动态储存器

本文详细介绍了C语言中动态内存分配与释放的四个关键函数:malloc、calloc、realloc和free。探讨了它们的使用场景、参数及返回值类型,以及如何通过这些函数有效地管理内存,避免内存泄漏。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

动态储存器

这是我第一次写博客。想一开始写关于C语言的一篇博客——动态储存分配

c语言提供了四个函数内存的动态分配与释放——malloc、calloc、realloc和free。在使用的时候可以根据需要分配内存空间,并且在使用完毕后释放这些内存空间。

注意:使用这四个函数之前必须包含**<stdlib.h>**

first: malloc函数
此函数用于分配内存,返回值类型为void *,调用形式为 malloc(size) 。
size的类型为unsigned int ,表示分配的内存的字节数。乳沟系统有足够的内存可供分配,函数返回一个指向有size个字节的存储区首地址,该首地址的基本类型为void类型;如果没有足够的内存,则函数返回空值(NULL).

int *p;
float *q;
p = (int*)malloc(4);
q = (float*)malloc(4);

由于malloc返回的是void*类型的指针,玉变量p、q的基本类型不符合,因此需要强制类型的转换。若有以下语句:

if(p != NULL) = *p = 6;
if(q != NULL) = *q = 3.8;

赋值后数据储存情况即为:p指针所指向的地址储存的数值为6,q指针所指向的地址储存的数值为3.8。
如果不能确定数据类型所占字节,可以调用sizeof运算符来求得:

p = (int*)malloc(sizeof(int));
q = (float*)malloc(sizeof(float));

second: free函数
动态存储分配的内存单元,必须由程序员手动进行释放。使用free函数释放 动态分配的内存单元,调用格式为 free§;
这里的指针p必须指向由动态分配函数分配的地址。

third: calloc函数
malloc函数用于分配单个数据类型的存储单元。calloc用于分配多个统一类型的连续的存储空间。调用格式为:
calloc(n , size);
返回值的基本类型为void的指针。参数n与size都是unsigned int 。calloc函数用来给n个同一类型的数据分配连续的存储空间,其中每个数据的长度为size个字节。

int *pint;
pint = (int*)calloc(10,sizeof(int));

从例可以看出,calloc函数在动态分配的存储单元相当于一个一维数组。函数的第一个参数决定了一维数组的大小,第二个参数相当于数组元素的类型。函数返回该内存空间首地址。
使用calloc函数后同样必须使用free函数释放。即

free(pint);
<think>好的,用户现在问的是“装载储存器”,我需要先理解这个术语的具体含义。因为在不同的领域,“装载储存器”可能有不同的解释,比如在计算机硬件、物流仓储、或者工业自动化中可能有不同的应用。 首先,用户之前的提问是关于PLC存储卡空间不足的问题,所以可能这次的“装载储存器”也是与工业自动化或PLC相关的。在PLC系统中,装载存储器(Load Memory)通常指的是存储用户程序、配置数据等的地方,而工作存储器(Work Memory)则是运行时的内存。所以用户可能是在询问PLC中的装载存储器的相关知识。 需要确认用户的具体背景。如果用户是从事自动化控制的工程师,可能需要详细的技术参数、使用方法、故障处理等。如果用户是学生或刚入门,可能需要更基础的解释,包括装载存储器的功能、作用、如何操作等。 另外,用户之前的问题涉及到存储卡空间不足的问题,所以这次的问题可能是延续之前的上下文,用户可能在遇到装载存储器相关的问题,比如程序无法下载、存储空间管理、或者存储器类型的选择等。 需要确保回答结构清晰,分点解释,涵盖定义、功能、操作、常见问题等。同时要使用用户能理解的语言,避免过于专业的术语,或者对术语进行适当解释。 可能还需要比较装载存储器与其他类型存储器(如工作存储器、存储卡)的区别,帮助用户更好地理清概念。此外,提供实际应用中的例子或常见问题解决方案,比如如何扩展装载存储器、如何备份数据等,这些都可能对用户有帮助。 需要检查是否有相关的技术细节需要注意,比如不同品牌PLC(如西门子、三菱)在装载存储器上的不同处理方式,或者存储介质的选择(如内部FLASH、外部存储卡)等。这些信息对用户解决问题可能非常关键。 最后,确保回答符合之前系统级指令的要求,使用正确的中文,数学公式用$$...$$,行内公式用$...$,结构清晰,分步骤说明,并尽量真实可靠。</think>### **装载存储器(Load Memory)深度解析** --- #### **一、核心定义与功能** 装载存储器是PLC系统中**非易失性存储区域**,专门用于保存以下内容: - 用户程序(OB/FB/FC/DB) - 硬件组态数据 - 工艺参数配方 - 诊断日志文件 - 固件升级包 **物理实现方式**: | **PLC类型** | **典型存储介质** | **容量范围** | |--------------------|------------------------|-------------------| | 紧凑型PLC(如S7-1200) | 内部FLASH芯片 | 4 MB - 32 MB | | 模块化PLC(如S7-1500) | 专用存储卡(如MC/SMC) | 128 MB - 32 GB | | 安全型PLC(如F-CPU) | 冗余镜像存储 | 双卡同步备份 | --- #### **二、与工作存储器的区别** 通过对比理解其特性: | **特性** | **装载存储器** | **工作存储器** | |--------------------|------------------------------|----------------------------| | 数据保持 | 断电永久保存 | 依赖超级电容/电池保持 | | 访问速度 | 较慢(FLASH: 50-100 MB/s) | 极快(RAM: >10 GB/s) | | 写入次数限制 | 10^5次(工业级FLASH) | 无限制 | | 典型应用场景 | 程序归档、配方存储 | 实时程序执行、过程数据缓存 | **数据流向示意图**: ```mermaid graph LR A[编程设备] --下载--> B[装载存储器] B --启动时加载--> C[工作存储器] C --运行时修改--> D[过程映像] D --保存--> B ``` --- #### **三、关键操作指令** 1. **西门子TIA Portal操作示例**: ```SCL // 检查装载存储器剩余空间 #SpaceInfo := SMC_GetInfo(Drive := 'LoadMemory'); IF #SpaceInfo.Available < 1_000_000 THEN Alarm(16#8001, "存储空间不足"); END_IF; // 执行完整下载(包含覆盖装载存储器) Download( Mode := Full_Download, LoadMemory := Force_Overwrite ); ``` 2. **三菱GX Works2操作流程**: ``` 工程 → PLC写入 → 勾选"程序"+"参数" → 执行 (自动校验装载存储器CRC32:$$ CRC32 = 0x\%08X $$) ``` --- #### **四、典型问题与解决方案** **问题1:下载时报"装载存储器已满"** - **诊断步骤**: 1. 查看详细占用: ```TIA Portal Online & Diagnostics → Memory → Load Memory Details ``` - 显示各组件占用比例(如:$$ \text{程序}:65\%, \text{配方}:30\%, \text{日志}:5\% $$) 2. 优化措施: - 删除未使用块(可节省15-30%空间) - 压缩注释(使用`//[C]`短格式) - 限制历史数据存储深度: $$ N_{max} = \frac{\text{LoadMemory\_Free}}{\text{单条数据尺寸} \times 1.2} $$ **问题2:装载存储器数据丢失** - **根本原因**: - FLASH存储器块失效(擦写次数超过$$ 10^5 $$次) - 异常断电导致文件系统损坏 - **恢复方案**: ```shell # 使用底层工具读取(示例) $ dd if=/dev/mmcblk0 of=backup.img bs=1M count=1024 $ fsck.vfat -n backup.img # 检查FAT表完整性 ``` --- #### **五、高级应用技巧** 1. **分段存储管理** 将大型程序拆分为多个段(Segment),按需加载: $$ \text{总段数} = \left\lceil \frac{\text{程序总大小}}{\text{单段最大尺寸}} \right\rceil $$ - **优势**:支持动态加载(如设备换型时仅加载对应段) - **实现方式**: ```ST CASE Current_Product_Type OF 1: SMC_LoadSegment('PROD1_SEG'); 2: SMC_LoadSegment('PROD2_SEG'); END_CASE; ``` 2. **存储压缩算法** 工业常用LZ4快速压缩(压缩比约50%): $$ \text{压缩后尺寸} = \frac{\text{原始尺寸}}{2} + 256B \ (\text{头信息}) $$ - **性能数据**: | **算法** | 压缩率 | 压缩速度 | CPU占用 | |----------|--------|-------------|----------| | LZ4 | 50% | 500 MB/s | <5% | | ZLIB | 35% | 100 MB/s | 15-20% | --- #### **六、硬件选型建议** 1. **存储卡规格对照表** | **参数** | **Class 10 SD卡** | **工业级CFast卡** | **SMC(西门子专用)** | |-------------------|-------------------|--------------------|-----------------------| | 读写速度 | 20 MB/s | 550 MB/s | 150 MB/s | | 抗震性能 | 5G(峰值) | 50G(持续) | 15G(带减震套件) | | 工作温度范围 | 0°C ~ 70°C | -40°C ~ 85°C | -25°C ~ 60°C | | 写入寿命(DWPD) | 0.3 | 3 | 1.5 | 2. **容量计算公式** $$ \text{需求容量} = (\text{程序大小} + \sum \text{配方数据}) \times 1.5 + \text{日志预留} $$ (建议保留50%冗余空间) --- **总结**: 装载存储器作为PLC的核心存储单元,其管理需注意: 1. **定期维护**:每月检查剩余空间(阈值建议设为总容量的20%) 2. **优化存储**:启用自动压缩功能,删除冗余数据 3. **硬件升级**:当擦写次数接近$$ 10^5 $$时及时更换存储介质 对于关键系统,推荐采用**RAID 1镜像存储方案**: $$ \text{数据可靠性} = 1 - (1 - p)^2 $$ (p为单卡年故障率,工业级存储卡通常p ≤ 0.1%)
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值