7.1. Потоковый ввод-вывод

На уровне потокового ввода-вывода обмен данными производится побайтно. Такой ввод-вывод возможен как для собственно устройств побайтового обмена (печатающее устройство, дисплей), так и для файлов на диске, хотя устройства внешней памяти, строго говоря, являются устройствами поблочного обмена, т.е. за одно обращение к устройству производится считывание или запись фиксированной порции данных. Чаще всего минимальной порцией данных, участвующей в обмене с внешней памятью, являются блоки в 512 байт или 1024 байта. При вводе с диска (при чтении из файла) данные помещаются в буфер операционной системы, а затем побайтно или определенными порциями передаются программе пользователя. При выводе данных в файл они накапливаются в буфере, а при заполнении буфера записываются в виде единого блока на диск за одно обращение к последнему. Буферы операционной системы реализуются в виде участков основной памяти. Поэтому пересылки между буферами ввода-вывода и выполняемой программой происходят достаточно быстро в отличие от реальных обменов с физическими устройствами.

Функции библиотеки ввода-вывода языка Си, поддерживающие обмен данными с файлами на уровне потока, позволяют обрабатывать данные различных размеров и форматов, обеспечивая при этом буферизованный ввод и вывод. Таким образом, поток - это файл вместе с предоставляемыми средствами буферизации.

При работе с потоком можно производить следующие действия:

• открывать и закрывать потоки (связывать указатели на потоки с конкретными файлами);

• вводить и выводить: символ, строку, форматированные данные, порцию данных произвольной длины;

• анализировать ошибки потокового ввода-вывода и условие достижения конца потока (конца файла);

• управлять буферизацией потока и размером буфера;

• получать и устанавливать указатель (индикатор) текущей позиции в потоке.

Для того чтобы можно было использовать функции библиотеки ввода-вывода языка Си, в программу необходимо включить заголовочный файл stdio.h (#include <stdio.h>), который содержит прототипы функций ввода-вывода, а также определения констант, типов и структур, необходимых для работы функций обмена с потоком.

На рис. 7.1 показаны возможные информационные обмены исполняемой программы на локальной (несетевой) ЭВМ.

Рис. 7.1. Информационные обмены исполняемой программы на локальной ЭВМ