двумя путями.

При векторном прерывании код номера прерывания передается процессору тем устройством ввода/вывода, которое данное прерывание запросило. Для этого процессор проводит цикл чтения по магистрали, и по шине данных получает код номера прерывания. Шина адреса в данном цикле обычно не используется, так как устройство, запросившее прерывание, и так знает, что процессор будет обращаться именно к нему. В этом случае в магистрали достаточно всего одной линии запроса прерывания для всех устройств ввода/вывода. Так организованы прерывания, например, в магистрали Q-bus.

Схема распространения сигналов, участвующих в прерываниях на магистрали Q-bus, показана на рис. 2.8. Упрощенная временная диаграмма цикла запроса и предоставления магистрали представлена на рис. 2.9.

Векторные прерывания обеспечивают системе большую гибкость, в системе их может быть очень много. Но зато они требуют дополнительных аппаратурных узлов во всех устройствах, запрашивающих прерывания, для обслуживания циклов безадресного чтения.

2.2.3. Циклы обмена в режиме ПДП

Циклы обмена в режиме прямого доступа к памяти выполняются по тем же правилам, что и циклы программного обмена, и циклы предоставления прерываний.

Упрощенная временная диаграмма циклов ПДП на магистрали ISA показана на рис. 2.13.

Источник

Общие сведения

Практически во всех языках программирования применяются компоненты, которые называются циклами. Возможно обойтись и без них, но этот подход редко применяется среди программистов, поскольку современные приложения используют пакетную обработку данных. Каждый разработчик программного обеспечения должен решать самостоятельно, стоит ему применять циклы или нет.

Специалисты, опираясь на психологию человека, разработали специализированный алгоритм. Если выполнять все его пункты, то результат будет поразительным. Инструкцию также можно использовать для изучения какой-либо другой дисциплины, но в этом случае ее необходимо переделать. Для теории применяется такой алгоритм:

Далее следует разобрать подробно каждый пункт инструкции. Пропускать их запрещается. Обучаемый просто потеряет зря время либо сам процесс обучения существенно увеличится. Для начала нужно разобрать основные достоинства и недостатки применения циклов в Турбо Паскале.

Правила применения

Каждый программист, независимо от уровня его профессионализма, сталкивается с принятием решения о целесообразности использования цикла в программном продукте. На начальных стадиях обучения необходимо проработать каждый элемент кода, составляя сложные структуры. Хотя в последнем случае можно обойтись упрощенными вариантами.

Основной принцип программиста — максимальное упрощение кода или оптимизация. Простым примером являются конструкторы сайтов. При генерации web-страницы в ее теле появляется много ненужных элементов. Например, специалист при создании одной страницы уложится в 200 строк html-кода, а конструктор способен сгенерировать в 4 или 5 раз больше.

Упрощение кода

Циклы в некотором случае могут быть тоже лишними. Однако не всегда целесообразно их использовать, поскольку этот подход существенно влияет на скорость вычислений. Для примера следует разобрать случай, когда необходимо вывести всего лишь несколько строк на экран. Проще использовать специальный оператор write или writeln, который занимает незначительный объем оперативной памяти. Для организации кода приложений с учетом признаков «хорошего тона» необходимо воспользоваться следующей инструкцией:

Первый элемент инструкции — основное предназначение программы. Если она применяется для вывода массивов информации, то при использовании циклов объем кода существенно сократится, но будет нагрузка на «железо», поскольку для цикла формируется область в оперативной памяти, занимающая некоторое место. Это связано с тем, что нужна запись итератора, его интервал изменения, а также постоянное сравнение его значения с условием, которое задано в теле цикла. Кроме того, необходима отдельная динамическая ячейка для записи временных значений.

Если нужно вывести всего несколько строк, то желательно воспользоваться обыкновенным оператором вывода write или его модификацией. Когда нужно выполнить вывод значительного количества информации, то рекомендуется воспользоваться циклами.

В любой программе следует избегать дублирования кода, поскольку такая парадигма значительно облегчает его читабельность, а это очень важно для доработки приложения. Несмотря на то что язык Турбо Паскаль не поддерживает объектно-ориентируемую структуру, следует помнить о блоках. Несоблюдение блочной структуры может привести к серьезным последствиям.

Количество строк необходимо оптимизировать, то есть их должно быть минимум. Для этого следует использовать разнообразные приемы, вплоть до процедур и функций. Последние применяются, когда следует выполнить в программе несколько однотипных операций, например, вычислить число в некоторой степени, а затем эту процедуру повторить в середине и конце кода.

Достоинства и недостатки

Перед применением циклов необходимо разобраться в их достоинствах и недостатках. К первым можно отнести следующее:

Если знать синтаксис циклов, то можно создавать простые приложения, процедуры и функции для конечных и промежуточных вычислений. У них упрощенная структура, в которой довольно легко разобраться. Во втором случае они уменьшают количество программного кода, а этот момент очень важен. Универсальность достигается гибкостью настройки для процедур и функций, а также возможностью использования вложенных циклов.

Читабельность кода приложения зависит от его структуры. Кроме того, при их применении количество кода существенно уменьшается. Последним достоинством является специфика применения элемента. Если требуется обработать или вывести большое количество информации, то применение циклов — крайняя необходимость. Этот подход позволит не только сохранить драгоценное время, но и избежать множества ошибок.

Следует отметить, что несмотря на множество достоинств, циклы обладают и недостатками. Поэтому некоторые программисты избегают их применения в отдельных приложениях. К отрицательным сторонам следует отнести:

В первом случае цикл потребляет некоторое количество ресурсов, что сказывается на быстродействии программного продукта. Если в коде произошла ошибка, то возможно «зависание» приложения, которое приводит к существенному снижению быстродействия компьютера, а также к системным ошибкам в операционной системе. При возникновении последних может потребоваться экстренная перезагрузка вычислительной машины, в результате чего вероятна потеря данных, находящихся в оперативной памяти.

Синтаксис циклов

Перед разбором синтаксиса основных циклов языка программирования Турбо Паскаль необходимо обратить внимание на их классификацию. Их можно условно разделить на три типа:

Следует отметить, что для понимания классификации нужно разобраться со структурой, то есть элементами, из которых он состоит. К ним относятся заголовок (условие) и тело. Условие — основной элемент, имеющий вид логического выражения. Последнее принимает только два значения — ложь и истина. Первое на машинном языке кодируется 0, а второе — 1. Однако такой вид кодировки приемлем только для Турбо Паскаля. В современных языках программирования кодировка следующая: ложь — FALSE, а истина — TRUE. Телом называется группа операторов, переменных и операндов, необходимых для обработки результата.

В зависимости от условия, идет обработка данных. Циклы очень часто применяются вместе с оператором IF-ELSE. Последний переводится таким образом: если — иначе. В первый блок (если) вставляется условие. Если оно выполняется, то производятся одни действия, а если нет (иначе) — другие. Этот механизм очень удобен, поскольку придает программному продукту сложную структуру.

Следует отметить, что можно использовать вложенные циклы. Специалисты рекомендуют перед написанием условий внимательно изучить таблицу истинности, поскольку выражения могут быть сложными.

Параметрический тип

К циклу с параметром принадлежит for (блок-схема 1). В нем тело выполняется заданное число раз. Это зависит от некоторого параметра (итератора). Существует 2 класса записи команд, состоящих из следующего списка:

Блок-схема 1. Цикл for.

Стоит обратить внимание, что когда необходимо написать несколько выражений в теле, следует использовать блок do begin-end. Тело располагается между begin и end. Кроме того, следует придерживаться определенной последовательности действий (алгоритма), чтобы правильно написать соответствующий код.

Использование предусловия

Блок-схема 2. Цикл с предусловием while.

Необходимо отметить, что при использовании нескольких операторов, их следует применять внутри блока begin-end. Кроме того, значение итератора в условии увеличивается на 1. Шаг является постоянным. Однако его можно изменять для примера таким образом: i = i + 2. Инициализацию переменной нужно проводить перед циклом.

В блок-схеме переменная «с» является итератором. Перед условием всегда необходимо производить очистку (обнулять). Это связано с тем, что в памяти может храниться такая же переменная с некоторым значением, при обращении к которому произойдет ошибка или код будет функционировать некорректно. Процесс может вызвать бесконечность вычислений, что приводит к «зависанию».

Логическое выражение в конце

Можно поставить логическое выражение после тела. В этом случае получится конструкция repeat-until или цикл с постусловием (блок-схема 3). Его формат имеет такой вид (состоит из нескольких строк):

Блок-схема 3. Цикл с постусловием repeat-until.

Специалисты не рекомендуют использовать repeat-until, поскольку в некоторых случаях возможны «зависания» программы. Параметр «i» называют счетчиком. Его значение может быть равно только целому числу. В противном случае итерационный элемент вызовет ошибку и выполнение программы невозможно будет остановить. Это очень часто происходит при подсчете суммы положительных чисел, представленных некоторым промежутком, или геометрической прогрессии.

Кроме того, в repeat-until можно использовать метку Goto, позволяющую переходить в определенную область тела. Аварийный выход осуществляется при помощи зарезервированного слова break. Последний следует указывать всегда после условия, поскольку это уменьшит вероятность «зависания» приложения. Если указан зарезервированный оператор continue, то произойдет переход к новой итерации. Его можно применять для задержки (паузы или прерывания) вычислений до ввода определенного значения или нажатия клавиши.

Таким образом, циклы языка Турбо Паскаль играют важную роль в оптимизации программного кода, но иногда от них следует отказаться.

Источник

Шины микропроцессорной системы и циклы обмена

Циклы обмена информацией делятся на два основных типа:

В некоторых микропроцессорных системах существует также цикл «чтение-модификация- запись » или же «ввод-пауза- вывод «. В этих циклах процессор сначала читает информацию из памяти или устройства ввода/вывода, затем как-то преобразует ее и снова записывает по тому же адресу. Например, процессор может прочитать код из ячейки памяти, увеличить его на единицу и снова записать в эту же ячейку памяти. Наличие или отсутствие данного типа цикла связано с особенностями используемого процессора.

Особое место занимают циклы прямого доступа к памяти (если режим ПДП в системе предусмотрен) и циклы запроса и предоставления прерывания (если прерывания в системе есть). Когда в дальнейшем речь пойдет о таких циклах, это будет специально оговорено.

Во время каждого цикла устройства, участвующие в обмене информацией, передают друг другу информационные и управляющие сигналы в строго установленном порядке или, как еще говорят, в соответствии с принятым протоколом обмена информацией.

Длительность цикла обмена может быть постоянной или переменной, но она всегда включает в себя несколько периодов сигнала тактовой частоты системы. То есть даже в идеальном случае частота чтения информации процессором и частота записи информации оказываются в несколько раз меньше тактовой частоты системы.

Чтение кодов команд из памяти системы также производится с помощью циклов чтения. Поэтому в случае одношинной архитектуры на системной магистрали чередуются циклы чтения команд и циклы пересылки (чтения и записи) данных, но протоколы обмена остаются неизменными независимо от того, что передается — данные или команды. В случае двухшинной архитектуры циклы чтения команд и записи или чтения данных разделяются по разным шинам и могут выполняться одновременно.

2.1. Шины микропроцессорной системы

Прежде чем переходить к особенностям циклов обмена, остановимся подробнее на составе и назначении различных шин микропроцессорной системы.

Шина данных — это основная шина, ради которой и создается вся система. Количество ее разрядов (линий связи) определяет скорость и эффективность информационного обмена, а также максимально возможное количество команд.

Шина данных всегда двунаправленная, так как предполагает передачу информации в обоих направлениях. Наиболее часто встречающийся тип выходного каскада для линий этой шины — выход с тремя состояниями.

Шина управления — это вспомогательная шина, управляющие сигналы на которой определяют тип текущего цикла и фиксируют моменты времени, соответствующие разным частям или стадиям цикла. Кроме того, управляющие сигналы обеспечивают согласование работы процессора (или другого хозяина магистрали, задатчика, master) с работой памяти или устройства ввода/вывода (устройства-исполнителя, slave ). Управляющие сигналы также обслуживают запрос и предоставление прерываний, запрос и предоставление прямого доступа.

Сигналы шины управления могут передаваться как в положительной логике (реже), так и в отрицательной логике (чаще). Линии шины управления могут быть как однонаправленными, так и двунаправленными. Типы выходных каскадов могут быть самыми разными: с двумя состояниями (для однонаправленных линий), с тремя состояниями (для двунаправленных линий ), с открытым коллектором (для двунаправленных и мультиплексированных линий).

По используемому типу обмена магистрали микропроцессорных систем также делятся на синхронные и асинхронные.

Источник