第九章运行时存储空间组织 ■概述 ■目标程序运行时的活动 ■运行时存储器的划分(Partition) ◆存储分配策略（重点） ■j 静态存储分配(Static Allocation) ■ 动态存储分配(Dynamic Allocation) ◆栈式(Stack)存储分配 ▣简单的栈式存储分配 嵌套过程语言的栈式实现（重点难点） ◆堆式Heap)存储分配策略 ■ 本章练习 作业 2025/4/2 课程目录
2025/4/2 1 第九章 运行时存储空间组织 ◼ 概述 ◼ 目标程序运行时的活动 ◼ 运行时存储器的划分(Partition) ◆ 存储分配策略(重点) ◼ 静态存储分配(Static Allocation) ◼ 动态存储分配(Dynamic Allocation) ◆ 栈式(Stack)存储分配 简单的栈式存储分配 嵌套过程语言的栈式实现(重点难点) ◆ 堆式(Heap)存储分配策略 ◼ 本章练习 ◼ 作业 课程目录
概述 p238 任务 ◆对目标程序运行时的数据空间的组织和管理 逻辑阶段 ◆在目标代码生成前，作准备 ■实质：解决关联问题 绑定(Binding) ◆源程序的文本—程序运行动作的实现 ◆源文件中的名字N一运行时的存储单元S 拿节目录 2025/4/2
2025/4/2 2 概述 p238 ◼ 任务 ◆ 对目标程序运行时的数据空间的组织和管理 ◼ 逻辑阶段 ◆ 在目标代码生成前，作准备 ◼ 实质：解决关联问题 绑定(Binding) ◆ 源程序的文本——程序运行动作的实现 ◆ 源文件中的名字N——运行时的存储单元S 章节目录
10.1目标程序运行时的活动p239 ■过程的活动举例 float fac(int n) 为方便讨论，程序和函 {float f; 数也看作过程。有C程序： if(n=0)f=1; else f=n*fac(n-1); 口执行时过程调用顺序： return f; fac(0) 返回值1 } fac(1) main() 返回值1 {int i=2; ↑ printf(%f”,fac(i)); fac(2) 返回值2 ■定义了两个过程 main 显示2 运行栈main fac(n) 2025/4/2 程序运行结束
2025/4/2 3 10.1 目标程序运行时的活动 p239 ◼ 过程的活动举例 为方便讨论，程序和函 数也看作过程。有C程序: float fac(int n) {float f; if (n==0) f=1; else f=n*fac(n-1); return f; } main( ) {int i=2; printf(“%f” ,fac(i)); } ◼ 定义了两个过程 main ↑ main fac(n) fac(2) ↑ fac(1) 执行时过程调用顺序： ↑ fac(0) main的活动 fac的活动，n=2 fac的活动，n=1 fac的活动，n=0 运行栈 返回值1 返回值1 返回值2 显示 2 ↓ ↓ ↓ 程序运行结束
定义过程的活动p240 ■一个过程的活动 ◆是指该过程的一次执行 ◆每次执行一个过程体，产生该过程体的一个活动 一个活动的生存期 ◆是指从该过程体的第一步操作到最后一步操作之间的操 作序 ◆包括执行该过程时调用其它过程花费的时间 ■名字说明作用域 遵◆一个说明在程序里能起作用的范围 2025/4/2 >
2025/4/2 4 定义 过程的活动 p240 ◼ 一个过程的活动 ◆ 是指该过程的一次执行 ◆ 每次执行一个过程体，产生该过程体的一个活动 ◼ 一个活动的生存期 ◆ 是指从该过程体的第一步操作到最后一步操作之间的操 作序 ◆ 包括执行该过程时调用其它过程花费的时间 ◼ 名字说明作用域 ◆ 一个说明在程序里能起作用的范围
参数传递 p241 ■调用与被调用者之间的信息传递 实在参数形式参数 ■传递的三种不同途径 ◆传地址(cal1 by refrence) ◆传值(cal1 by value) ◆传名(cal1 by name) 2025/4/2 章节目录
2025/4/2 5 参数传递 p241 ◼ 调用与被调用者之间的信息传递 实在参数 形式参数 ◼ 传递的三种不同途径 ◆ 传地址(call by refrence) ◆ 传值(call by value) ◆ 传名(call by name) 章节目录
运行时存储器的划分 目标代码区 存放程序的目标代码 编译时确定 静态数据区 存放静态数据对象 静态存储分配 栈区 管理过程调用 存放过程活动 运行时确定 所需的相关信息 动态存储分配 相向增长 空闲存储空间 栈式动态 可有效利用空间 堆式动态 实现动态数据分配 堆区 调用mal1oc等函数 时申请的存储空间 2025/4/2
2025/4/2 6 运行时存储器的划分 目标代码区 静态数据区 栈 区 堆 区 存放程序的目标代码 存放静态数据对象 管理过程调用 存放过程活动 所需的相关信息 实现动态数据分配 调用malloc等函数 时申请的存储空间 空闲存储空间 相向增长 可有效利用空间 编译时确定 运行时确定 静态存储分配 动态存储分配 栈式动态 堆式动态
话动记录(Activation Record) 含义：存储管理过程活动所需信息 的一块连续的存储空间 目标代码区 临时单元 静态数据区 内情向量 栈区 局部变量 动 形式单元 运行栈区中的 E二二二二=二二二〓 记 静态链 个栈单元 录 动态链 返回地址 作用：当调用过程时，将在栈顶为过 堆区 程此次活动分配活动记录 2025/4/2 7
2025/4/2 7 活动记录(Activation Record) 临时单元 内情向量 局部变量 形式单元 静态链 动态链 返回地址 运行栈区中的一 个栈单元 目标代码区 静态数据区 栈 区 堆 区 ◼ 含义：存储管理过程活动所 需信息 的一块连续的存储空间 活 动 记 录 ◼ 作用：当调用过程时，将在栈顶为过 程此次活动分配活动记录
活动记录结构与主要内容 TOP指向己用栈顶单元 T0P→ 临时单元 存放临时变量，用于表达式计算 内情向量 > 存放局部数据（数组等） 局部变量 →存放局部数据（局部变量） 3 形式单元 保存实在参数的值或地址 静态链 用于存取非局部名(display表) 连接 2 保存调用者活动记录首地址(SP) 数据 SP> 10 动态链 返回地址 → 目标代码中的返回地址 第一个形参 SP指向现行过程（即最新进 相对地址（相对数）=3 入工作的那个过程)的活动记 栈中绝对地址=SP+3=3[SP] 录在栈里的首地址，用于访问 局部数据 2025/4/2 拿节目录☒
2025/4/2 8 活动记录结构与主要内容 返回地址 动态链 静态链 形式单元 局部变量 内情向量 临时单元 存放临时变量，用于表达式计算 存放局部数据(数组等) 存放局部数据(局部变量) 保存实在参数的值或地址 用于存取非局部名(display表) 保存调用者活动记录首地址(SP) 目标代码中的返回地址 SP TOP TOP 指向已用栈顶单元 SP 指向现行过程（即最新进 入工作的那个过程)的活动记 录在栈里的首地址，用于访问 局部数据 连接 数据 0 1 2 3 第一个形参 相对地址(相对数)=3 栈中绝对地址=SP+3=3[SP] 章节目录
静态分配策略 存储分配策略 ◆编译时对所有数据对象分配固定的存储单元 ◆且在运行时始终保持不变 栈式存储分配 ◆运行时把存储器作为一个栈进行管理 ◆ 每当调用一个过程，它所需的存储空间就动态地分配 于栈顶 ◆一旦退出，它所占空间就予以释放 堆式存储分配 ◆在运行时把存储器组织为堆 ◆允许用户动态申请和归还存储空间 ◆凡申请者从堆中分给一块，凡释放者退回给堆 2025/4/2 章节自绿
2025/4/2 9 存储分配策略 章节目录 ◼ 静态分配策略 ◼ 栈式存储分配 ◼ 堆式存储分配 ◆ 编译时对所有数据对象分配固定的存储单元 ◆ 且在运行时始终保持不变 ◆ 运行时把存储器作为一个栈进行管理 ◆ 每当调用一个过程，它所需的存储空间就动态地分配 于栈顶 ◆ 一旦退出，它所占空间就予以释放 ◆ 在运行时把存储器组织为堆 ◆ 允许用户动态申请和归还存储空间 ◆ 凡申请者从堆中分给一块，凡释放者退回给堆
10.1静态存储分配p232 特点 ◆编译时刻确定存储位置 ◆访问效率高 ■无法解决的问题 ■主要用途 ◆递归调用问题 —栈式存储分配 ◆子程序的目标代码段 ◆动态申请存储空间 ◆静态数据（全局变量） 堆式存储分配 ■ 适用语言 ◆早期标准FORTRAN语言 章节目录 2025/4/2 10
2025/4/2 10 10.1 静态存储分配 p232 ◼ 特点 ◆编译时刻确定存储位置 ◆访问效率高 ◼ 主要用途 ◆子程序的目标代码段 ◆静态数据(全局变量) ◼ 适用语言 ◆早期标准FORTRAN语言 ◼ 无法解决的问题 ◆ 递归调用问题 ——栈式存储分配 ◆ 动态申请存储空间 ——堆式存储分配 章节目录