Виды моделей

Применение моделей памяти позволяет контролировать распределение памяти в программе и делать его более эффективным или адекватным решаемой задаче. По умолчанию в процессе компиляции и редактирования связей генерируется код для работы в малой (small) модели. Для большинства программ этой модели достаточно. Существуют, однако, два условия, когда малая модель не годится; если программа удовлетворяет хотя бы одному из них, следует использовать другую модель памяти:

—размер кода программы превышает 64 Кбайта;

—размер статических данных программы превышает 64 Кбайта.

Имеется два варианта выбора модели памяти для программы: назначить при компиляции новую модель вместо действующей по умолчанию малой либо использовать в объявлении объектов программы модификаторы near, far, huge. Можно также комбинировать эти способы.

Архитектура микропроцессора типа 8086/8088 предусматривает разбиение оперативной памяти на физические сегменты. Размер одного сегмента не превышает 64 Кбайта. Минимальное количество сегментов, которое выделяется программе, равно двум: один для кода, другой для статических данных. Эти сегменты называются стандартными. Малая модель памяти использует только эти два сегмента. Другие модели позволяют выделять программе более одного сегмента кода и/или данных.

Статические данные — это все данные, объявленные в программе с классом памяти extern или static. Формальные параметры функций и локальные переменные функций и блоков не являются статическими данными. Они хранятся не в сегменте данных, а в сегменте стека. Он обычно совмещен со стандартным сегментом данных физически.

Помимо статических данных, имеется возможность работать с динамической памятью с помощью стандартных библиотечных функций типа malloc. Динамическая память может выделяться как в отдельном сегменте (дальняя динамическая память), так и в стандартном сегменте данных, между концом статических данных и стеком (ближняя динамическая память).

Адрес оперативной памяти состоит из двух частей:

1) 16-битового числа, представляющего базовый адрес сегмента;

2) 16-битового числа, представляющего смещение внутри этого сегмента.

Для доступа к коду или данным, находящимся в стандартном сегменте, достаточно использовать только вторую часть адреса, т.е. смещение. В этом случае можно применить указатель, объявленный с модификатором near (ближний). Поскольку для доступа к объекту используется только одно 16-битовое число, применение указателей типа near компактно по занимаемой памяти и быстро по времени.

Если код или данные располагаются за пределами стандартных сегментов, для доступа к ним должны использоваться обе части адреса — и адрес сегмента, и смещение. Указатели для такого доступа объявляются с модификатором far (дальний). Доступ к объектам по указателям типа far занимает больше памяти и времени, однако позволяет адресовать всю оперативную память, а не только 64 Кбайта.

Имеется третий вид указателей — huge (максимальный). Адрес типа huge подобен адресу типа far, поскольку оба включают и адрес сегмента, и смещение. Однако адресная арифметика для far и huge адресов различается. Поскольку объекты, адресуемые far указателями, не выходят за границу адресуемого сегмента, действия адресной арифметики выполняются только над второй половиной адреса — над смещением. Это ускоряет доступ, однако ограничивает размер одного программного объекта 64 Кбайтами. Для указателей типа huge арифметические действия выполняются над всеми 32 битами адреса.

Тип адреса huge определен только для данных (массивов); никакой сегмент кода, т.е. никакой из исходных файлов, составляющих программу, не может сгенерировать больше 64 Кбайтов кода. Поэтому ключевое слово huge применимо только к элементам данных — массивам и указателям на них.