{ "$schema": "../../../tools/card-layouts/schemas/card-source.schema.json", "schema": "esc-card-source.v1", "card": { "id": "mpabi-freertos-cpp-05-heap-models", "series": "freertos-cpp", "series_title": "FreeRTOS C++", "number": "05", "count": "16", "slug": "heap-models", "title": "Most C++ do heapu, modele i HeapStats", "topic": "heap_1--heap_5, komplet new/delete, fragmentacja, koalescencja i watermark", "project": "Freestanding C++ nad FreeRTOS", "subject": "Informatyka", "level": "Rok 2 · L04 · RV32I/Hazard3", "revision_date": "2026-07-19T00:00:00+02:00", "status": "Gotowa", "version": "v00.01", "uuid": "c456b505-dc5c-4894-b832-bb4c5afd0feb", "author": "M. Pabiszczak", "year": "2026" }, "generated": { "tex": "doc/generated/main.tex", "html": "web/index.html", "html_css": "web/style.css", "html_tree_inspector": false, "react_app": true }, "template": "templates/karta-klasyczna.json", "title_block": { "category": "KARTA PRACY · INFORMATYKA", "prepared_by": "M. Pabiszczak", "prepared_on": "2026-07-19T00:00:00+02:00", "title": "Most C++ do heapu, modele i HeapStats", "repository_url": "https://zsl-gitea.mpabi.pl/edu-freertos-cpp/lab-rv32i-freertos-heap-models", "revision": "v00.01", "issued_on": "2026-07-19T00:00:00+02:00", "series": "FREERTOS-CPP-05", "document_type": "karta pracy", "tool": "card-layouts", "show_qr": false, "show_repository_qr": false, "height_cm": 2.6, "repeat_on_every_page": true, "replace_front_matter": true, "url": "https://dce7fb9d-7b2f-5d49-96a2-3a30d3070b84.mpabi.pl/c456b505-dc5c-4894-b832-bb4c5afd0feb" }, "front_page_scope": { "title": "Cel karty", "content_tex": "Uczeń wybiera model heapu, śledzi kompletny most C++ i dowodzi na Hazard3, że suma wolnych bajtów nie gwarantuje jednego wystarczająco dużego bloku.", "scope_title": "Zakres karty", "scope_content_tex": "Eksperyment linkuje wyłącznie prawdziwy \\texttt{heap\\_4.c}. \\texttt{HeapStats} i \\texttt{HeapWatermark} są tylko-odczytowymi wartościami; runtime-selected resource oraz typed allocator należą do K06." }, "side_margin_tree_layout": { "columns": [ { "id": "zawodowe", "label": "TECH", "side": "left", "tree": "WE -> EK -> KW", "description": "Dowód z heap_4, ELF i Hazard3." }, { "id": "ogolne", "label": "OG", "side": "right", "tree": "WE -> EN -> KW", "description": "Dobór polityki i interpretacja metryk." } ] }, "learning_effects": { "K05.EN01": { "bloom_level": "Analiza", "label": "Polityka i metryki", "text": "Uczeń dobiera heap_1--heap_5 oraz odróżnia current free, largest free block i minimum-ever.", "assessment_criteria": [ "K05.KW01" ] }, "K05.EK01": { "bloom_level": "Zastosowanie", "label": "Fragmentacja i most ABI", "text": "Uczeń wykazuje komplet new/delete i odtwarza failure, koalescencję, retry oraz historyczny watermark.", "assessment_criteria": [ "K05.KW01" ] } }, "assessment_criteria": { "K05.KW01": { "text": "Program kończy się PASS; largest < request < total; pierwsza próba zawodzi bez zwiększenia success count; po koalescencji identyczna próba działa; current wraca do baseline, a minimum-ever zachowuje historię.", "learning_effects": [ "K05.EN01", "K05.EK01" ] } }, "educational_requirements": { "K05.WE01": { "text": "Dobranie i zbadanie polityki dynamicznej pamięci FreeRTOS dla C++.", "label": "Modele heapu i dowód fragmentacji", "learning_effects": [ "K05.EN01", "K05.EK01" ], "learning_tree": { "schema": "we-learning-tree.v1", "policy": "Każdy wniosek o pojemności wskazuje total, largest i stan bloków; każdy operator ma symbol ABI.", "ogolne": [ { "effect_ref": "K05.EN01", "display": "EN LOCAL MEM.POLICY.01", "source": "LOCAL", "official": "MEM.POLICY", "local": "01", "kind": "EN", "tree_id": "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01", "text": "Dobiera model i interpretuje current, largest oraz minimum-ever.", "kw": [ { "criterion_ref": "K05.KW01", "display": "KW LOCAL MEM.POLICY.01", "source": "LOCAL", "kind": "KW", "official": "MEM.POLICY", "local": "01", "text": "Uzasadnia heap_1, heap_4 i heap_5 dla trzech scenariuszy oraz nie myli total z largest." } ] } ], "zawodowe": [ { "effect_ref": "K05.EK01", "display": "EK LOCAL DBG.HEAP.01", "source": "LOCAL", "official": "DBG.HEAP", "local": "01", "kind": "EK", "tree_id": "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01", "text": "Koreluje adresy, statystyki, nagłówki bloków i symbole new/delete.", "kw": [ { "criterion_ref": "K05.KW01", "display": "KW LOCAL DBG.HEAP.01", "source": "LOCAL", "kind": "KW", "official": "DBG.HEAP", "local": "01", "text": "Pokazuje failure, koalescencję, retry, 3/3/0 i historyczne minimum-ever." } ] } ] } } }, "sections": [ { "title": "Wybór heap_1--heap_5", "content_kind": "prose", "content_tex": "Porównaj możliwość free, koalescencję oraz źródło/regiony pamięci. Wybierz heap dla startup-only, jednej areny z delete i dwóch rozłącznych banków RAM.", "educational_requirement_refs": [ "K05.WE01" ], "learning_effect_refs": [ "K05.EN01" ], "assessment_criterion_refs": [ "K05.KW01" ], "area_tree_refs": [ "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01" ], "steps": [ { "id": "S01", "title": "Uzasadnij heap_1, heap_4 i heap_5 dla trzech wdrożeń.", "tree_refs": [ "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01" ] }, { "id": "S02", "title": "Wyjaśnij zależność heap_3 od libc i linkera.", "tree_refs": [ "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01" ] } ] }, { "title": "Kompletny most C++", "content_kind": "prose", "content_tex": "Odszukaj scalar/array new oraz sized/unsized scalar/array delete. Zwykłe new jest fail-fast; raw pvPortMalloc pozostaje fallible.", "educational_requirement_refs": [ "K05.WE01" ], "learning_effect_refs": [ "K05.EK01" ], "assessment_criterion_refs": [ "K05.KW01" ], "area_tree_refs": [ "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01" ], "steps": [ { "id": "S03", "title": "Potwierdź sześć symboli alokacji/dealokacji w ELF.", "tree_refs": [ "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01" ] }, { "id": "S04", "title": "Rozdziel fail-fast new od kontrolowanego raw probe.", "tree_refs": [ "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01" ] } ] }, { "title": "Fragmentacja, koalescencja i retry", "content_kind": "prose", "content_tex": "Zwolnij A i C wokół żywego B. Udowodnij largest < request < total oraz failure. Zwolnij B i ponów identyczne żądanie po koalescencji.", "educational_requirement_refs": [ "K05.WE01" ], "learning_effect_refs": [ "K05.EK01" ], "assessment_criterion_refs": [ "K05.KW01" ], "area_tree_refs": [ "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01" ], "steps": [ { "id": "S05", "title": "Zapisz dwa free blocks oraz relację request między largest i total.", "tree_refs": [ "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01" ] }, { "id": "S06", "title": "Pokaż jeden blok po free B i udany retry.", "tree_refs": [ "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01" ] } ] }, { "title": "Watermark zachowuje historię", "content_kind": "prose", "content_tex": "Po finalnym free current wraca do baseline, ale minimum-ever pozostaje historycznym minimum. Wylicz peak = baseline - minimum-ever.", "educational_requirement_refs": [ "K05.WE01" ], "learning_effect_refs": [ "K05.EN01" ], "assessment_criterion_refs": [ "K05.KW01" ], "area_tree_refs": [ "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01" ], "steps": [ { "id": "S07", "title": "Porównaj final current z minimum-ever i wylicz peak.", "tree_refs": [ "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01" ] } ] } ], "tasks": { "task01": { "title": "Fragmentacja, koalescencja i historyczny watermark", "uuid": "c456b505-dc5c-4894-b832-bb4c5afd0feb", "prompt_tex": "Wybierz model heapu, sprawdź most ABI, a następnie odtwórz siedem checkpointów i udowodnij failure mimo wystarczającej sumy free, udany retry po koalescencji oraz zachowanie minimum-ever.", "criterion": "Sześć symboli; largest < request < total; failure bez success increment; jeden blok po free B; retry działa; 3/3/0; current=baseline; minimum-ever