Rozdiel medzi zásobami a haldy

Správa pamäte je základným fenoménom operačného systému používaného na manipuláciu alebo správu primárnej pamäte s cieľom riadiť prístupové práva k pamäti v počítači. Cieľom je zabrániť akémukoľvek procesu v prístupe k pamäti, ktorá mu ešte nebola pridelená.

Operačný systém prideľuje pamäť pre každý proces, ktorý je rozdelený do segmentov. Stack a Heap sú dva spôsoby, ako je v operačnom systéme alokovaná pamäť.

Segment zásobníka sa používa na ukladanie premenných miestnych funkcií, ktoré sa vytvárajú automaticky, zatiaľ čo segment haldy sa používa pre dynamicky pridelenú pamäť.

Obidve sú uložené v počítačovej pamäti RAM a môžu sa počas vykonávania programu zväčšovať a zmenšovať. Poďme diskutovať o týchto dvoch podrobne a porovnajte ich, aby sme pochopili, ktorý z nich je lepší.

Čo je to Stack?

Segment zásobníka je technika správy pamäte používaná na pridelenie statickej pamäte. Je to špeciálna oblasť v pamäti počítača, ktorá sa používa na ukladanie premenných miestnych funkcií. Keď sa funkcia volá, niekde je pamäť priradená všetkým miestnym premenným a k týmto premenným môžete pristupovať, ako poznáte ich umiestnenie. Po ukončení funkcie sa pamäťové bloky uvoľnia. Zásobník je jedným zo spôsobov, ako efektívne implementovať tento proces. Predstavte si to ako základnú štruktúru údajov, kde sú položky usporiadané nad sebou ako stoh. Podobne, lokálne premenné sú prístupné tlačením a praskaním. Tlačenie znamená pridávanie položiek do zásobníka a vyskakovanie znamená získavanie položiek zo zásobníka. K položkám je možné pristupovať zo zásobníka v poradí podľa posledného na prvom mieste (LIFO).

Čo je Heap?

Halda označuje veľkú oblasť pamäte používanú na dynamické prideľovanie pamäte, čo znamená, že pamäť zostáva vyhradená, kým sa program neskončí alebo kým sa pamäť neuvoľní. Pamäť je alokovaná náhodne, takže neexistuje jednoduchý spôsob prístupu k pamäti. Na rozdiel od segmentu zásobníkov sa prvky uvoľňujú v opačnom poradí, v akom boli pôvodne pridelené. Jednoducho povedané, pamäť sa programom prideľuje na požiadanie a uvoľňuje sa, keď už nie sú potrebné. Prvky haldy sú na sebe nezávislé, čo znamená, že k nim možno pristupovať pri spustení programu a uvoľniť pri ukončení programu. Je to ako globálna pamäťová oblasť, ktorá sa používa na ukladanie globálnych premenných a mnoho premenných, na ktoré sa odkazuje.

Rozdiel medzi zásobníkmi a haldy

Význam zásobníka a haldy

V počítačovej architektúre je zásobník špeciálnou oblasťou pamäte počítača, ktorá je výslovne vyhradená pre automatické premenné. V programovaní je automatická premenná lokálna premenná, čo znamená, že rozsah premennej je lokálny pre blok, v ktorom je deklarovaná. Pamäť je automaticky priradená týmto premenným pri vstupe do bloku a pamäť je uvoľnená pri ukončení. Halda, na druhej strane, je časť pamäte počítača používaná na dynamické prideľovanie pamäte, čo znamená, že bloky pamäte sú alokované a delokované náhodným spôsobom.

Pridelenie pamäte pre stoh a hromadu

Zásobník sa používa na ukladanie lokálnych premenných, ktorých rozsah je definovaný vo funkcii. Z technického hľadiska zásobník podporuje pridelenie statickej pamäte, ktoré zodpovedá lokálnym statickým premenným a premenným rozsahu. Pamäť sa prideľuje pred vykonaním programu, zvyčajne v čase kompilácie a použitá dátová štruktúra sa nazýva zásobník. Halda, na druhej strane, sa používa na dynamické prideľovanie pamäte, čo znamená, že sa pamäť prideľuje manuálne za behu počas vykonávania programu. Programy požadujú pamäť, zvyčajne na pridanie uzla do dátovej štruktúry a podľa potreby sa vracia.

Prístup k Stack and Heap

Zásobník je riadený a optimalizovaný procesorom CPU a údaje sú prístupné v poradí LIFO (last-in-first-out). LIFO sa týka spôsobu ukladania údajov do zásobníkov pamäte, v ktorom je posledný blok pamäte prvý, ktorý sa má uvoľniť, a naopak. Toto umožňuje efektívnu správu pamäte. Naopak, prvky haldy sú navzájom nezávislé a k údajom je možné pristupovať ľubovoľne, čo znamená, že pamäťový blok môže byť pridelený a uvoľnený kedykoľvek, bez ohľadu na ich poradie. Na rozdiel od zásobníkov, haldy nemajú žiadny jednoznačný vzor pre alokáciu a deallokáciu pamäťových blokov.

Premenné v zásobníku a haldy

Pamäť je riadená automaticky v zásobníku a premenné sú alokované a automaticky pridelené, čo znamená, že zásobník je vyhradený iba pre dočasné premenné. Lokálne premenné sa stanú aktívnymi, keď je funkcia vykonaná a keď sa ukončí, premenné vychádzajú z rozsahu, čo znamená, že rozsah premennej je lokálny pre funkciu a existuje, pokiaľ je táto funkcia vykonaná. Na rozdiel od zásobníka sa pamäť prideľuje pri spustení programu v halde, čo znemožňuje prístup k premenným tu uloženým. Pretože v rezervovaní blokov nie je nijaké konkrétne poradie, pamäťové bloky môžu byť kedykoľvek alokované a voľné.

Zásobník vs. halda: porovnávacia tabuľka

Zhrnutie Stack vs Heap

Obidva spôsoby sú najbežnejším spôsobom prideľovania pamäte a sú uložené v pamäti RAM počítača, čo umožňuje efektívnu správu pamäte. Avšak prístup k pamäti v zásobníku je rýchly, pretože pamäť sa spravuje automaticky, zatiaľ čo v haldy sa pamäť musí spravovať manuálne, čo znamená, že keď už bloky nie sú potrebné, musíte si vyhradiť voľnú pamäť sami. Stack je samozrejme rýchlejší a ľahšie sa používa vďaka svojej flexibilite, ale má spravodlivý podiel na výhodách a nevýhodách. Hoci zásobník nemá žiadne obmedzenia týkajúce sa veľkosti pamäte, je trochu ťažké ho implementovať. Hromada je pomalšia ako zásobník, ale jej implementácia je jednoduchšia.