Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.342

Посмотрим, что произойдет, если программа содержит очень большое число переменных. Область адресного пространства, предназначенная для таблицы символов, может переполниться, даже если в других таблицах полно свободного места. Компилятор, конечно, может сообщить, что он не способен продолжать работу из-за большого количества переменных, но можно без этого и обойтись, поскольку в других таблицах много свободного места.

Рис. 6.6. Если в одномерном адресном пространстве размер структур постоянно растет, одна из них может «врезаться» в другую

Компилятор может забирать свободное пространство у одних структур и передавать другим, но это будет напоминать управление оверлеями вручную — некоторое неудобство в лучшем случае и долгая нудная работа в худшем.

На самом деле нужно просто освободить программиста от необходимости думать о расширении и сокращении структур, подобно тому, как виртуальная память позволяет забыть о разбиении программы на оверлеи.

Для этого нужно создать множество абсолютно независимых адресных пространств, которые называются сегментами. Каждый сегмент состоит из линейной последовательности адресов от 0 до какого-либо допустимого максимума. Разные сегменты могут иметь разную длину (обычно так и бывает). Более того, длина сегмента может меняться во время выполнения программы. Длина стекового сегмента может увеличиваться всякий раз, когда что-либо помещается в стек, и уменьшаться, когда что-либо выталкивается из стека.

Так как каждый сегмент образует отдельное адресное пространство, разные сегменты могут увеличиваться или уменьшаться независимо друг от друга и не влияя друг на друга. Если стеку в определенном сегменте потребуется больше адресного пространства (чтобы стек мог расти), он может получить его, поскольку

его адресному пространству больше не во что «врезаться». Естественно, сегмент может переполниться, но это происходит редко, поскольку сегменты очень большие. Чтобы задать адрес в двухмерной памяти, программа должна указать номер сегмента и адрес внутри сегмента. Сегментированная память изображена на рис. 6.7.

Рис. 6.7. Сегментированная память позволяет менять размер каждой структуры

независимо от других

Подчеркнем, что сегмент является логическим элементом, о котором программист знает и который он использует. Сегмент может содержать процедуру, массив, стек или ряд скалярных переменных, но обычно в него входит только один тип данных.

Сегментированная память имеет и другие преимущества, помимо упрощения работы со структурами данных, которые постоянно меняются в размерах. Если каждая процедура занимает отдельный сегмент, в котором первый адрес — это адрес 0, то сборка процедур, скомпилированных раздельно, значительно упрощается. Когда все процедуры программы скомпилированы и собраны, при вызове процедуры из сегмента п для обращения к слову 0 будет использоваться адрес (и, 0).

Если процедура в сегменте п впоследствии будет изменена и перекомпилирована, то другие процедуры менять не потребуется (поскольку их начальные адреса не изменятся), даже если новая версия окажется больше по размеру, чем предыдущая. В одномерной памяти процедуры обычно располагаются друг за другом, и между ними нет свободного адресного пространства. Следовательно, изменение размера одной процедуры может повлиять на начальные адреса других процедур. Это, в свою очередь, потребует изменения всех других процедур, которые вызывают любую из указанных. Если в программу включено множество процедур, переделка оказывается весьма трудоемкой.