РАЗМЕЩЕНИЕ ДАННЫХ В ПАМЯТИ

 

Данные могут храниться в регистрах процессора, в области статической памяти, в области организованной как стек и в динамической памяти.

Статическая память - данные размещаются в ней после компиляции и хранятся до конца. В стеке - временно.

Динамическая память "куча" используется в зависимости от выбранной модели памяти. Различают "ближнюю кучу" - неиспользованную часть сегмента стека и "дальнюю кучу" - оставшаяся свободная память машины. В начале блока выделяемой памяти записывается его размер. Он затем используется при удалении.

Вся оперативная память логически разбита на сегменты. Для обращения к сегментам используются 4 специальных регистра микропроцессора для хранения адресов сегментов:

CS – сегмент кода программы,

DS – сегмент статических данных программы,

SS – сегмент стека для временных переменных,

ES - дополнительный сегмент статических данных.

Для оптимизации управления памятью имеется 7 моделей памяти. Размещением данных в памяти управляет программист. Адрес любого участка памяти состоит из смещения и сегмента. Полный (физический) адрес для чтения и записи данных в память получается: адрес сегмента * 16 + смещение.

Организация процессора I8086 накладывает ограничения на размер статистической памяти программы - размер кодов функций и размер статических данных. Размер данных не более 64 Кб в одном сегменте, т.к. размер адресуемой памяти ПЭВМ равен 1 Мб.

Существует 2 варианта построения программы:

А) весь исходный текст компилируется сразу;

Б) программа собирается из нескольких фрагментов (модулей), которые компилируются отдельно. В любом таком модуле свой сегмент данных и сегмент кода. Объединение сегментов может происходить по-разному – в зависимости от используемого метода настройки сегментных регистров CS и DS. Может быть так, что независимо от количества модулей настройка CS, DS выполняется только однажды - тогда размер кода должен быть меньше 64 Кбайт.

Распределение данных по сегментам и управление перехода от сегмента к сегменту берет на себя компилятор. Для каждого модуля можно выделить более одного сегмента статических данных и кода.

Для "малых" моделей все указатели типа near, для больших - far. Указатели на функции для моделей tiny, small,compact - near, в остальных - far. Если все функции в одном файле, то все указатели типа near. Если несколько модулей, но они не обращаются друг к другу, тоже самое. Но если есть обращения функций одного модуля к функциям другого, они должны быть описаны как far функции.

void near fn (int arg);

fn (1);

 

При вызове функции из другого сегмента адрес возврата состоит из адреса сегмента и смещения

void far ff(int arg);

ff(2);

 

МОДЕЛИ ПАМЯТИ

 

C++ поддерживает 7 моделей памяти: tiny, small, medium, compact, large, huge, flat. Для каждой модели различается количество сегментов отведенных под код программы и данных. Рассмотрим эти модели.

 

1. Крошечная модель Tiny -64 Кбайта код программы и данные

 

CS,DS,SS

 

 

SP

 

 

2. Малая модель Small – 64Кбайта код программы и 64 Кбайта данные

CS

DS,SS

 

 

SP

 

3. Средняя модель Medium –1 Мбайт код программы и 64 Кбайта данные

 

CS

 

DS,SS

 

SP

 

4. Компактная модель Compact - 64Кбайта код программы и 1 Мбайт данные

 

CS

 

DS

 

SS

 

SP

 

5.Большая модель Large –1 Мбайт код программы и 1 Мбайт данные

CS

 

 

DS

 

SS

 

 

SP

 

 

6. Гигантская модель Huge -1 Мбайт код программы и 1 Мбайт данные

 

CS

 

 

DS

 

 

SS

 

SP

 

 

7.Плоская модель Flat.

Модель Flat соответствует варианту модели Small, но используется 32 разрядные смещения (суммарная длина адреса 6 байт). Эта модель используется только для МП 386 и выше. В этом случае с помощью одного регистра обеспечивается доступ ко всей физической памяти. Хотя регистры DS, SS, ES отличаются, они фактически указывают на один физический адрес начала сегмента (дескрипторы имеют одинаковый адрес и длину сегмента, но разные права доступа к элементам памяти внутри сегмента). Эта модель используется для программ для Windows.

 

Размер кода или данных ограничен адресной памятью (1 Мбайт).

tiny 64 Кб всего

small 64 Кб кода и 64 Кб данные

medium 1Мб код, 64 Кб данные

compact 64 Кб код, 1Мб данные

large 1Мб код, 1Мб данные

huge тоже что large, но размер статических данных может превышать 64 Кб.

В huge для статистических данных выделяют более 1 сегмента.

int far array [30000]; //массив создается в новом сегменте данных

char far a [70000]; // ошибка более 64кб.

char huge b[70000]; // верно.

 

Для совместной компляции нескольких модулей создается файл-проект. Проект создается через пункт меню Project - проект, где указываются все компилируемые файлы. Для этого используется подпункт меню:

Open Project -> Insert - добавить модуль

Delete - удалить модуль

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. М. Уэйт, С. Прайт, Д. Мартин. Язык СИ. - М.: "Мир", 1988 г.

2. Кеpниган Б., Ритчи Д. Язык пpогpаммиpования Си. - М.: Финансы и статистика, 1992г.

3. Кузнецов С.Д. Турбо Си. - М.: Малип, 1992г.

4. П. Киммел Borland C++ 5.0. – C-П.: «BHV-Cанкт Питербург», 1997 год.

5. Цимбал А.А.,Майоров А.Г., Козодаев М.А. Turbo C++: язык и его применение. – М.: «Джен Ай Лтд», 1993 г.