Потокові інтерфейси введення-виведення

Потокові інтерфейси, що представляють дані у вигляді потоків байтів, не інтерпретуються системою, більш ефективні з погляду мережевих протоколів, ніж символьні інтерфейси. При читанні-запису потоку даних не відбувається підрозділу на окремі записи. Наприклад, при читанні 100 байтів по деякому каналу неможливо визначити, записав Чи процес відразу 100 байтів, або ж він записав два рази по 50 байтів, або ж ці 100 байтів надійшли від двох різних процесів.

Потоковий ввод-вивід організований у вигляді каналів або файлів FIFO ("першим увійшов - першим вийшов"). Файли FIFO схожі з каналами, оскільки дані в них можуть рухатися тільки в одному напрямку (зліва направо). Однак, на відміну від каналу, файлу FIFO можна привласнювати ім'я і до нього можуть звертатися не пов'язані з ним процеси. Іноді файл FIFO називають іменованих каналом. Оскільки у файлу FIFO є ім'я, його можна відкривати за допомогою стандартної функції fopen. Процедура відкриття каналу складніше: необхідно викликати функцію pipe, повертаючу дескриптор файлу, а потім за допомогою стандартної функції вводу-виводу fdopen зв'язати дескриптор відкритого файлу зі стандартним потоком вводу-виводу.

Доступ до потоковим інтерфейсам введення-виведення можна отримати за допомогою наступних функцій та макрокоманд:

fclose Закриває потік

feof, ferror, clearerr і fileno Перевіряє стан потоку

fflush Записує всі буферізованние на даний момент символи з потоку

fopen, freopen або fdopen Відкриває потік

fread і fwrite Виконує двійковий ввід

fseek, rewind, ftell, fgetpos і fsetpos Переміщає покажчик файлу в потоці

getc, fgetc, getchar і getw Витягує символ або слово з вхідного потоку

gets і fgets Отримує рядок з потоку

getwc, fgetwc або getwchar Витягує "широкий" символ з вхідного потоку

getws і fgetws Отримує рядок з потоку

printf, fprintf, sprintf, wsprintf, vprintf, vfprintf, vsprintf і vwsprintf

Друкує форматований вивід

putc, putchar, fputc або putw Поміщає символ або слово в потік

puts і fputs Записує рядок в протоку

putwc, putwchar і fputwc Поміщає символ або слово в потік

putws і fputws Поміщає рядок "широких" символів в потік

scanf, fscanf, sscanf або wsscanf Перетворює форматований ввід

setbuf, setvbuf, setbuffer і setlinebuf Виділяє буфер для потоку

ungetc і ungetwc Повертає витягнутий символ назад у вхідний потік

Питання для контролю:

1. Яке призначення функцій бібліотеки введення-виведення?

2. Які є макрокоманди для роботи з введенням – виведенням?

3. Що таке потокові інтерфейси введення – виведення?

Література:

1. Шилдт Г.: Пер. с англ. –М.: Издательский дом “Вильямс”, 2002. –704с. – с. 312-318

Урок №50

(згідно робочої навчальної програми)

Тема:Далекі покажчики і клавіатура

Питання:

1. Ближні покажчики (near)

2. Дальні покажчики (far)

3. Покажчики huge

Яке відношення мають покажчики до моделей пам'яті і Turbo C + +? Найбезпосередніше. Тип вибраній вами моделі пам'яті визначає тип за замовчуванням покажчиків, використовуваних для коду та даних (хоча ви можете явно оголосити покажчик або функцію як мають той чи інший конкретний тип, незалежно від поточної моделі пам'яті). Покажчики бувають чотирьох різновидів: near (16 бітів), far (32 біта), huge (також 32 біта) і segment (16 бітів).

Ближні покажчики (near)

16-бітовий (near) покажчик для обчислення повної адреси зв'язується з одним із сегментних регістрів; наприклад, покажчик функції складає своє 16-бітове значення із зрушеним вліво вмістом регістра кодового сегмента (CS). Аналогічним чином, ближній покажчик даних містить зсув в сегменті даних, що адресується регістром сегмента даних (DS). З ближніми покажчиками легко маніпулювати, оскільки всі арифметичні операції з ним (наприклад, додавання) можна виконувати безвідносно до сегменту.

Дальні покажчики (far)

Далекий (32-бітовий) покажчик містить не тільки зсув щодо регістра, але також і (в інших 16 бітах) адреса сегмента, який потім повинен бути зрушений вліво і складний із значенням зсуву. Використання дальніх покажчиків дозволяє мати в програмі декілька кодових сегментів; це, в свою чергу, дозволяє програмі перевищувати 64К. Можна також адресувати більше 64К даних.

При використанні дальніх покажчиків для адресації даних вам слід враховувати деякі потенційні проблеми, які можуть виникати при маніпулюванні такими покажчиками. Як пояснювалося в розділі, присвяченому обчисленням адреси, може існувати безліч пар типу сегмент: зсув, що адресують одну і ту ж точку пам'яті. Наприклад, далекі покажчики 0000:0120, 0010:0020 і 0012:0000 дозволяються до одного і того ж 2-бітовому адресою. Однак, якщо у вас були б три змінних типу далекого покажчика - a, b і c, що містять відповідно три зазначених значення, то наступні вирази всі давали б значення "брехня":

if (a == b)...

if (b == c)...

if (a == c)...

Аналогічна проблема виникає, коли вам потрібно порівнювати дальні покажчики за допомогою операцій>,> =, <і <=. У цих випадках у порівнянні бере участь тільки зміщення (як unsigned); при вказаних вище значеннях a, b і c наступні вирази дадуть значення "істина":

if (a> b)...

if (b> c)...

if (a> c)...

Операції рівності (==) та нерівності (! =) Використовують 32-бітові значення як unsigned long (а не у вигляді повної адреси пам'яті). Операції порівняння (<=,> =, <і>) використовують тільки зміщення.

Операції == і! = Вимагають всі 32 біта, що дозволяє комп'ютеру виконувати порівняння з порожнім (NULL) покажчиком (0000:0000). Якщо для перевірки рівності використовувалося тільки значення зсуву, то будь покажчик зі зміщенням 0000 буде дорівнює пустому покажчику, що явно не збігається з тим, що ви хотіли отримати.

При додаванні деякого значення з далеким покажчиком змінюється тільки зміщення. Якщо доданок настільки велике, що сума перевищує FFFF (максимально можлива для зміщення величина), то покажчик перейде знову до початку сегменту. Наприклад, якщо скласти 1 і 5031: FFFF, то результат буде дорівнює 5031:0000 (а не 6031:0000). Подібним же чином, при відніманні 1 з 5031:0000 вийде 5031: FFFF (а не 5030:000 F).

Якщо вам знадобиться виконати порівняння покажчиків, то безпечний спосіб полягає в тому, щоб або використовувати для цього ближні покажчики - все з однією адресою сегмента - або описувані нижче покажчики huge.

Покажчики huge

Покажчики huge також мають розмір 32 біта. як і покажчики far, вони містять одночасно адресу сегмента і зміщення. Однак, на відміну від далеких покажчиків, вони нормалізовані, що дозволяє уникнути проблем, пов'язаних з далекими покажчиками.

Що таке нормалізований покажчик? Це 32-бітовий покажчик, який містить у своєму адресу сегмента максимально можливе там значення. Оскільки сегмент може починатися через кожні 16 байт (10 при підставі 16), це означає, що величина зсуву буде дорівнює числу від 0 до 15 (від 0 до F з підставою 16).

Для нормалізації покажчика він перетвориться до 20-бітовому адресою, після чого праві 4 біти беруться в якості зсуву, а ліві 16 бітів - як адреса сегмента. Наприклад, покажчик 2F84: 0532 можна спочатку перетворити до абсолютного адресою 2FD72, після чого отримати нормалізований покажчик 2FD7: 0002. Наведемо ще ннесколько покажчиків з нормалізованими значеннями:

0000:0123 0012:0003

0040:0056 0045:0006

500D: 9407 594D: 0007

7418: D03F 811B: 000F

Існує три причини, що змушують завжди зберігати покажчик huge в нормалізованому вигляді:

1. Оскільки в такому випадку будь-якому заданому адресою пам'яті відповідає тільки один можливий адресу у вигляді сегмент: зсув типу huge. Це означає, що для покажчиків huge операції == і! = Завжди будуть повертати правильне значення.

2. Крім того, операції>,> =, <і <= працюють з повним 32-бітовим значенням покажчика huge. Нормалізація гарантує в даному випадку коректність результату.

3. І нарешті, внаслідок нормалізації зсув в покажчику huge виконує автоматичний перехід через 16 але на відміну від далеких покажчиків, перехід зачіпає і сегмент. Наприклад, при інкремент 811B: 000F результатбудет дорівнює 811C: 0000; аналогічним чином, при декремент 800C: 0000 вийде 811B: 000F. Ця особливість покажчиків huge дозволяє маніпулювати зі структурами даних з розміром більше 64К. Гарантується, наприклад, що якщо у вас є масив структур типу huge, що перевищує 64К, індексація цього масиву і вибір поля структури завжди будуть виконуватися правильно, незалежно від розміру структури.

Використання покажчиків huge має свою ціну: збільшення часу обробки. Арифметичні операції з вказівниками huge виконуються за допомогою звернень до спеціальних підпрограм. Внаслідок цього арифметичні обчислення займають істотно більше часу в порівнянні з обчисленнями для покажчиків far або near.

Питання для контролю:

1. Що таке показник типу (near)?

2. Що таке показник типу (far)?

3. Де використовується покажчик huge?

Література:

1. Культин Н. С/С++ в задачах и примерах. –СПб.:БХВ-Петербург, 2001. –288 с.- с. 280-283

Урок №51

(згідно робочої навчальної програми)