Què és la memòria ampliada?

Llançat el 1981, l'IBM PC va ser un canvi de joc per a ordinadors. Va agafar el mercat per tempesta, convertint-se en absolutament dominant. Amb tant d'èxit i el seu maquinari un estàndard obert, aviat van aparèixer clons. També es van dissenyar molts programes per a PC. Aquestes havien de tenir en compte les seves limitacions i, en alguns casos, confiar-hi. Aquesta dependència de característiques específiques i el seu domini del mercat van deixar una empremta indeleble al mercat d'ordinadors domèstics.

El problema principal de l'ordinador era que només podia abordar 1 MiB de memòria. Això s'havia d'utilitzar per a la memòria RAM, així com la BIOS, el sistema operatiu i qualsevol maquinari d'expansió, com ara adaptadors de vídeo. Aquest no va ser un problema massa en el llançament, ja que els preus de la memòria eren alts i els venedors de programari pràcticament es van caure per fer compatible el seu programari. A mesura que els preus de la memòria van baixar i es van llançar programes més intensius en memòria, això es va convertir en un problema.

Els successors de l'IBM PC van incloure CPU més noves que podrien adreçar més memòria RAM. Molts programes, però, havien adaptat el seu programari precisament a la disposició de la memòria RAM de l'ordinador i no podien aprofitar aquest espai de memòria addicional. Per contra, moltes persones encara tenien ordinadors amb memòria RAM limitada, però volien la capacitat de carregar programari que necessitava més memòria RAM. La solució va ser la memòria ampliada.

Memòria ampliada

La memòria ampliada fa referència al canvi de banc a la zona superior per oferir més memòria al mateix espai. El PC va separar els seus 1 MiB de memòria en dues àrees, l'àrea de memòria convencional utilitzada com a RAM i l'àrea de memòria superior, utilitzada com a ROM de la BIOS i per a targetes d'expansió. Ja havia estat possible utilitzar algunes de les àrees de memòria superiors com a RAM, com una de les dues seccions destinades a gràfics. Aquesta tècnica, però, només proporcionava accés a uns quants KiB més de memòria. Es necessitava memòria ampliada per augmentar la capacitat.

La memòria ampliada utilitza una àrea de memòria, com ara l'assignada per a un dispositiu gràfic, que no s'utilitza. A continuació, va utilitzar un sistema de bancs per introduir i treure seccions de memòria addicionals a aquesta finestra. Això requeria l'ús d'un controlador personalitzat. També necessitava una targeta d'expansió amb més memòria física, almenys al principi. Les generacions posteriors, amb suport de CPU, podrien utilitzar programari per mapejar la memòria ampliada a la memòria estesa. Això, però, va requerir suport de la CPU, així com la presència de memòria addicional per mapar-hi. També calia configurar el programari per poder-lo utilitzar.

Com va funcionar?

La memòria ampliada funcionava utilitzant una secció de finestra de la memòria. Es va assignar de l'1 a l'1 a un conjunt de memòria més gran. L'assignació de l'1 a l'1, però, no permet l'ús de més memòria. En canvi, quan fos necessari, el controlador canviaria el mapeig a una altra part, o banc, de memòria ampliada. Això és com canviar el fons de l'escriptori. Encara tens el mateix monitor però una imatge nova. El programari havia de fer un seguiment de quin banc de memòria ampliada contenia quines dades, una tasca crítica si volia recordar aquestes dades.

Haver d'intercanviar bancs va significar que el rendiment es reduïa en comparació amb un grup de memòria natiu més gran. Quan fos possible, hauria estat millor utilitzar la memòria estesa. Però en sistemes i programari limitats a aquest límit de memòria d'1 MiB, la memòria ampliada oferia l'únic mètode per guanyar més memòria.

El primer sistema públic general que va utilitzar memòria ampliada va ser LIM EMS 3.0. LIM era l'acrònim de les tres empreses que la van fer, Lotus Development, Intel i Microsoft. EMS significa Expanded Memory Specification. La versió 3.0 va poder afegir 4 MiB al PC. Segons els estàndards moderns, això no és essencialment res, però això va quintuplicar la capacitat de memòria del PC IBM. La versió final d'EMS, la versió 4.0, oferia suport per a fins a 32 MiB de memòria.

La versió 3.2 va ser la primera versió que va veure productes reals al mercat. Va utilitzar una finestra de 64 KiB, dividida en quatre pàgines de 16 KiB, per proporcionar estabilitat en canviar de pàgina.

Declinar

A la dècada de 1990, els sistemes operatius gràfics com Windows es van fer càrrec dels sistemes operatius basats en text com el DOS. Això va posar el clau final al taüt per ampliar la memòria. La memòria ampliada sempre va ser una mica una feina de bodge. Es va implementar per solucionar un problema de funcionalitat que, d'altra manera, hauria requerit una substitució completa del maquinari. Les generacions més noves d'ordinadors basats en DOS no es limitaven a 1 MB de RAM. Tot i així, el programari havia de permetre això poc a causa de la gran base d'usuaris instal·lada.

El canvi a classes completament noves dels sistemes operatius va permetre utilitzar adequadament el mode protegit, amb el seu suport per a grups de memòria més grans i adreces de memòria virtual. El canvi a l'ús d'agrupacions de memòria més grans mitjançant el mode protegit de manera predeterminada va indicar la mort de la memòria ampliada. Tot el concepte de les àrees de memòria es va quedar essencialment obsolet.

Conclusió

La memòria ampliada va ser el terme utilitzat per referir-se a la pràctica d'entrar i sortir dels bancs de memòria mitjançant una adreça de finestra a l'àrea de memòria superior. Tot el concepte es va desenvolupar per evitar el límit de memòria d'1 MiB d'IBM PC causat per les limitacions de la CPU. Era impossible afegir nou espai de memòria. Tot i així, era possible utilitzar una secció de memòria repetidament utilitzant i després intercanviant seccions de memòria i tornant-les a intercanviar quan fos necessari. Per fer-ho, calia un controlador especial així com un maquinari. Les implementacions posteriors podrien realitzar les funcions de maquinari al programari, tot i que això es basava en la presència preexistent de més memòria per utilitzar.

La memòria ampliada va ser un problema causat per l'IBM PC i la necessitat de proporcionar programari compatible però també capaç d'utilitzar quantitats de RAM més importants de les possibles. L'arribada dels sistemes operatius gràfics, com Windows, va canviar el panorama de la compatibilitat dels sistemes operatius. Com que eren, en aquell moment, capaços d'abordar de manera nativa molt més que els 1 MiB de memòria que era l'ordinador original, el problema i la necessitat de la solució de la memòria ampliada es va evaporar. El concepte ha estat essencialment obsolet des de principis dels anys noranta.