2.4: Pilas

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Muchos programas solo necesitan almacenamiento temporal para ciertas variables. Es decir, una variable sólo puede ser utilizada por un tiempo limitado y luego “tirada”. Sería ineficiente asignar espacio permanente para este tipo de variables. En su lugar, muchos sistemas utilizan una pila. Normalmente, una aplicación se divide en dos partes, una sección de código y una sección de datos. La sección de datos contiene los datos “permanentes” (globales). Como estos dos no consumirán todo el mapa de memoria, el resto de la memoria a menudo se usa para almacenamiento temporal a través de una pila. La pila comienza en el extremo opuesto del mapa de memoria y crece hacia las secciones de código y datos. Se llama pila First-In-Last-Out o pila FILO. Funciona como una pila de charolas en una cafetería. La primera bandeja colocada sobre la pila será la última que se haya sacado y viceversa. Cuando se necesitan variables temporales, se utiliza esta área de memoria. A medida que se necesitan más elementos, se ocupa más memoria. A medida que nuestro código sale de una función, las variables temporales (auto) declaradas allí ya no son necesarias, y la pila se encoge. Si hacemos muchas, muchas llamadas a funciones con muchas, muchas variables declaradas, es posible que la pila invada las secciones de código y datos de nuestro programa. El sistema ahora está corrupto, y es poco probable que se ejecute y funcione correctamente el programa.

Disposición básica de la memoria. — Figura\(\PageIndex{1}\): Diseño básico de la memoria.

Arriba hay un ejemplo de mapa de memoria de un sistema con 64k bytes de memoria (k=1024 o 2 ¹⁰). Las ranuras de memoria individuales no se muestran. Sólo se muestran las áreas generales.

Vale la pena señalar que en algunos sistemas, el código y los datos se encuentran en un área común como se muestra (arquitectura Von Neumann) mientras que en otros están físicamente divididos (arquitectura Harvard). Sea dividido o no, los conceptos básicos permanecen. Entonces, ¿por qué querríamos dividir las dos áreas, cada una a la que se accede a través de su propio bus de memoria ¹? Simple, separar el código y los datos permite al procesador obtener la siguiente instrucción (código) usando un bus de memoria que está físicamente separado del bus de datos al que está accediendo actualmente. Un bus de código/memoria de datos compartido requeriría una sincronización especial para coordinar este proceso, ya que solo una cosa puede estar en el bus en un momento dado. Tener dos buses de memoria separados acelerará los tiempos de ejecución.

Un bus generalmente se refiere a una colección de cables o conexiones sobre la cual se envían múltiples bits de datos (o bits de dirección) como un grupo.