Распределение памяти при выполнении программ. Строчные переменные в языке Турбо Паскаль. Примеры.

Турбо Паскаль, разработанный фирмой Borland, работает под управлением MS–DOS. В Турбо Паскале нет специальных средств, поддерживающих работу с дополнительной памятью, поэтому адресное пространство компьютера составляет 1 Мбайт

При запуске программы (EXE–файла) MS–DOS организует в памяти нечто вроде анкеты на этот файл длиной 256 байт, которая называется префиксом структуры программы. После префикса начинается код EXE–файла. Код ЕХЕ–файла состоит из рабочего кода системного модуля, рабочих кодов подклю­чаемых модулей и рабочего кода основного блока программы. Статические глобальные переменные основного блока и все типизированные константы, включая локальные, располагаются в сегменте данных, общий объем которого не может в сумме превышать 64К. За сегментом данных следует область стека. В ней располагаются локальные переменные и параметры-значения процедур и функций во время их работы по вызову. Область стека не может превышать 64К (обычно 16К). Стек заполняется от своей верхней границы (она может быть назначена директивой компилятору $М) по направлению к началу, т.е. к старту сегмента. Выше стека программа отводит себе память под буфер для работы оверлеев – перекрывающихся частей программ. Если они не используются, то буфер не отводится. Еще выше располагается область памяти для размещения динамических переменных и структур данных, называ­емая областью кучи или просто кучей (еще она называется Heap‑областью).

По мере того, как программы становятся более сложными и требуется работа с большим количеством данных, область объемом в 64К, зарезерви­рованная в Турбо Паскале для данных, может оказаться недостаточной, чтобы содержать все необходимые программе данные.

Предположим, есть программа, требующая массива в 400 строк по 100 символов каждая. Для этого массива требуется примерно 40К, что меньше максимума в 64К. Если остальные переменные помещаются в оставшиеся 24К, массив такого объема проблемы не представляет. Но если нужно два таких массива? Это потребует 80К. Чтобы работать с большими объемами данных, нужно использовать динамически распределяемую область памяти.

Динамически распределяемая область памяти – это вся память, которую операционная система делает доступной для программы и которая не используется ее кодом, сегментом данных и стеком. Объемом распреде­ляемой динамической памяти можно управлять с помощью директивы компилятора $M.

Известно, что все переменные, встречающиеся в программе, должны быть описаны. Перед началом выполнения программы каждой переменной для размещения ее значений выделяется место в сегменте данных. Размер выделяемого места зависит от типа переменной. Например, для переменной типа Integer выделяется 2 байта. Обращение в программе к объекту, размещенному в некотором месте памяти, осуществляется с помощью имени переменной. Соответствие между переменной и сопоставленным ей местом в памяти сохраняется для описанных в программе переменных на всем протяжении выполнения программы. В Паскале имеются средства, позволяю­щие заниматься отведением и освобождением памяти для размещения объектов того или иного типа непосредственно по ходу выполнения програм­мы. Память в этом случае отводится в динамической области. Данные, размер которых задается непосредственно во время выполнения программы, называются динамическими. Для объявления динамических данных в Паскале используется ссылочный тип,называемый еще типом-указателем. С помощью ссылочного типа можно объявлять переменные, значением которых будет адрес ячейки памяти.