911 Динамическое распределение памяти

Введение

Целью данной работы является выработка навыков использования динамической памяти, приучение к осознанному выбору подходящей модели памяти при компиляции программы.

Динамическое распределение памяти предоставляет программисту большие возможности при обращении к ресурсам памяти в процессе выполнения программы, и корректная работа приложения в существенной

степени зависит от правильного обращения к соответствующим функциям.

Для выполнения заданий по этой теме студенты должны уметь работать в пошаговом отладчике, изображать схематичное расположение памяти при работе с указателями.

Студенты должны научиться исследованию программ, используя режим отладки. Они должны убедиться в пользе отладчика не только при поиске ошибок, но и на стадии разработки программы.

Для обязательного выполнения рекомендуются задания 1, 6, 7, 10. Задание 4 можно использовать в качестве курсовой работы.

1. Модели памяти

Виды моделей

Моделью памяти называется набор опций компилятора, определяющий размер и структуру оперативной памяти, предоставляемой программе при ее выполнении.

В BC++2.0 существуют несколько видов моделей памяти: tiny, small, medium, compact, large, huge. Программа может быть откомпилирована в любой из этих моделей, если установить соответствующий флажок в Opions-Compiler-Code Generation-Model. При этом используются различные наборы встроенных библиотек и создаются различные obj-файлы. Например, для модели large в директории Lib имеются файлы C0l.obj, Cl.lib, Mathl.lib и другие. Возможная ошибка на этапе линковки (“Не могу найти файл Сol.obj”) вызвана неполной версией пакета и неверным выбором модели.

Модели памяти не являются частью языка Си, а зависят от используемой оболочки.

Когда программа загружается в ОЗУ для выполнения, ей отводится определенное место, в котором можно выделить несколько областей: область кода (ОК); область данных, глобальных и статических переменных(ОД); стек; куча (heap или динамическая память).

Таблица 1

Модель Large

Модели памяти устроены по-разному. Рассмотрим расположение областей памяти в модели large.

Рис. 1

PSP представляет собой префикс программного сегмента, занимает 256 байт и помещается перед исполняемыми файлами при их загрузке в память. Он содержит переменные, используемые MS-DOS для управления программой, а также место для переноса данных окружения.

Область кода содержит машинные коды функций программы. Функции, присоединенные к exe-файлу на стадии линковки, размещаются вне области кода.

Область данных содержит глобальные и статические переменные, строковые константы.

В стеке размещаются локальные переменные, параметры, передаваемые функциям, и ряд других данных. Как правило, стек растет сверху вниз, занимая пульсирующую непрерывную область. В случае переполнения стека происходит его "налезание" стека на область данных и выдается соответствующее сообщение. Проверка стека увеличивает время работы программы и ее можно отключить в Options-Entry/Exit Code Generation-Stack options-Test stack overflow.

В кучу данные помещаются только по указанию программиста и не имеют имени. К ним можно обратиться только по адресу, расположенному в локальной или глобальной переменной.

Сегментные регистры

Сегмент - это область памяти размером не более 64K, созданная для хранения кода, данных или стека. Сегменты всегда выровнены на границу параграфа (16 байт), поэтому их адрес получается умножением сегментного регистра на 0x10=16.

В некоторых моделях памяти код может занимать больше 64K. Области кода, данных и стек начинаются с параграфов с номерами содержащимися, соответственно, в регистрах CS, DS, SS.

В режиме отладчика можно просматривать содержимое регистров в окне Window-Register. При повторных запусках программы сегментные регистры могут быть различны.

Значения сегментных регистров, кроме того, хранятся в глобальных псевпеременных, имеющих то же название с подчеркиванием: _CS, _DS и т.д. Их можно использовать в программе, например, распечатать, учитывая, что псевпеременные являются шестнадцатиричными беззнаковыми числами printf(”CS =%x”, _CS);

Просмотр переменных

В режиме отладчика можно определить адреса и значения переменных, находящихся в своей области видимости, с помощью Alt-F4. Например.

- Для переменной i, описанной как int i; i = 5; окно просмотра имеет вид

-

 Скачать реферат