Hvad er udvidet hukommelse?

Udgivet i 1981, IBM PC var en game-changer for computere. Det tog markedet med storm og blev fuldstændig dominerende. Med den store succes og dens hardware en åben standard, dukkede kloner hurtigt op. Mange softwareprogrammer blev også designet til pc'en. Disse skulle tage højde for dets begrænsninger og i nogle tilfælde stole på dem. Denne afhængighed af specifikke funktioner og dens markedsdominans efterlod et uudsletteligt præg på hjemmecomputermarkedet.

Pc'ens hovedproblem var, at den kun kunne adressere 1MiB hukommelse. Dette skulle bruges til RAM, såvel som BIOS, operativsystem og eventuel udvidelseshardware, såsom videoadaptere. Dette var ikke for meget af et problem ved udgivelsen, da hukommelsespriserne var skyhøje, og softwareleverandører faldt praktisk talt over sig selv for at gøre deres software kompatibel. Da hukommelsespriserne faldt og mere hukommelsesintensive programmer blev udgivet, blev dette et problem.

Efterfølgere til IBM PC'en inkluderede nyere CPU'er, der kunne adressere mere RAM. Mange programmer havde dog skræddersyet deres software præcist til pc'ens RAM-layout og kunne ikke udnytte den ekstra hukommelsesplads. Omvendt havde mange mennesker stadig pc'er med begrænset RAM, men ville have muligheden for at indlæse software, der havde brug for mere RAM. Løsningen var udvidet hukommelse.

Udvidet hukommelse

Udvidet hukommelse refererer til bankskift i det øverste område for at tilbyde mere hukommelse på samme plads. Pc'en adskilte sine 1MiB hukommelse i to områder, det konventionelle hukommelsesområde brugt som RAM og det øvre hukommelsesområde, brugt som BIOS ROM og til udvidelseskort. Det havde allerede været muligt at bruge nogle af de øvre hukommelsesområder som RAM, såsom en af ​​de to sektioner, der var tildelt grafik. Denne teknik gav dog kun adgang til nogle få flere KiB hukommelse. Udvidet hukommelse var nødvendig for at øge kapaciteten.

Udvidet hukommelse bruger et hukommelsesområde, f.eks. det, der er allokeret til en grafikenhed, der ikke er i brug. Den brugte derefter et system af banker til at bladre ind og ud af ekstra hukommelsessektioner til det ene vindue. Dette krævede brug af en brugerdefineret driver. Det havde også brug for et udvidelseskort med mere fysisk hukommelse, i det mindste i starten. Senere generationer, med CPU-understøttelse, kunne bruge software til at kortlægge udvidet hukommelse til udvidet hukommelse. Dette krævede dog CPU-understøttelse såvel som tilstedeværelsen af ​​ekstra hukommelse at kortlægge til. Softwaren skulle også konfigureres til at kunne bruge den.

Hvordan fungerede det?

Udvidet hukommelse fungerede ved at bruge en vinduessektion af hukommelsen. Det blev kortlagt fra 1 til 1 til en større pulje af hukommelse. Mapping 1 til 1 tillader dog ikke brugen af ​​mere hukommelse. I stedet ville driveren, når det var nødvendigt, skifte kortlægningen til en anden del, eller bank, af udvidet hukommelse. Dette er som at ændre din skrivebordsbaggrund. Du har stadig den samme skærm, men et nyt billede. Softwaren skulle holde styr på, hvilken bank af udvidet hukommelse, der indeholdt hvilke data, en kritisk opgave, hvis den ønskede at genkalde disse data.

At skulle bytte bank betød, at ydeevnen faldt i forhold til en større indbygget hukommelsespulje. Hvor det var muligt, ville det have været bedre at bruge udvidet hukommelse. Men i systemer og software begrænset til den 1MiB hukommelsesgrænse tilbød udvidet hukommelse den eneste metode til at få mere hukommelse.

Det første almindelige offentlige system til at bruge udvidet hukommelse var LIM EMS 3.0. LIM var et akronym af de tre virksomheder, der lavede det, Lotus Development, Intel og Microsoft. EMS står for Expanded Memory Specification. Version 3.0 var i stand til at tilføje 4 MiB til pc'en. Efter moderne standarder er det i det væsentlige ingenting, men det femdoblede hukommelseskapaciteten på IBM PC'en. Den endelige version af EMS, version 4.0, tilbød understøttelse af op til 32 MB hukommelse.

Version 3.2 var den første version, der så rigtige produkter på markedet. Den brugte et 64KiB-vindue, opdelt i fire 16KiB-sider, for at give stabilitet, når man skiftede sider ud.

Nedgang

I 1990'erne overtog grafiske operativsystemer som Windows tekstbaserede operativsystemer som DOS. Dette satte det sidste søm i kisten for udvidet hukommelse. Udvidet hukommelse var altid lidt af et smutarbejde. Det blev implementeret for at løse et funktionsproblem, der ellers ville have krævet en komplet hardwareudskiftning. Nyere generationer af DOS-baserede pc'er var ikke begrænset til 1 MB RAM. Alligevel måtte softwaren tillade så lidt på grund af den store installerede brugerbase.

Skiftet til helt nye klasser af operativsystemerne gjorde det muligt at bruge beskyttet tilstand, med dens understøttelse af større hukommelsespuljer og virtuelle hukommelsesadresser, korrekt. Skiftet til at bruge større hukommelsespuljer via beskyttet tilstand som standard signalerede dødsstødet for udvidet hukommelse. Hele konceptet med hukommelsesområderne blev i det væsentlige gjort forældet.

Konklusion

Udvidet hukommelse var det udtryk, der blev brugt til at henvise til praksis med at søge ind og ud af hukommelsesbanker via en vinduesadresse i det øvre hukommelsesområde. Hele konceptet blev udviklet til at omgå IBM PC's hårde 1MiB hukommelsesgrænse forårsaget af CPU-begrænsninger. Det var umuligt at tilføje ny hukommelse. Alligevel var det muligt at bruge en del af hukommelsen gentagne gange ved at bruge og derefter udskifte dele af hukommelsen og bytte dem ind igen, når det var nødvendigt. Det krævede en speciel driver samt hardware. Senere implementeringer kunne udføre hardwarefunktionerne i software, selvom det var baseret på den allerede eksisterende tilstedeværelse af mere hukommelse at bruge.

Udvidet hukommelse var et problem forårsaget af IBM PC'en og behovet for at levere kompatibel software, men også i stand til at bruge mere betydelige mængder RAM end muligt. Fremkomsten af ​​grafiske operativsystemer, såsom Windows, ændrede operativsystemets kompatibilitetslandskab. Da de på det tidspunkt var i stand til at håndtere meget mere end de 1 MB hukommelse, den oprindelige pc var, forsvandt problemet og behovet for løsningen af ​​udvidet hukommelse. Konceptet har i det væsentlige været forældet siden begyndelsen af ​​1990'erne.