Оперативная и динамическая память

Тема «Динамические структуры данных»

Рассматриваемые до сих пор программы использовали фрагменты памяти, резервированием которых для программы занимался компилятор. Когда в программе объявляются глобальные переменные, то компилятор при компиляции программы определяет требуемое количество байт для хранения значений переменных по их типу. Такие переменные называются статическими:

Оперативная память ПК представляет собой совокупность ячеек для хранения информации – байтов, каждый из которых имеет собственный номер. Эти номера называются адресами, которые позволяют обращаться к любому байту памяти.

В ПК адреса задаются совокупностью двух шестнадцатиразрядных слов, которые называются сегментом и смещением. Сегмент – это участок памяти, имеющий размер 64 Кбайт. Смещение указывает, сколько байт от начала сегмента необходимо пропустить, чтобы обратиться к нужному адресу.

Максимальный адресуемый участок памяти составляет 1Мбайт (2²⁰ байт). На современных компьютерах адресное пространство составляет 4 Гбайт (2³² байт).

Однако средства Турбо Паскаля позволяют адресовать пространство в 1Мбайт. Для этого используется 20-разрядный адрес, который получается из двух 16-разрядных адресов сегмента и смещения:

Все переменные, объявленные в программе, размещаются в одной непрерывной области оперативной памяти, которая называется сегментом данных.

Например, рассмотрим следующую программу:

Var

a : real;{6 байт}

c : char;{1 байт}

d : array [1..10] of integer;{10*2=20 байт}

i : integer;{2 байта}

Begin

a := 4.6;

c := ’z’;

for i:=10 downto 1 do

d[i] := i*10;

End.

Рассмотрим сегмент данных программы:

Использование статических переменных не всегда удобно при решении многих практических задач.

Например, когда речь идет об обработке заранее неизвестного количества однотипных данных. В этом случае выделение памяти для массива, состоящего из большого количества элементов, может быть неэффективным решением. Поскольку память будет зарезервирована для массива, а фактически в программе она не будет использована.

Другая ситуация: размер выделенного массива может быть недостаточно для обработки данных.

При разработке больших программ может получиться ситуация, когда не будет хватать размера сегмента данных для размещения в нем данных.

В Паскале предусмотрена возможность размещения переменных в памяти в процессе выполнения программы. Для таких целей выделена особая область оперативной памяти, которая называется динамической памятью. Переменные, размещаемые в ней, называются динамическими, т.е. в процессе обработки, данные можно размещать и удалять из оперативной памяти.

Многие практические задачи трудно или невозможно решить без использования динамической памяти.

Размер динамической памяти определяется размером всей свободной оперативной памяти на момент загрузки программы в оперативную память.