《C的片內存儲器》課件VIP

C語言的片內存儲器C語言是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中最常用的編程語言之一。片內存儲器是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分，用于存放程序代碼和數(shù)據(jù)。本課件的內容大綱C語言片內存儲器介紹深入講解C語言中片內存儲器的概念、類型、特點和使用原則。片內存儲器類型詳細介紹自動存儲區(qū)、靜態(tài)存儲區(qū)和動態(tài)存儲區(qū)三大類。存儲區(qū)特點闡述不同存儲區(qū)的特點，并以實例說明其區(qū)別和應用場景。代碼示例結合實際代碼展示存儲區(qū)的具體使用方式和相關注意事項。1.什么是片內存儲器?內存芯片片內存儲器位于計算機主板上的芯片，用于存儲正在運行的程序和數(shù)據(jù)。插槽片內存儲器通過插槽連接到主板，插槽提供數(shù)據(jù)傳輸路徑。CPU片內存儲器與CPU緊密協(xié)作，為CPU提供快速訪問數(shù)據(jù)和指令的通道。1.1片內存儲器的概念1計算機程序執(zhí)行過程程序指令和數(shù)據(jù)需要存儲在內存中才能被處理器訪問和執(zhí)行。2片內存儲器直接集成在處理器芯片上的存儲器，速度快，訪問效率高。3CPU直接訪問片內存儲器是CPU可以直接訪問的，無需通過總線或其他控制器。4指令和數(shù)據(jù)存儲程序指令和運行時所需的數(shù)據(jù)，方便處理器快速讀取和執(zhí)行。1.2片內存儲器的特點速度快片內存儲器直接與CPU相連，數(shù)據(jù)傳輸速度快，有利于提高程序執(zhí)行效率。成本高片內存儲器通常使用高速存儲芯片，成本較高，這也是限制其容量的主要因素。容量小與外存相比，片內存儲器容量較小，但由于速度快，可以滿足絕大多數(shù)程序運行需求。易失性斷電后片內存儲器中的數(shù)據(jù)會丟失，因此需要使用外存保存程序和數(shù)據(jù)。2.C中的片內存儲器類型自動存儲區(qū)自動存儲區(qū)用于存儲局部變量、形式參數(shù)等。這些變量在函數(shù)調用時創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行完畢后自動銷毀。靜態(tài)存儲區(qū)靜態(tài)存儲區(qū)用于存儲靜態(tài)局部變量、全局變量等。這些變量在程序開始執(zhí)行時創(chuàng)建，程序結束時銷毀。動態(tài)存儲區(qū)動態(tài)存儲區(qū)用于存儲動態(tài)分配的內存空間，通過malloc()和free()函數(shù)進行動態(tài)管理。2.1自動存儲區(qū)自動存儲區(qū)用于存放局部變量、函數(shù)參數(shù)以及程序執(zhí)行過程中產生的中間結果。內存分配程序開始執(zhí)行時分配內存，程序結束時釋放內存。訪問速度訪問速度快，但存儲空間有限，不能永久保存數(shù)據(jù)。2.2靜態(tài)存儲區(qū)程序存儲空間程序存儲空間分為代碼區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、堆區(qū)和棧區(qū)。內存分配靜態(tài)存儲區(qū)在程序編譯時分配內存空間。運行時內存靜態(tài)存儲區(qū)在程序運行期間一直存在，直到程序結束。2.3動態(tài)存儲區(qū)動態(tài)內存分配程序運行時，在堆區(qū)分配內存，存儲動態(tài)分配的數(shù)據(jù)，例如數(shù)組或結構體。靈活分配根據(jù)程序需要，動態(tài)分配和釋放內存，節(jié)省內存空間，提高程序效率。內存管理開發(fā)者需負責申請和釋放內存，避免內存泄漏，確保程序穩(wěn)定運行。3.自動存儲區(qū)1局部變量函數(shù)內部聲明的變量2形式參數(shù)函數(shù)調用時傳遞的值3自動存儲區(qū)特點在函數(shù)執(zhí)行時分配自動存儲區(qū)也稱為堆棧區(qū)，用于存放函數(shù)執(zhí)行時產生的臨時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在函數(shù)執(zhí)行結束后會被自動釋放，例如局部變量和形式參數(shù)。3.1局部變量定義局部變量是定義在函數(shù)內部的變量.局部變量在函數(shù)執(zhí)行時創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結束后銷毀.作用域局部變量的作用域僅限于定義它的函數(shù)內部.在函數(shù)外部無法訪問局部變量.3.2形式參數(shù)11.存儲位置形式參數(shù)在函數(shù)被調用時分配在自動存儲區(qū)，在函數(shù)執(zhí)行結束后自動釋放。22.作用形式參數(shù)用于接收實際參數(shù)，在函數(shù)內部作為局部變量使用。33.傳值方式C語言中函數(shù)參數(shù)傳遞使用的是值傳遞，即在調用函數(shù)時將實際參數(shù)的值復制到形式參數(shù)中，函數(shù)內部對形式參數(shù)的修改不會影響實際參數(shù)。44.舉例說明例如，定義一個函數(shù)add，用來計算兩個整數(shù)的和，其中a和b是形式參數(shù)，用于接收兩個整數(shù)。3.3自動存儲區(qū)特點自動分配程序運行時自動分配內存。函數(shù)內有效僅在函數(shù)執(zhí)行時有效，函數(shù)結束后釋放。存儲速度快內存分配和釋放效率高。容易出錯容易導致內存泄漏，需要謹慎使用。4.靜態(tài)存儲區(qū)靜態(tài)存儲區(qū)定義靜態(tài)存儲區(qū)是程序運行時分配的內存空間，用來存放靜態(tài)變量和全局變量。此區(qū)域的變量在程序運行期間一直占用著內存空間，直到程序運行結束才釋放。靜態(tài)變量靜態(tài)變量是在程序編譯時就分配了內存空間的變量，其生命周期與整個程序的生命周期一致。靜態(tài)變量可以是全局變量，也可以是局部變量。全局變量全局變量是在程序文件范圍內都可以訪問的變量，其生命周期與整個程序的生命周期一致。全局變量通常用來存儲程序運行過程中的公共數(shù)據(jù)。4.1靜態(tài)局部變量生命周期靜態(tài)局部變量在程序執(zhí)行期間始終存在。作用域靜態(tài)局部變量的作用域僅限于定義它們的函數(shù)。內存分配靜態(tài)局部變量在程序開始執(zhí)行時分配內存，并在程序結束時釋放內存。4.2靜態(tài)全局變量11.全局作用域靜態(tài)全局變量在整個程序中都有效，可以被所有函數(shù)訪問。22.靜態(tài)存儲方式靜態(tài)全局變量在程序運行期間一直存在，其值保持不變。33.存儲位置靜態(tài)全局變量存儲在全局數(shù)據(jù)段中，在程序啟動時分配空間。44.訪問限制靜態(tài)全局變量只能在定義它們的源文件中訪問，其他源文件無法訪問。4.3靜態(tài)存儲區(qū)特點內存分配在程序運行之前分配內存空間，不會因為函數(shù)的調用或結束而改變。生命周期存儲在靜態(tài)存儲區(qū)中的變量在程序運行期間一直存在，直到程序結束。存儲位置靜態(tài)存儲區(qū)通常位于程序的代碼段，與程序代碼存儲在一起。初始化靜態(tài)存儲區(qū)中的變量在程序運行開始時會被初始化為默認值或指定的值。5.動態(tài)存儲區(qū)1動態(tài)分配內存程序運行時，根據(jù)需要向系統(tǒng)申請內存空間，而非預先分配。2靈活分配可根據(jù)程序需求，動態(tài)調整內存使用大小。3釋放內存當不再需要使用分配的內存時，需要手動釋放，防止內存泄漏。5.1malloc()和free()函數(shù)malloc()函數(shù)從堆中分配內存，返回指向分配內存的指針。free()函數(shù)釋放之前使用malloc()分配的內存。5.2動態(tài)內存管理動態(tài)內存管理是指在程序運行時，根據(jù)需要分配和釋放內存空間的操作。它允許程序在運行過程中靈活地分配內存空間，以滿足不同需求。動態(tài)內存管理在C語言中使用`malloc()`函數(shù)分配內存空間，`free()`函數(shù)釋放內存空間。通過指針操作，程序可以訪問和管理動態(tài)分配的內存。5.3動態(tài)存儲區(qū)特點11.靈活性動態(tài)存儲區(qū)允許程序在運行時分配和釋放內存，滿足程序的動態(tài)需求。22.可擴展性動態(tài)存儲區(qū)可以根據(jù)需要擴大或縮小內存空間，避免內存浪費。33.復雜性動態(tài)存儲區(qū)需要程序員手動管理內存，容易出現(xiàn)內存泄漏或非法訪問錯誤。44.安全性動態(tài)存儲區(qū)需要程序員謹慎使用，否則可能導致系統(tǒng)崩潰或數(shù)據(jù)丟失。存儲區(qū)使用原則合理使用存儲區(qū)選擇合適的存儲區(qū)，例如，局部變量使用自動存儲區(qū)，全局變量使用靜態(tài)存儲區(qū)。避免內存泄漏使用malloc()分配的內存，一定要記得使用free()釋放，否則會導致內存泄漏。存儲區(qū)管理理解各種存儲區(qū)的使用規(guī)則，并根據(jù)實際需求選擇合適的存儲區(qū)，提高代碼效率。6.1合理使用存儲區(qū)自動存儲區(qū)適用于局部變量和函數(shù)參數(shù)，大小固定，速度快，適合存放臨時數(shù)據(jù)。靜態(tài)存儲區(qū)適合存放全局變量和靜態(tài)變量，生命周期長，可存儲程序運行期間需要保持的數(shù)據(jù)。動態(tài)存儲區(qū)通過malloc()和free()函數(shù)分配和釋放內存，適合存儲大小不確定或生命周期不固定的數(shù)據(jù)。6.2避免內存泄漏內存泄漏會導致程序