Τι είναι η διευρυμένη μνήμη;

Κυκλοφόρησε το 1981, ο υπολογιστής της IBM ήταν μια αλλαγή παιχνιδιών για υπολογιστές. Πήρε θύελλα την αγορά και έγινε απολύτως κυρίαρχη. Με τόση επιτυχία και το υλικό του ένα ανοιχτό πρότυπο, οι κλώνοι εμφανίστηκαν σύντομα. Πολλά προγράμματα λογισμικού σχεδιάστηκαν επίσης για υπολογιστή. Αυτά έπρεπε να επιτρέπουν τους περιορισμούς του και, σε ορισμένες περιπτώσεις, να βασίζονται σε αυτούς. Αυτή η εξάρτηση από συγκεκριμένα χαρακτηριστικά και η κυριαρχία της στην αγορά άφησαν ένα ανεξίτηλο σημάδι στην αγορά των οικιακών υπολογιστών.

Το κύριο πρόβλημα του υπολογιστή ήταν ότι μπορούσε να αντιμετωπίσει μόνο 1 MiB μνήμης. Αυτό έπρεπε να χρησιμοποιηθεί για τη μνήμη RAM, καθώς και για το BIOS, το λειτουργικό σύστημα και οποιοδήποτε υλικό επέκτασης, όπως προσαρμογείς βίντεο. Αυτό δεν ήταν πολύ μεγάλο ζήτημα κατά την κυκλοφορία, καθώς οι τιμές της μνήμης ήταν υψηλές και οι πωλητές λογισμικού ουσιαστικά έπεσαν πάνω τους για να κάνουν το λογισμικό τους συμβατό. Καθώς οι τιμές της μνήμης έπεσαν και κυκλοφόρησαν περισσότερα προγράμματα έντασης μνήμης, αυτό έγινε πρόβλημα.

Οι διάδοχοι του IBM PC περιλάμβαναν νεότερες CPU που θα μπορούσαν να απευθύνονται σε περισσότερη μνήμη RAM. Πολλά προγράμματα, ωστόσο, είχαν προσαρμόσει το λογισμικό τους ακριβώς στη διάταξη RAM του υπολογιστή και δεν μπορούσαν να εκμεταλλευτούν αυτόν τον επιπλέον χώρο στη μνήμη. Αντίθετα, πολλοί άνθρωποι εξακολουθούσαν να έχουν υπολογιστές με περιορισμένη μνήμη RAM, αλλά ήθελαν τη δυνατότητα φόρτωσης λογισμικού που χρειαζόταν περισσότερη μνήμη RAM. Η λύση ήταν η διευρυμένη μνήμη.

Διευρυμένη μνήμη

Η διευρυμένη μνήμη αναφέρεται στην εναλλαγή τράπεζας στην επάνω περιοχή για να προσφέρει περισσότερη μνήμη στον ίδιο χώρο. Ο υπολογιστής διαχώρισε το 1 MiB της μνήμης του σε δύο περιοχές, τη συμβατική περιοχή μνήμης που χρησιμοποιείται ως RAM και την άνω περιοχή μνήμης, που χρησιμοποιείται ως ROM BIOS και για κάρτες επέκτασης. Ήταν ήδη δυνατή η χρήση ορισμένων από τις ανώτερες περιοχές μνήμης ως RAM, όπως ένα από τα δύο τμήματα που διατίθενται για γραφικά. Αυτή η τεχνική, ωστόσο, παρείχε πρόσβαση μόνο σε λίγα περισσότερα KiB μνήμης. Χρειαζόταν διευρυμένη μνήμη για να αυξηθεί η χωρητικότητα.

Η εκτεταμένη μνήμη χρησιμοποιεί μια περιοχή μνήμης, όπως αυτή που έχει εκχωρηθεί για μια συσκευή γραφικών, που δεν χρησιμοποιείται. Στη συνέχεια χρησιμοποίησε ένα σύστημα τραπεζών για να εισάγει και να αφαιρέσει επιπλέον τμήματα μνήμης σε αυτό το παράθυρο. Αυτό απαιτούσε τη χρήση ενός προσαρμοσμένου προγράμματος οδήγησης. Χρειαζόταν επίσης μια κάρτα επέκτασης με περισσότερη φυσική μνήμη, τουλάχιστον στην αρχή. Οι μεταγενέστερες γενιές, με υποστήριξη CPU, θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν λογισμικό για να αντιστοιχίσουν την εκτεταμένη μνήμη σε εκτεταμένη μνήμη. Αυτό, ωστόσο, απαιτούσε υποστήριξη CPU καθώς και την παρουσία επιπλέον μνήμης για χαρτογράφηση. Το λογισμικό έπρεπε επίσης να ρυθμιστεί για να μπορεί να το χρησιμοποιήσει.

Πώς λειτούργησε;

Η διευρυμένη μνήμη λειτουργούσε χρησιμοποιώντας ένα τμήμα παραθύρου της μνήμης. Χαρτογραφήθηκε από το 1 έως το 1 σε μια μεγαλύτερη δεξαμενή μνήμης. Η αντιστοίχιση 1 προς 1, ωστόσο, δεν επιτρέπει τη χρήση άλλης μνήμης. Αντίθετα, όταν χρειαζόταν, ο οδηγός θα άλλαζε την αντιστοίχιση σε άλλο τμήμα, ή τράπεζα, διευρυμένης μνήμης. Αυτό είναι σαν να αλλάζετε το φόντο της επιφάνειας εργασίας σας. Έχετε ακόμα την ίδια οθόνη αλλά μια νέα εικόνα. Το λογισμικό έπρεπε να παρακολουθεί ποια τράπεζα διευρυμένης μνήμης περιείχε ποια δεδομένα, μια κρίσιμη εργασία αν ήθελε να ανακαλέσει αυτά τα δεδομένα.

Το γεγονός ότι έπρεπε να ανταλλάξουμε τράπεζες σήμαινε ότι η απόδοση ήταν μειωμένη σε σύγκριση με ένα μεγαλύτερο απόθεμα εγγενούς μνήμης. Όπου ήταν δυνατόν, η χρήση εκτεταμένης μνήμης θα ήταν καλύτερη. Αλλά σε συστήματα και λογισμικό που περιορίζονταν σε αυτό το όριο μνήμης 1 MiB, η διευρυμένη μνήμη πρόσφερε τη μόνη μέθοδο για να αποκτήσετε περισσότερη μνήμη.

Το πρώτο βασικό δημόσιο σύστημα που χρησιμοποίησε εκτεταμένη μνήμη ήταν το LIM EMS 3.0. Το LIM ήταν ένα ακρωνύμιο των τριών εταιρειών που το δημιούργησαν, της Lotus Development, της Intel και της Microsoft. Το EMS σημαίνει Expanded Memory Specification. Η έκδοση 3.0 μπόρεσε να προσθέσει 4 MiB στον υπολογιστή. Σύμφωνα με τα σύγχρονα πρότυπα, αυτό ουσιαστικά δεν είναι τίποτα, αλλά πενταπλασίασε τη χωρητικότητα μνήμης του υπολογιστή IBM. Η τελική έκδοση του EMS, έκδοση 4.0, προσέφερε υποστήριξη για έως και 32 MiB μνήμης.

Η έκδοση 3.2 ήταν η πρώτη έκδοση που είδε πραγματικά προϊόντα να βγαίνουν στην αγορά. Χρησιμοποιούσε ένα παράθυρο 64 KiB, χωρισμένο σε τέσσερις σελίδες των 16 KiB, για να παρέχει σταθερότητα κατά την εναλλαγή σελίδων.

Πτώση

Μέχρι τη δεκαετία του 1990, τα λειτουργικά συστήματα γραφικών όπως τα Windows είχαν καταλάβει λειτουργικά συστήματα βασισμένα σε κείμενο όπως το DOS. Αυτό έβαλε το τελευταίο καρφί στο φέρετρο για διευρυμένη μνήμη. Η διευρυμένη μνήμη ήταν πάντα μια δύσκολη δουλειά. Εφαρμόστηκε για να διορθώσει ένα πρόβλημα λειτουργικότητας που διαφορετικά θα απαιτούσε πλήρη αντικατάσταση υλικού. Οι νεότερες γενιές υπολογιστών που βασίζονται σε DOS δεν περιορίζονταν στο 1MB RAM. Ωστόσο, το λογισμικό έπρεπε να επιτρέψει αυτό το ελάχιστο λόγω της τεράστιας εγκατεστημένης βάσης χρηστών.

Η μετάβαση σε εντελώς νέες κατηγορίες λειτουργικών συστημάτων επέτρεψε την κατάλληλη χρήση της προστατευμένης λειτουργίας, με την υποστήριξή της για μεγαλύτερες δεξαμενές μνήμης και διευθύνσεις εικονικής μνήμης. Η αλλαγή στη χρήση μεγαλύτερων δεξαμενών μνήμης μέσω προστατευμένης λειτουργίας από προεπιλογή σηματοδότησε το θάνατο για εκτεταμένη μνήμη. Η όλη έννοια των περιοχών μνήμης κατέστη ουσιαστικά ξεπερασμένη.

συμπέρασμα

Η διευρυμένη μνήμη ήταν ο όρος που χρησιμοποιήθηκε για να αναφερθεί στην πρακτική της σελιδοποίησης μέσα και έξω από τις τράπεζες της μνήμης μέσω μιας διεύθυνσης παραθύρου στην επάνω περιοχή της μνήμης. Ολόκληρη η ιδέα αναπτύχθηκε για να παρακάμψει το όριο σκληρής μνήμης 1 MiB του IBM PC που προκαλείται από περιορισμούς της CPU. Ήταν αδύνατο να προστεθεί νέος χώρος στη μνήμη. Ωστόσο, ήταν δυνατή η επανειλημμένη χρήση ενός τμήματος της μνήμης χρησιμοποιώντας και στη συνέχεια εναλλάσσοντας τμήματα της μνήμης και εναλλάσσοντάς τα ξανά όταν χρειαζόταν. Για να γίνει αυτό απαιτείται ειδικό πρόγραμμα οδήγησης καθώς και υλικό. Οι μεταγενέστερες υλοποιήσεις μπορούσαν να εκτελέσουν τις λειτουργίες υλικού στο λογισμικό, αν και αυτό βασίστηκε στην προϋπάρχουσα παρουσία περισσότερης μνήμης προς χρήση.

Η διευρυμένη μνήμη ήταν ένα πρόβλημα που προκλήθηκε από τον υπολογιστή της IBM και την ανάγκη παροχής συμβατού λογισμικού, αλλά και ικανού να χρησιμοποιεί μεγαλύτερες ποσότητες μνήμης RAM από ό,τι ήταν δυνατό. Η εμφάνιση των λειτουργικών συστημάτων γραφικών, όπως τα Windows, άλλαξε το τοπίο συμβατότητας του λειτουργικού συστήματος. Καθώς, σε εκείνο το σημείο, ήταν ικανοί να αντιμετωπίσουν εγγενώς πολύ περισσότερο από το 1 MiB μνήμης που ήταν ο αρχικός υπολογιστής, το πρόβλημα και η ανάγκη για τη λύση της διευρυμένης μνήμης εξατμίστηκαν. Η ιδέα ήταν ουσιαστικά παρωχημένη από τις αρχές της δεκαετίας του 1990.