Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Указатели и динамическая память Программирование с использованием динамических структур. Выделение и освобождение динамической памяти и использование указателей.

Длина сегмента определяется архитектурой процессора 8086 и составляет 64 Килобайта (65536 байт), что может вызвать определённые трудности при описании и обработке больших массивов данных. С другой стороны объём стандартной памяти - 640 Килобайт. Выход - использовать динамическую память.

Динамическая память - это оперативная память ЭВМ, предоставляемая Турбо-Паскалевой программе при её работе, за вычетом сегмента данных (64 К), стека (обычно 16 К) и собственно тела программы. По умолчанию размер динамической памяти определяется всей доступной памятью ЭВМ и, как правило, составляет не менее 200 - 300 Кбай

Динамические переменные - размещаются в памяти непосредственно в процессе работы программы. При динамическом размещении заранее неизвестны ни тип, ни количество размещаемых данных, к ним нельзя обращаться по именам, как к статическим переменным
Указатель - это переменная, которая в хранит качестве своего значения адрес байта памяти.
В 8086 адреса задаются совокупностью двух шестнадцатиразрядных слов - сегмента и
смещения. Сегмент - участок памяти, имеющий максимальную длину 64 К и начинающийся к физического адреса, кратного 16 (то есть 0, 16, 32, 48 и т.д.). Смещение - указывает, сколько байт от начала сегмента нужно пропустить, чтобы обратиться по нужному адресу. Фрагмент памяти в 16 байт называется параграфом. Сегмент адресует память с точностью до параграфа, а смещение - с точностью до байта.

Указатель адресует лишь первый байт типа данных.Процессор 8086 всегда генерирует 20-ти бытовые адреса за счёт добавления 16-ти битового смещения к содержимому регистра, умноженному на 16:
физический адрес = смещение + 16 * регистр сегмента.

так как динамическая память позволяет использовать организацию данных в виде списков (каждый элемент имеет в своём составе ссылку на соседний элемент - обратите внимание на поле Next).

В Турбо-Паскале можно объявлять указатель и не связывать его с конкретным типом данных:
Var
PP: Pointer;

Указатели такого рода называют нетипизированными. В них удобно размещать данные, структура которых меняется по ходу работы.

В Турбо-Паскале можно передавать значения только между указателями, связанными с одним и тем же типом данных.
Выделение и освобождение динамической памяти Вся динамическая память – пространство ячеек, называемое кучей. Физически куча располагается в старших адресах, сразу за программой. Указатель на начало кучи храниться в предопределенной переменной HeapOrg, конец - FreePtr, текущую границу незанятой динамической памяти указывает указатель HeapPtr. Для выделения памяти под любую переменную используется процедура New. Единственным параметром является типизированный указатель:
Var
I,J: ^Integer;
R: ^Real;
Begin
New(I); {под I выделяется область памяти,}
{адрес первого байта этой области помещается в I}
End.

После выполнения этого фрагмента указатель I приобретёт значение, которое перед этим имел указатель кучи HeapPtr, а HeapPtr увеличится на два (т.к. он типа Integer); New(R) - вызовет смещение указателя на 6 байт. После того как указатель приобрёл некоторое значение, то есть стал указывать на конкретный байт памяти, по этому адресу можно разместить значения соответствующего типа:

I^:= 2;
R^:= 2*Pi;
Допустима запись: R^:= Sqr (R^) + I^ - 17;
Но недопустима запись: R:= Sqr (R^) + I^ - 17; так как указателю R нельзя присвоить значение вещественного выражения.

Возврат динамической памяти обратно в кучу осуществляется оператором Dispose:
Dispose(R);
Dispose(I); - вернут в кучу, ранее забранные 8 байт.
Использование указателей, которым не присвоено значение процедурой New или каким-либо другим способом, никак не контролируется системой и может привести к непредсказуемым результатам. Многократное чередование New и Dispose приводит к “ячеистой” структуре кучи. Дело в том, что все операции с кучей выполняется под управлением особой программы, которая ведёт учёт всех свободных фрагментов в куче. При выполнении оператора New() эта программа отыскивает минимальный свободный фрагмент, в котором может разместиться требуемая переменная. Адрес начала найденного фрагмента возвращается в указателе, а сам фрагмент или его часть нужной длины, помечаются как занятая часть кучи.

Можно освободить целый фрагмент кучи следующим образом:

1. Перед началом выделения динамической памяти значения указателя HeapPtr запоминается в переменной-указателе с помощью процедуры Mark.
2. Выполнение программы.
3. Освобождение фрагмента кучи от заполненного адреса до конца динамической памяти с использованием процедуры Release.

Var
P, P1, P2, P3, P4, P5: ^Integer;
Begin
New(P1);
New(P2);
New(P3);
New(P4);
New(P5);
Mark(P);
........
Release (P);
End.

В этом примере процедурой Mark(P) в указатель P было помещено текущее значение HeapPtr, однако память под переменную не резервировалась.

Для работы с нетипизированными указателями используются также процедуры GetMem(P, Size) иFreeMem(P, Size) - резервирование и освобождение памяти.
P - нетипизированный указатель, Size - размер.

За одно обращение к куче процедурой GetMem можно зарезервировать до 65521 байт. Освобождать нужно ровно столько памяти, сколько было зарезервировано, и именно с того адреса, с которого память была зарезервирована, иначе программа не будет работать и завершаться корректно!!!

смысла}