《C的片内存储器》课件

C的片内存储器内容大纲一、C语言基础回顾变量类型、变量声明、变量作用域二、什么是片内存储器内存结构概述、片内存储器定义、片内存储器特点三、片内存储器分类程序存储区、数据存储区、堆栈存储区四、程序存储区代码段、常量段、静态区一、C语言基础回顾本节回顾C语言中与内存管理密切相关的基础知识，为深入理解片内存储器打下基础。变量类型整数型用来存储整数，例如10、-5、0等。浮点型用来存储带有小数的数字，例如3.14、-2.718等。字符型用来存储单个字符，例如'A'、'b'、'!'等。变量声明1数据类型声明变量时，需要指定其数据类型，例如int、float、char等。2变量名变量名应遵循C语言的命名规则，通常使用字母、数字和下划线，且首字母不能是数字。3初始化在声明变量的同时，可以对其进行初始化，即为其赋予初始值。变量作用域全局变量在函数外部定义，作用域为整个程序。局部变量在函数内部定义，作用域仅限于该函数。二、什么是片内存储器片内存储器，又称主内存，是计算机系统中用于存储正在运行的程序和数据的内存。它由半导体器件构成，可以快速读取和写入数据，并与CPU紧密协作。内存结构概述程序存储区用于存储程序代码、常量数据和静态变量。数据存储区用于存储全局变量、静态局部变量和动态分配的内存空间。堆栈存储区用于存储函数调用过程中的局部变量、参数和返回值。片内存储器定义内存概述内存，也被称为主存储器，是计算机系统中用于存储程序和数据的临时存储器。它是CPU直接访问的存储器，速度快，但容量有限。片内存储器片内存储器是集成在CPU芯片内部的存储器。它与CPU紧密结合，提供高速访问数据和指令，减少数据传输延迟。片内存储器特点速度快片内存储器直接与CPU相连，无需经过其他设备，因此访问速度非常快。成本高片内存储器由于工艺复杂，成本较高，通常容量也较小。易失性片内存储器中的数据在断电后会丢失，因此需要定期保存到硬盘等外部存储设备。三、片内存储器分类根据存储内容和访问方式的不同，片内存储器可以分为三大类：程序存储区、数据存储区和堆栈存储区。程序存储区存放程序代码的区域，如函数定义和变量定义。存放常量数据的区域，如常量字符串和数值。存放全局变量和静态局部变量的区域，具有较长的生命周期。数据存储区全局变量在程序执行期间始终存在，其值可以在整个程序中访问。静态局部变量只在定义它的函数内可见，但其值在函数调用之间保持不变。动态内存分配在程序运行时根据需要分配和释放内存，用于创建数组、结构体和其他数据结构。堆栈存储区函数调用过程函数调用时，会将函数参数、局部变量、返回值等信息压入栈中。栈帧结构每个函数调用都会创建一个栈帧，用于存储函数执行过程中的相关信息。栈区内存管理栈区内存管理是自动的，由编译器自动分配和释放内存。四、程序存储区程序存储区是用于存放程序代码、常量数据和静态变量的区域。代码段存放编译后的机器代码，用于执行程序逻辑。常量段存放常量数据，例如字符串字面量、枚举类型值等。静态区存放全局变量和静态局部变量，其生命周期贯穿整个程序运行。代码段存储位置存放着程序的机器指令，即CPU执行的代码。可执行代码代码段中的指令是可执行的机器代码，它们由编译器生成。只读属性代码段通常是只读的，以防止程序意外修改。常量段存放常量数据常量段包含程序中不可修改的常量值，例如字符串字面量和常量定义。程序执行效率常量段通常位于内存的只读区域，提高程序执行效率。静态区存储全局变量和静态局部变量。在程序运行期间一直存在。在编译阶段分配内存空间。五、数据存储区全局变量定义在函数外部的变量，作用域是整个程序。静态局部变量在函数内部定义，使用static关键字修饰，仅在该函数内部有效。动态内存分配在程序运行时，使用malloc、calloc等函数分配内存空间。全局变量定义在函数外部定义的变量称为全局变量，其作用域是整个程序.特点全局变量在程序运行期间始终存在，即使程序执行到定义全局变量的函数之后，它仍然存在.访问全局变量可以在程序中的任何函数中访问和修改.静态局部变量1生命周期在函数执行完毕后，不会被销毁，而是保留其值。2作用域仅在定义它的函数内部可见。3内存分配在程序开始执行时分配，在程序结束时释放。动态内存分配堆内存动态内存分配从堆内存中分配内存空间。堆内存是一块更大的连续内存区域，程序可以根据需要向系统申请和释放内存。malloc函数C语言提供malloc函数来分配内存空间，例如：int*ptr=(int*)malloc(sizeof(int));该代码分配了足够存储一个整数的内存空间，并将该内存地址赋给ptr指针。六、堆栈存储区堆栈存储区是程序运行时用来存放局部变量、函数参数、返回地址以及中间计算结果等数据的区域。函数调用过程函数调用时，系统会为函数创建一个新的栈帧，将函数参数、局部变量以及返回地址压入栈中，函数执行完毕后，再将栈帧弹出。栈帧结构栈帧包含函数参数、局部变量、返回地址、保存的寄存器等信息，用于管理函数的调用和返回。函数调用过程1参数传递函数被调用时，实参的值被传递给形参。2函数执行函数体内的代码开始执行，使用形参进行运算。3返回结果函数执行完毕后，可能返回一个值，或者不返回值。栈帧结构函数调用过程函数调用时，会创建一个新的栈帧来存储函数的局部变量、参数和返回地址。栈帧结构每个栈帧都包含以下部分：函数参数、局部变量、返回地址和函数调用者寄存器。栈区内存管理1先进先出栈区内存遵循先进先出的原则，后入栈的元素先出栈。2自动分配函数调用时，系统自动分配栈空间，函数执行完毕后自动释放。3有限容量栈区内存容量有限，过度使用会导致栈溢出错误。内存分配注意事项局部变量与全局变量局部变量在函数内部声明，仅在函数内部可见。全局变量在函数外部声明，在整个程序中可见。静态变量与动态变量静态变量在程序运行期间一直占用内存，而动态变量在程序运行期间可以根据需要分配或释放内存。局部变量与全局变量局部变量在函数内部定义的变量，作用域仅限于函数内部。当函数执行完毕后，局部变量会被销毁。全局变量在函数外部定义的变量，作用域为整个程序，可以在所有函数中访问。静态变量与动态变量静态变量在程序编译阶段分配内存，整个程序运行期