- •И.А. Васюткина основы алгоритмизации и программирования.
- •Содержание
- •1.Обзор языКа программирования с
- •2.Этапы создания программы
- •3.Структура программы на языке си
- •3.1. Внутренняя структура программы
- •3.2. Пример программы на си
- •4.Базовые элементы языка си
- •5.Данные в программе на си
- •5.1. Константы
- •5.2. Базовые стандартные типы переменных
- •6.2. Операции отношения
- •6.3. Логические операции
- •6.4. Операции с разрядами
- •6.5. Операции сдвига
- •6.6. Операция условия ?:
- •6.7. Преобразование типов
- •6.8. Операции приведения
- •6.9. Дополнительные операции присваивания
- •7.Операторы языка си
- •Оператор может быть простым и составным. Позволяет пропустить оператор или блок операторов, если условие ложно.
- •1.Схема выполнения оператора
- •8. Оператор множественного выбора
- •9. Операторы цикла while
- •8. Операторы безусловных переходов
- •8.Стандартные функции ввода и вывода
- •8.1. Функция вывода данных на экран printf ()
- •8.2. Модификаторы спецификаций преобразования
- •8.3. Функция ввода данных с клавиатуры sсanf()
- •8.4. Функции ввода/вывода одного символа getchar(), putchar()
- •8.5. Функции небуфиризированного ввода с клавиатуры
- •8.7. Форматирование вывода
- •Заключительная программа
- •9. Массивы
- •9.1. Одномерные массивы
- •Стандартные алгоритмы работы с одномерными массивами
- •Инициализация одномерных массивов
- •9.2. Многомерные массивы
- •Инициализация многомерных массивов
- •9.2.2 Стандартные алгоритмы работы с двумерными массивами
- •10. Функции
- •10.1.Cоздание и использование пользовательских функций
- •10.2.Параметры функции
- •10.3.Возвращение значения функцией
- •10.4.Inline-функции
- •10.5.Значение формальных параметров функции по умолчанию
- •10.6.Перегрузка функций
- •11. Классы памяти и область действия
- •11.1.Глобальные переменные
- •Extern - внешние переменные
- •Статистические внешние переменные - static
- •11.2.Локальные переменные
- •Внутренняя статическая переменная
- •Регистровая переменная
- •Автоматические переменные
- •11.3.Доступ к функциям в многомодульной программе
- •12. Препроцессор языка си
- •12.1. Подстановка имен
- •12.2.Включение файлов
- •12.3.Условная компиляция
- •13. Указатели
- •13.1.Операция косвенной адресации *
- •13.2. Описание указателей
- •13.3.Использование указателей для связи функций
- •13.4.Указатели на одномерные массивы
- •13.5.Указатели на многомерные массивы
- •13.6.Операции над указателями
- •13.7.Передача массива в качестве параметра в функцию
- •13.8.Указатель на void *
- •14. Символьные строки и функции над строками
- •14.1.Массивы символьных строк
- •14.2.Массивы указателей
- •14.3.Указатель как возвращаемое значение функции Передача указателя как параметра функции
- •14.4.Функции, работающие со строками Функции, определеные в заголовочном файле stdio.H
- •14.5. Стандартные библиотечные функции Функции, определеные в заголовочном файле string.H
- •14.6. Преобразование символьных строк
- •Функции, определеные в заголовочном файле ctype.H.
- •15. Ссылки
- •16. Параметры командной строки
- •17. Производные типы данных
- •17.1.Структуры
- •Массивы структур
- •Вложенные структуры
- •17.1.3 Указатели на структуры
- •Операции над структурами
- •Передача структуры в функцию
- •17.2.Объединения
- •17.3. Синоним имени типа
- •17.4.Определение именнованных констант
- •17.5.Перечисления
- •17.6.Битовые поля
- •18. Динамическое выделение памяти
- •2. Функция void* calloc(n,size type);
- •18.2.Операция new с массивами
- •18.3.Инициализаторы с операцией new
- •18.4.Ошибки при использовании динамичской памяти
- •19. Файл
- •19.1.Открытие файла fopen()
- •19.2.Закрытие файла fclose()
- •19.3.Функции ввода/вывода одного символа fgetc(), fputc()
- •19.4.Функции форматированного ввода/вывода в файл
- •Int fprintf(file *stream,”управл.Cтрока”,arg1,…)
- •Int fscanf(file *stream,”управл.Cтрока”,&arg1,…)
- •19.5. Функции ввода/вывода строки символов в файл
- •19.6.Функции управления указателем в файле
- •Int fseek(file *stream, смещение, start)
- •19.7.Ввод/вывод записей фиксированной длины
- •20. Динамические структуры данных
- •20.1.Однонаправленные связные списки
- •Вставка узла
- •Удаление узла из списка
- •20.2.Бинарные деревья
- •21. Размещение данных в памяти
- •22.Модели памяти
- •Список литературы
21. 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);
22.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
C S,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