Динамическая память

 

Все глобальные переменные и типизированные константы размещаются в одной непрерывной области оперативной памяти, которая называется сегментом данных. 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 Кбайт.

Динамическую память обычно используют при:  1. обработке больших массивов данных;  2. разработке САПР;  3. временном запоминании данных при работе с графическими и звуковыми средствами  ЭВМ.

Размещение статических переменных в памяти осуществляется компилятором в процессе компиляции.  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. Турбо-Паскаль представляет средство управления динамической памятью: указатели.

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.

Каждому сегменту соответствует непрерывная и отдельно адресуемая область памяти. Сегменты могут следовать в памяти один за другим, или с некоторыми интервалами, или, наконец, перекрывать друг друга. Таким образом любой указатель по своей внутренней структуре представляет собой совокупность двух слов (типа Word), трактуемых как сегмент и смещение. Указатель адресует лишь первый байт типа данных.

Справка: процессор 8086.  8086 имеет 16 - битовые регистры, всего 14 штук, из них:  • 12 - регистры данных и адресов;  • 1 - указатель команд (регистр адреса команды);  • 1 - регистр состояния (регистр флагов).

 

Регистры данных и адресов делятся на три группы:  • регистр данных;  • регистр указателей и индексов;  • регистр сегментов.

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.  Вместо умножения на 16 содержимое регистра сегмента используется так, как если бы оно имело четыре дополнительных нулевых бита:  пусть:    смещение = 10H    регистр сегмента = 2000H тогда:

	0000	0000	0001	0000	(смещение)
0010	0000	0000	0000	(0000)	(номер блока)
0010	0000	0000	0001	0000	(физический адрес)

физический адрес = 20010H

У 8086 адрес ячейки задаётся номером блока и смещением, что обусловлено тем, что команды 8086 и её данные должны располагаться в разных частях памяти (в разных сегментах). Если требуется адресоваться к данным, то потребуется адресация блока памяти, с которого начинается сегмент данных (из регистра сегмента данных) и позиция желаемой ячейки в этом сегменте (смещение).

В дополнение к области памяти 1 Мбайт, 8086 может адресоваться к внешним устройствам через 65536 (64 К) портов ввода-вывода. Имеются специальные команды ввода-вывода, позволяющие иметь непосредственный доступ к первым 256 (от 0 до 255) портам. Другие команды позволяют получить косвенный доступ к порту с помощью занесения идентифицирующего его номера (0 - 65535) в определенный регистр данных. Подобно ячейке памяти любой порт может быть 8 или 16- битовым.

Распределение памяти IBM PC. • 16 - старших байт - команды начальной загрузки системы.  • Первые 1024 ячейки - вектора прерываний.

Типы прерываний. Существуют 2 вида прерываний - одни можно игнорировать, другие обязательно обслужить как можно скорее.  8086 может распознать 256 различных прерываний, каждому из них однозначно соответствует код типа (целое число от 0 до 255). Код используется в качестве указателя ячейки в области памяти с младшими адресами (область векторов прерываний).