第五章 运行环境
开发环境与运行环境设计
开发环境与运行环境设计开发环境与运行环境设计是软件开发过程中非常重要的一部分。
一个好的开发环境与运行环境设计可以极大地提高开发效率和软件性能，从而更好地满足用户需求。
在本文中，我将详细介绍如何设计一个优秀的开发环境与运行环境。
除了开发工具，稳定的开发平台也是一个好的开发环境设计的重要组成部分。
开发平台应该提供稳定、安全和高效的硬件和软件环境。
硬件环境应该具备足够的计算能力和存储能力，以便支持开发过程中的大规模编译和测试。
软件环境应该包括操作系统、数据库和各种开发框架和库。
在确定开发环境后，需要设计一个合适的运行环境来部署和运行开发完成的软件。
一个好的运行环境可以提供高可用性、高性能和高安全性。
一般来说，运行环境可以分为两个部分：硬件环境和软件环境。
在硬件环境方面，需要选择合适的服务器和网络设备来支持软件的运行和访问。
服务器应该具备足够的计算能力、存储能力和网络带宽，以便支持软件的高并发访问和大规模数据处理。
网络设备应该具备高可靠性和高性能，以便确保软件的稳定运行和快速响应。
在软件环境方面，需要选择合适的操作系统、数据库和其他技术组件来支持软件的运行。
操作系统应该选择稳定、安全和高效的操作系统，如Linux或Windows Server等。
数据库选择应根据项目需求和数据规模来确定，可以选择关系型数据库如MySQL或Oracle，也可以选择非关系型数据库如MongoDB或Redis。
此外，还需要选择合适的Web服务器和应用服务器来部署和运行软件。
除了硬件环境和软件环境，还需要考虑安全性和可伸缩性。
安全性是指确保软件的安全运行和防止未经授权的访问。
可伸缩性是指软件能够根据需求的变化而自动扩展或收缩，以便满足用户的需求。
综上所述，一个好的开发环境与运行环境设计需要综合考虑开发工具、硬件环境、软件环境、安全性和可伸缩性等因素。
一个优秀的开发环境与运行环境设计可以大大提高软件开发效率和软件性能，从而更好地满足用户需求。
操作系统的运行环境
操作系统的运行环境在我们日常使用电脑、手机等电子设备时，操作系统默默地在后台工作，为我们提供了一个便捷、高效的交互环境。
但你是否想过，操作系统是在怎样的条件下运行的呢？这就涉及到操作系统的运行环境。
首先，让我们来谈谈硬件环境。
硬件是操作系统运行的基础，就像大楼的地基一样。
其中，中央处理器（CPU）是核心部件之一。
它负责执行操作系统发出的指令，处理各种数据和计算任务。
不同类型的CPU 具有不同的架构和性能特点，这也会影响操作系统的运行效率和功能。
内存也是至关重要的硬件组成部分。
操作系统和正在运行的程序都需要在内存中存储和读取数据。
内存的大小和速度直接关系到系统的运行速度和多任务处理能力。
如果内存不足，操作系统可能会频繁地将数据在内存和硬盘之间交换，导致系统卡顿。
硬盘则用于长期存储操作系统、应用程序和用户的数据。
硬盘的容量决定了能够存储的信息量，而硬盘的读写速度也会影响系统的启动和程序的加载速度。
此外，还有输入输出设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
操作系统需要与这些设备进行有效的通信和控制，以实现用户与系统的交互。
说完硬件，再来说说软件环境。
操作系统本身就是一种软件，但它还需要其他软件的支持才能更好地发挥作用。
驱动程序就是其中重要的一环。
不同的硬件设备需要相应的驱动程序来与操作系统进行适配和通信。
没有正确的驱动程序，硬件可能无法正常工作，或者无法发挥出最佳性能。
应用程序也是操作系统软件环境的一部分。
它们在操作系统提供的平台上运行，为用户提供各种功能和服务。
操作系统需要对应用程序进行管理，包括分配资源、处理进程间的通信和协调等。
还有系统库和运行时环境。
系统库包含了一些常用的函数和工具，应用程序可以调用这些库来实现特定的功能，从而提高开发效率。
运行时环境则为某些编程语言或框架提供了必要的支持，确保程序能够正确运行。
在操作系统的运行环境中，还需要考虑系统的内核态和用户态。
内核态具有最高的权限，可以执行所有的指令和访问所有的硬件资源。
06_过程运行环境控制程序文件
06_过程运行环境控制程序文件在任何一个组织或企业中，为了确保各项业务和活动能够高效、稳定且符合预期地运行，对过程运行环境的有效控制是至关重要的。
这个环境不仅仅包括物理空间、设施设备等硬件条件，还涵盖了人文氛围、工作流程、信息系统等软件因素。
首先，让我们来谈谈物理环境方面。
一个适宜的温度、湿度和照明条件能够显著提高员工的工作效率和舒适度。
比如，在生产车间，如果温度过高或过低，不仅会影响工人的操作精度和速度，还可能对产品质量产生不利影响。
同样，对于一些对环境要求较高的实验室或数据中心，稳定的湿度控制是保障仪器设备正常运行和数据准确性的关键。
设施设备的正常运行和维护也是过程运行环境控制的重要一环。
定期的设备检查、保养和维修，可以减少故障停机时间，提高生产效率。
以制造业为例，一台关键设备的突发故障可能导致整个生产线的停滞，造成巨大的经济损失。
因此，建立完善的设备管理体系，包括设备档案、维修计划和备件储备等，是必不可少的。
再来看人文环境。
一个积极向上、开放包容的工作氛围能够激发员工的创新能力和工作热情。
团队成员之间的良好沟通和协作，能够减少内耗，提高工作效率。
相反，如果团队中存在着勾心斗角、互相推诿的不良风气，那么即使有再好的硬件条件，工作也难以顺利开展。
为了营造良好的人文环境，企业可以通过组织团队建设活动、开展员工培训和激励机制等方式，增强员工的归属感和凝聚力。
工作流程的合理性和规范性对于过程运行环境的控制同样重要。
繁琐复杂的流程会增加工作的难度和时间成本，导致效率低下。
而简洁明了、高效的流程则能够让员工更加清晰地知道自己的工作职责和任务，提高工作的准确性和及时性。
例如，在采购流程中，如果审批环节过多，可能会导致采购周期延长，影响生产进度。
因此，定期对工作流程进行评估和优化，是保持过程运行环境良好的重要措施。
信息系统的支持也是不可或缺的。
在当今数字化时代，各种业务活动都离不开信息系统的支撑。
一个稳定、安全、高效的信息系统能够实现数据的快速传递和共享，提高决策的准确性和及时性。
编译原理-运行环境
03
运行环境概述
操作系统
操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理硬 件资源、提供软件运行环境以及执行用户任务。
操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、 文件系统和设备驱动等。
常见的操作系统有Windows、Linux和macOS等。
内存管理
寄存器分配
编译器通过合理地分配寄存器，减少 内存访问次数，提高程序的执行效率。
指令选择
编译器根据目标平台的指令集和特性， 选择最优的指令集来执行程序，以提 高程序的执行效率。
内存管理优化
内存布局优化
编译器可以通过优化内存布局，将相关数据和函数放在一起，减少 内存访问的开销。
内存访问优化
编译器可以通过优化内存访问，减少内存访问次数，提高程序的执 行效率。常见的优化技术包括缓存优化、预取技术等。
保护等。
03
常见的文件系统有FAT32、NTFS和ext4等。
进程与线程管理
进程是操作系统中一个独立运行的程序实例，具有独立的内存空间和系统 资源。
线程是进程中的一个执行单元，共享进程的资源，实现并发执行。
进程与线程管理的主要任务包括进程创建、进程终止、进程切换和线程调 度等。
04
运行环境与编译原理的关系
01 内存管理是操作系统的重要组成部分，负责分配 和回收内存资源。
02 内存管理的主要任务包括内存分配、内存回收、 内存保护和内存扩充等。
03 内存管理算法有静态分配、动态分配和垃圾回收 等。
件系统
01
文件系统是操作系统中用于管理文件存储和访问的机
制。
02
文件系统的主要功能包括文件存储、文件访问和文件
运行环境知识点总结
运行环境知识点总结一、概述运行环境是软件程序在计算机上执行时所需的环境，包括硬件和软件环境。
硬件环境包括计算机的处理器、内存、硬盘等硬件设备；软件环境包括操作系统、编程语言平台、库文件等软件设施。
运行环境的质量和配置对软件程序的性能和稳定性有着直接影响。
二、硬件环境1. 处理器处理器是计算机的核心组件，负责执行指令和处理数据。
不同的处理器具有不同的架构和性能特点，比如Intel的x86架构处理器、ARM架构处理器等。
开发人员需要根据目标用户群体的硬件平台选择合适的处理器。
2. 内存内存是计算机用来存储程序和数据的临时存储设备，不同的应用场景需要不同容量和速度的内存。
程序运行时需要将自己加载到内存中执行，如果内存不足，会导致程序性能下降甚至崩溃。
3. 硬盘硬盘是计算机用来永久存储数据的设备，主要分为机械硬盘和固态硬盘。
机械硬盘速度慢，但价格便宜；固态硬盘速度快，但价格贵。
程序的启动和数据的读写都依赖于硬盘，因此选择合适的硬盘类型对程序性能至关重要。
4. 显卡显卡是计算机用来处理图形和显示的设备，对于图形密集型的软件程序，显卡的性能直接影响到程序的渲染速度和质量。
开发人员需要考虑用户的显卡类型和性能来进行优化。
5. 网络设备对于需要联网的程序，网络设备的性能也是重要的一环。
网络带宽、延迟和稳定性都会对程序的性能和用户体验产生影响。
三、软件环境1. 操作系统操作系统是计算机的核心软件，负责管理硬件资源并提供对外的接口。
不同的操作系统有不同的系统调用和API，开发人员需要根据目标用户群体选择合适的操作系统进行开发和测试。
2. 编程语言平台不同的编程语言需要不同的运行时环境和库文件，比如Java需要JVM（Java虚拟机）、C#需要.NET Framework等。
开发人员需要针对不同的编程语言选择合适的平台进行开发。
3. 库文件库文件是为了方便程序员编写程序而开发的一些函数或者类，可以用来完成一些基本的功能或者算法。
运行环境及系统安装
运行环境及系统安装1. 运行环境的概念运行环境是指计算机程序运行所需要的硬件和软件资源的集合。
通常包括操作系统、系统库、应用程序等。
不同的程序需要不同的运行环境。
2. 运行环境的分类计算机程序的运行环境可以分为两类：系统级运行环境和用户级运行环境。
系统级运行环境是指操作系统提供的运行环境。
操作系统提供的系统调用、内核服务、文件系统等是程序运行所必需的资源。
用户级运行环境是指应用程序所依赖的运行环境，通常包括语言环境、库文件、配置信息等。
3. 系统安装的必要性系统安装是指在计算机上进行的系统软件的安装过程。
系统安装是计算机维护和管理的重要环节。
计算机系统的安装是必要的，因为安装操作系统可以确保计算机系统的正常运行，并且可以为后续的使用提供便利。
4. 系统安装的步骤系统安装的步骤通常包括：- 准备安装介质：操作系统的安装介质通常是光盘或者U 盘，需要准备一个可以引导计算机的安装介质。
- BIOS设置：进入计算机的BIOS设置，设置引导顺序为光盘或U盘。
- 安装：将安装介质放入计算机，重启计算机，按照提示完成安装过程。
- 驱动安装：安装好操作系统后还需要安装硬件驱动程序。
-更新系统：安装操作系统后需要及时更新系统，安装补丁和更新程序，保证系统的安全性和可靠性。
5. 系统安装的注意事项- 选择合适的操作系统和版本，并保证其完整性和正确性。
- 在安装前备份重要数据，防止数据丢失。
- 在安装过程中认真阅读安装向导和注意事项，避免操作失误。
- 安装好系统后及时更新系统。
- 安装驱动程序时要选择适合自己计算机型号的驱动程序。
- 手动编辑系统配置文件时需要特别注意，不要随意修改系统文件。
6. 总结运行环境和系统安装是计算机使用和管理过程中非常重要的环节，需要我们认真对待。
在安装操作系统时，我们应该选择合适的版本，注意备份数据，遵循安装向导和注意事项，及时更新系统和驱动程序，保证系统的安全性和可靠性。
只有保证系统安装的正确性和完整性，才能为后续的使用提供便利，更好地发挥计算机的作用。
操作系统的运行环境
提供文本命令行界面，用户通过输入命令来进行操 作。
触摸屏界面
适用于移动设备和支持触摸屏的设备，通过触摸屏 幕进行操作。
用户权限管理
用户账户管理
提供创建、修改、删除用户账户的功能，并 对账户进行权限分配。
访问控制
根据用户的权限级别，限制其对系统资源、 应用程序和数据的访问。
加密与安全
DNS协议
DNS协议用于将域名转换为IP地址，使得用户可以通过域名访问网 站。
网络设备
路由器
01
路由器是连接不同网络的设备，负责数据包的转发和路径选择
。
交换机
02
交换机是一种多端口设备，用于连接多个计算机或网络设备，
实现数据交换。
网卡
03
网卡是计算机与网络连接的接口卡，负责将计算机与网络连接
起来。
操作系统的运行环 境
contents
目录
• 硬件环境 • 软件环境 • 网络环境 • 用户环境
01
硬件环境
处理器
处理器类型
不同的操作系统对处理器的类型有不同的要求。例如， Windows和macOS需要x86或x86_64架构的处理器，而 iOS和Android则需要ARM或x86架构的处理器。
处理器速度
处理器的速度决定了系统的性能。更快的处理器能够提供 更好的性能，包括更快的响应时间和更高的处理能力。
多核处理器
多核处理器允许操作系统更好地利用多个核心进行并行处 理，从而提高性能。
内存
内存大小
足够的内存是操作系统正常运行的基本要求。根据操 作系统的不同，所需的内存大小也不同。
内存速度
高速的内存能够提供更快的读写速度，从而提高系统 的性能。
运行环境规定
运行环境规定运行环境是指计算机程序运行所需要的硬件设备和软件系统的要求和限制。
一个好的运行环境能够保证程序能够高效稳定地运行，提高效率和性能。
首先，硬件设备是运行环境中最基本的要素之一。
硬件要求通常包括中央处理器(CPU)的性能和核数、主存储器的容量和速度、磁盘存储器的容量和读写速度等。
不同的程序对硬件的要求有所区别，比如大规模数据处理程序对CPU和内存的需求更高，而图形处理程序对显卡性能的要求更高。
其次，操作系统也是运行环境的重要组成部分。
不同的程序可能对操作系统有不同的要求，例如，某些程序可能要求运行在特定的操作系统版本上，而某些程序可能只能在特定的操作系统上运行。
操作系统通常提供了程序运行所需的基本功能，如进程管理、内存管理、文件系统等。
此外，还有一些软件系统也是运行环境中必需的。
例如，运行一些Java程序需要Java虚拟机(JVM)的支持，运行一些Python程序需要Python解释器的支持等。
这些软件系统为程序提供了运行时环境，使得程序能够在不同的硬件和操作系统平台上运行。
另外，运行环境还可能包括一些额外的要求，例如网络连接和数据库支持。
一些程序可能需要与其他程序或者远程服务器进行通信，因此需要一个可靠的网络连接。
而一些程序可能需要与数据库进行交互，因此需要一个支持数据库操作的环境。
在开发和部署程序时，需要根据程序的特点和需求来选择合适的运行环境。
运行环境的选择直接影响到程序的性能和稳定性。
一个好的运行环境可以提高程序的运行效率和可靠性，减少出错和崩溃的可能性。
总之，一个好的运行环境是程序能够高效稳定地运行的基础，它涵盖了硬件设备、操作系统、软件系统等多个方面。
在选择和搭建运行环境时要根据程序的需求和特点进行合理的配置和选择，以提高程序的效率和性能。
操作系统的运行环境
操作系统的运行环境在我们日常使用电脑或手机的过程中，操作系统扮演着至关重要的角色。
它就像是一个大管家，默默地管理着各种硬件和软件资源，让我们能够轻松地完成各种任务。
但你是否想过，操作系统是在怎样的环境中运行的呢？这就好比一个运动员，要想发挥出最佳水平，离不开合适的场地和装备。
操作系统也是如此，它需要一系列的条件和支持才能稳定、高效地工作。
首先，让我们来谈谈硬件环境。
硬件是操作系统运行的基础，就像大楼的地基一样。
中央处理器（CPU）是其中的核心组件，它负责执行操作系统发出的各种指令。
不同的操作系统对 CPU 的性能要求也有所不同。
比如，一些轻量级的操作系统可能在较低性能的 CPU 上也能流畅运行，而像一些大型的专业软件所依赖的操作系统，则需要高性能的多核 CPU 来提供强大的计算能力。
内存也是关键的一环。
操作系统和正在运行的程序都需要在内存中存储和处理数据。
如果内存不足，操作系统可能会变得缓慢，甚至出现程序崩溃的情况。
这就好比一个仓库，如果存储空间太小，就无法存放足够的货物，从而影响整个业务的运转。
存储设备，如硬盘和固态硬盘（SSD），则用于长期保存操作系统、程序和用户的数据。
它们的读写速度和容量也会影响操作系统的性能和用户体验。
快速的存储设备可以让操作系统更快地加载和保存数据，提高系统的响应速度。
除了这些主要的硬件组件，还有输入输出设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
它们为用户与操作系统之间的交互提供了途径。
操作系统需要能够正确地识别和处理这些设备发送的信号，以响应用户的操作。
接下来，我们看看软件环境。
操作系统需要与各种应用软件协同工作。
这些应用软件可能是办公软件、游戏、图形设计工具等等。
操作系统要为这些软件提供稳定的运行平台，确保它们能够正常安装、运行和卸载，并且能够合理地分配系统资源，避免出现软件之间的冲突。
驱动程序是连接操作系统和硬件设备的桥梁。
不同的硬件设备需要相应的驱动程序才能在操作系统中正常工作。
运行环境管理制度
运行环境管理制度一、制度目的为了规范和管理公司的运行环境，提高员工的工作效率和工作质量，保障公司的经营顺利进行，特制定本制度。
二、应用范围本制度适用于公司全体员工和相关部门。
三、责任分工1. 公司领导层负责制定和执行运行环境管理制度，确保公司运行环境良好。
2. 各部门负责人负责具体执行工作并监督员工的行为。
3. 全体员工应遵守公司的运行环境管理制度，积极配合相关部门的工作。
四、运行环境管理制度内容1.办公环境1.1 公司办公室应保持整洁、明亮，保持空气清新。
1.2 办公桌面应保持整洁，不得摆放杂物，避免影响工作效率。
1.3 办公室应定期清洁，保持卫生。
1.4 严禁在办公室吸烟，保持环境清洁。
1.5 办公室内使用的电器设备应安全可靠，使用过程中应严格遵守操作规程。
2. 工作环境2.1 各部门应制定工作计划，合理安排工作任务。
2.2 员工在工作时间内应专心工作，不得私自离开工作岗位。
2.3 遇到工作问题应及时向领导汇报，共同解决。
2.4 不得在工作期间谈论与工作无关的事务，保持工作专注。
2.5 严格按照工作流程进行工作，确保工作质量。
3. 督促管理3.1 部门负责人应定期检查员工的工作情况，监督工作进度。
3.2 部门负责人应及时处理员工的工作问题，提供必要的帮助和支持。
3.3 不得私自变更工作计划，需经过领导审批方可操作。
3.4 严格执行公司的相关规定，不得违法乱纪。
4. 整改措施4.1 部门负责人应根据员工的工作情况制定相应的整改措施，帮助员工改正错误。
4.2 员工应积极配合整改，严格按照制定的计划执行。
4.3 如发现员工严重违反公司规定的情况，需按公司规定进行处理，必要时可进行处罚。
五、制度执行1.公司领导应定期召开会议，对公司的运行环境管理情况进行分析和总结。
2.部门负责人应定期向领导汇报工作进展情况，及时处理工作中出现的问题。
3.全体员工应积极配合公司的管理工作，遵守公司的各项规定。
六、其他事项1. 本制度自发布之日起生效，经公司领导批准可进行修订。
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5. 影响存储分配策略的因素
编译器怎样对存储空间进行组织，采用什么样的存储分配策略，很 大程度上取决于程序设计语言采用的机制，如： 过程能否递归 过程能否嵌套 过程调用时参数如何传递 哪些实体可以作为参数和返回值 是否允许动态的为对象分配和撤销存储空间 存储空间是否必须显式地释放 12 等等
s
s r
s r q(1,9) top
top
s
s
s r
r
q(1,9)
s
s
top
p(1,9)
......
r
q(1,9)
q(1,9) q(1,3) top q(1,0)
18
p(1,9) q(1,3)
s q(1,9)
top
s q(1,9) p(1,9)
p(1,3) q(1,0)
上次课总结
过程的动态特性 过程、活动、生存期、控制流； 活动树、控制栈、活动记录； 名字的绑定、环境与状态； 运行时的存储空间组织 内存划分：可执行代码、静态数据区、栈、堆； 栈式动态分配 控制栈中的活动记录
多个活动记录
top→
i
q(1,0)的活动记录
10
5.1 过程的动态特性
3. 变量与值的两步映射
环境(绑定) 状态(赋值)
名字 环境(绑定) 右值
名字
左值 (a) 变量名字的映射
右值
(b) 常量名字的映射
环境改变存储，状态改变值。 [例5.3] 若有变量声明x: real和常量声明const pi=3.14，则赋值 句中变量和常量的映射关系：
s r p(1,9) q(1,3) q(1,9) q(5,9)
s－sort r－readarray q－quicksort p－partition
p(1,3) q(1,0) q(2,3) p(5,9) q(5,5) q(7,9) p(2,3) q(2,1) q(3,3) p(7,9) q(7,7) q(9,9)
环境 x S (c) x := 3.14的映射 状态
环境 3.14
3.14
pi
(d) pi=3.14的映射
11
常量没有左值(存储空间)，所以不能被赋值。
5.1 过程的动态特性
4. 环境与状态
允许递归调用的情况下，同一作用域中的一个名字，可以同时绑定 到多个存储单元，环境是一对多映射。如quicksort。 一个存储单元可以存放不同的值，状态也是一对多映射。
3. 控制栈与活动记录 控制栈：保存所有在生存期的活动(一条后进先出的路径)。 活动记录： activation record，栈中的每个元素称为一个活动记 录，为活动提供的活动场所。
6
5.1 过程的动态特性
活动记录中至少应该存放两类信息： 控制信息：控制活动的正确调用与返回和控制活动记录的正确 切换； 访问信息：用于为当前活动提供对数据，如本地数据和非本地 数据的访问。 [例5.2] 快排序程序运行时某状态的控制栈 控制栈保存了任何时刻所有在生存期活动的活动记录
s r p(1,9) q(1,3) q(1,9) q(5,9)
r p(1,9) p(1,3) s q(1,9) q(1,3) q(1,0)
7
p(1,3) q(1,0) q(2,3) p(5,9) q(5,5) q(7,9) p(2,3) q(2,1) q(3,3) p(7,9) q(7,7) q(9,9)
5.2 运行时数据空间的组织
早期的FORTRAN完全采用静态分配。另外，如果语言允许分 别编译的数据定义模块(如全程引用的数据)，也可以采用 静态分配，因为它们一般在整个程序运行的期间被共享。 2. 栈分配策略(重点讨论) 特点：按栈的方式自动分配存储空间 限制： ① 活动停止后，局部于活动的名字 值不能保持(否则悬空引用) ② 无法处理需要随时分配或撤销 (不满足LIFO)的动态数据 ③ 被调用者的活动比调用者的活得 更长(活动树不能正确描绘过程 top 间的控制流，如send/receive)
静 态 动 态
过程的定义
名字的声明
过程的活动
名字的绑定
声明的作用域
符号表
绑定的生存期
活动记录
9
5.1 过程的动态特性
sort header
简化的符号表
a x readarray exchange quicksort
quicksort header v partition
partition header
↑ 堆（heap）
数据区与分配策略： 1. 静态分配策略：编译时安排所有数据对象的存储，即绑 定是静态确定的； 2. 栈分配策略：按栈方式自动管理运行时的数据存储空间 3. 堆分配策略：在运行时根据要求从堆数据区动态地分配 13 和释放数据存储空间。
5.2 运行时数据空间的组织
静态与动态分配简介 1. 静态分配策略 特点：绑定是1对1的映射。名字在程序编译时与存储空间结合， 每次过程活动时，它的名字映射到同一存储单元。程序运 行时不再有对存储空间的分配。
free1 free2 free3 ... freen
堆分配的存储空间
free1
free2
free3
... ...
freen
16
堆分配的可用存储空间链
5.3 栈式动态分配
控制栈中的活动记录 1. 活动记录的具体内容(控制信息＋访问信息)
① 参数与返回值：存放实参和返回值 ② 控制链 ( 可选 ) ：指向调用者活动记 ② 控制链(可选) 录的指针，用于当调用返回时，将 当前栈顶正确切换到调用者的活动 ③ 访问链(可选) 记录； ④ 保存的机器状态 ③ 访问链 ( 可选 ) ：用于在可嵌套定义 ⑤ 本地(局部)数据 的过程中指示访问非本地数据； ④ 调用时需要保存的机器状态：如程 ⑥ 临时变量 序计数器，寄存器等； ⑤ 过程内部声明的数据：如 VAR X，Y :INTEGER等； ⑥ 临时变量：源程序中不出现的、由编译程序产生的变量， 17 如表达式x+y+z求值时产生的T1，T2，...；
5.1 过程的动态特性
[例5.1] 考虑快排序过程： program sort(input, output); procedure readarray; function partition(y, z: integer):integer; procedure quicksort(m,n:integer); 执行sort
19
5.3 栈式动态分配
调用序列与返回序列 1. 简化的活动记录 top→ 参数与返回值
控制链 (调用与返回序列引用)
sp→
top→ 问题：如何使得过程调用和返回时能够实现： ① 程序控制流正确转移 ② 活动记录正确切换 解决方案：在过程运行代码的适当位臵，加入实现这些功能 20 的代码，称它们为调用序列和返回序列。
1
5.1 过程的动态特性
过程与活动 1. 过程、活动、生存期 过程的每一次运行称为一次活动(activation)。活动是一个动态 的概念，它有有限的生存期(life time)。 定义5.1 活动的生存期是指从进入活动的第一条指令执行到离 开此活动前的最后一条指令执行的这段时间，其中包括调 用其它过程时其它活动的生存期。
sort readarray exchange quicksort
i
(i)
(i)
partition
readarray header
i
exchange header
s
Байду номын сангаас
(i)
i
j
s的活动记录
i q(1,9)的活动记录
r p(1,9) p(1,3)
q(1,9) q(1,3) q(1,0)
i
q(1,3)的活动记录
s r p(1,9) p(1,3) q(1,9) q(1,3) q(1,0)
q(1, 9) q(1, 3) q(1, 0) i
sp(base) Δi
15
5.2 运行时数据空间的组织
3. 堆分配策略 特点：可任意分配和撤消数据；对程序设计语言没有限制； 静态、栈与堆的关系： ① 可以静态分配的数据均可以栈分配 ② 可以静态和栈分配的数据均可以堆分配 ③ 反之不一定 堆分配的基本思想：
↓ base ↑ base1 ↑ base2 X ↑Δ x ... ↑base3 ↑basei
限制： ① 数据对象的大小和它在内存中位臵的限制必须在编译时确 定，如数组的大小不能是动态的； ② 不允许程序递归，因为一个过程的所有活动使用同样的名 字绑定，即绑定是一对一的； 14 ③ 不能动态生成或撤消数据，因为运行时没有存储分配机制
5.1 过程的动态特性
名字的绑定 1. 名字的绑定 定义5.3 运行时为名字X分配存储空间S，这一过程称为绑定 (binding)。 换句话说，绑定是名字X与存储空间S的结合。 X是一个对象：
① 既可以是数据对象，如变量，与之结合的是一个存储单元； ② 也可以是操作对象，如过程，与之结合的是可执行的代码； ③ 我们的讨论仅限于X是一个数据对象。
2. 活动之间的通信 ① 子程序调用：call/return，有去必有回
顺序调用：生存期不交 嵌套调用：生存期嵌套，由活动执行轨迹的条件动态确定 容易混淆的概念：过程的嵌套与活动的嵌套
② 消息传递：send/receive，可有去无回
2
5.1 过程的动态特性
3. 顺序执行程序的控制流 特点：程序的执行在时间上是顺序的和排他的。即在程序执行 的任一瞬间，有且仅有一个活动正在活动。 控制流满足： ① 控制流是连续的； ② 过程间的控制流可以用树来表示。 4. 活动树 定义5.2 描绘控制进入和离开活动方式的树结构被称为活动树 ① 每个结点代表过程的一个活动； ② 根代表主程序的活动； ③ 结点a是b的父亲，当且仅当控制流从a的活动进入b的活动 ④ 结点a处于b的左边，当且仅当a的生存期先于b的生存期。3