Оверлей
Как отмечалось в гл.9, максимальный размер модуля не может превышать 64 Кбайта, однако количество модулей не ограничено, что дает возможность разрабатывать весьма крупные программы, занимающие, например, всю доступную оперативную память ПК (приблизительно 580 Кбайт). Тем не менее, в некоторых случаях и этот объем может оказаться недостаточным. Турбо Паскаль предоставляет в распоряжение программиста простой и достаточно эффективный механизм оверлея, с помощью которого можно создавать программы практически неограниченной длины (следует оговориться, что речь идет только о длине кода программы; два важных размера – длина сегмента данных и размер программного стека – в Турбо Паскале не могут превышать 64 Кбайта независимо от структуры программы).
Оверлей – это такой способ использования оперативной памяти, при котором в один и тот же участок памяти, называемый оверлейным буфером, попеременно по мере надобности загружаются различные оверлейные (перекрывающиеся) модули. При этом все оверлейные модули в готовом к работе виде хранятся на диске, а в оперативной памяти в каждый момент находится лишь один активный модуль и, возможно, небольшое число неактивных.
Пусть, например, программа (рис. 11.1) состоит из главной части MAIN и двух модулей А к В, a LM, LA и LB – соответственно длина главной части и обоих модулей, причем LA > LB. Тогда неоверлейная программа займет в памяти LM + LA + LB байт, в то время как – оверлейная программа – лишь LM + LA байт.
При исполнении оверлейной программы в память первоначально загружается главная часть и один из модулей, например, модуль А. Если в процессе исполнения программы встретится обращение к модулю В, программа приостановит свою работу, с диска в оверлейный буфер будет загружен модуль В (модуль А при этом частично уничтожается), после чего программа продолжит свою работу. Если в дальнейшем встретится обращение к А, точно таким же образом будет загружен модуль А, причем загрузка нужных модулей в оверлейный буфер осуществляется автоматически и программисту не нужно об этом заботиться.
Рис. 11.1. Пример структуры программы: а) неоверлейная; 6) оверлейная
Описанный механизм выявляет главное преимущество оверлейной структуры: объем оперативной памяти, занимаемой оверлейной программой, определяется длиной ее главной части и наибольшего из перекрывающихся модулей, в то время как при неоверлейной структуре в этот объем входит суммарная длина всех модулей. Чем больше в программе оверлейных модулей и чем меньше длина наибольшего из них, тем больший выигрыш в памяти дает оверлейная структура. Однако совершенно очевиден и главный недостаток таких структур: на каждую-загрузку оверлейного модуля с диска в оверлейный буфер требуется дополнительное время, поэтому оверлейная программа будет исполняться с меньшей скоростью.
Работа оверлейных программ обеспечивается с помощью процедур и функций библиотечного модуля OVERLAY, входящего в библиотечный файл TURBO.TPL.
При создании оверлейных программ нужно руководствоваться следующей последовательностью действий.
- Выделить главную часть программы и разбить оставшуюся часть на несколько модулей. Отметим, что никаких дополнительных ограничений на модули, по сравнению с описанными в гл.9, не накладывается за одним исключением: в оверлейных модулях нельзя использовать процедуры обработки прерываний. Желательно продумать состав модулей таким образом, чтобы по возможности минимизировать количество их перезагрузок в оверлейный буфер в процессе исполнения программы.
- В главной части программы указать с помощью директив компилятора вида {$О <имя>} те модули, которые будут оверлейными, например:
Program Main;
Uses CRT, DOS,Graph, Overlay, UnitA, UnitB;
{$0 DOS}
{$0 UnitA}
{$O UnitB}
Следует подчеркнуть, что из всех стандартных библиотечных модулей только один модуль DOS может быть оверлейным, остальные модули (CRT, Graph, Printer и т.д.) не могут объявляться оверлейными.
- Предусмотреть перед первым по логике работы программы обращением к оверлейному модулю вызов процедуры инициализации оверлея OVRINIT. Здесь же, если это необходимо, следует установить размер оверлейного буфера и указать возможность использования расширенной памяти (см. ниже).
- В начале главной программы и каждого оверлейного модуля необходимо поместить директивы компилятора {$О+} и {$F+} или установить опции OPTIONS /COMPILE/FORCE FAR CALLS и OPTIONS/ COMPILE/ OVERLAYS ALLOWED (см. прил.1) в активное состояние, после чего откомпилировать программу на диск. Программа готова к работе.