Mis on laiendatud mälu?

1981. aastal välja antud IBM PC muutis arvutite mängu. See vallutas turgu, muutudes täiesti domineerivaks. Nii suure edu ja avatud standardi riistvara tõttu ilmusid peagi kloonid. Paljud tarkvaraprogrammid olid mõeldud ka arvuti jaoks. Need pidid arvestama selle piirangutega ja mõnel juhul ka neile toetuma. See spetsiifilistele funktsioonidele tuginemine ja selle turgu valitsev seisund jättis koduarvutite turule kustumatu jälje.

Arvuti peamine probleem oli see, et see suutis käsitleda ainult 1 MB mälu. Seda tuli kasutada RAM-i, samuti BIOS-i, operatsioonisüsteemi ja mis tahes laiendusriistvara, näiteks videoadapterite jaoks. See ei olnud väljalaskmisel liiga suur probleem, kuna mäluhinnad olid kõrged ja tarkvaramüüjad kukkusid praktiliselt enda üle, et muuta oma tarkvara ühilduvaks. Kuna mäluhinnad langesid ja rohkem mälumahukaid programme ilmus, muutus see probleemiks.

IBM PC järglased sisaldasid uuemaid protsessoreid, mis suutsid käsitleda rohkem RAM-i. Paljud programmid olid aga kohandanud oma tarkvara täpselt arvuti RAM-i paigutusega ega saanud seda lisamäluruumi ära kasutada. Ja vastupidi, paljudel inimestel oli endiselt piiratud RAM-iga arvutid, kuid nad soovisid võimalust laadida tarkvara, mis vajab rohkem RAM-i. Lahenduseks oli laiendatud mälu.

Laiendatud mälu

Laiendatud mälu viitab panga ümberlülitamisele ülemises piirkonnas, et pakkuda samas ruumis rohkem mälu. Arvuti jagas oma 1 MB mälu kaheks piirkonnaks: tavapäraseks mälualaks, mida kasutati RAM-ina, ja ülemiseks mälualaks, mida kasutatakse BIOS-i ROM-ina ja laienduskaartide jaoks. Mõnda ülemist mälupiirkonda oli juba võimalik kasutada RAM-ina, näiteks ühte kahest graafika jaoks eraldatud sektsioonist. See tehnika võimaldas aga juurdepääsu veel mõnele KiB mälule. Võimsuse suurendamiseks oli vaja laiendada mälu.

Laiendatud mälu kasutab mälupiirkonda, näiteks graafikaseadme jaoks eraldatud ala, mida ei kasutata. Seejärel kasutas see pankade süsteemi, et sellesse ühte aknasse lisamälu sektsioone sisse ja välja otsida. See nõudis kohandatud draiveri kasutamist. See vajas ka laienduskaarti, millel oleks vähemalt esialgu rohkem füüsilist mälu. Hilisemad põlvkonnad võisid CPU toega kasutada tarkvara, et kaardistada laiendatud mälu laiendatud mäluga. See aga nõudis CPU tuge ja lisamälu olemasolu, millega kaardistada. Ka tarkvara oli vaja konfigureerida, et seda saaks kasutada.

Kuidas see toimis?

Laiendatud mälu töötas, kasutades mälu aknaosa. See kaardistati 1-lt suuremale mälukogumile. 1-1 vastendamine ei võimalda aga rohkem mälu kasutada. Selle asemel vahetab draiver vajaduse korral kaardistamise laiendatud mälu teise osa või pangaga. See on nagu töölaua tausta muutmine. Teil on endiselt sama monitor, kuid uus pilt. Tarkvara pidi jälgima, milline laiendatud mälupank milliseid andmeid sisaldas, mis on kriitiline ülesanne, kui ta soovib neid andmeid meelde tuletada.

Pankade vahetamine tähendas, et jõudlus langes võrreldes suurema algmälukogumiga. Võimaluse korral oleks olnud parem kasutada laiendatud mälu. Kuid süsteemides ja tarkvaras, mis on piiratud selle 1 MiB mälupiiranguga, pakkus laiendatud mälu ainsat meetodit mälu lisamiseks.

Esimene üldkasutatav laiendatud mälu kasutav avalik süsteem oli LIM EMS 3.0. LIM oli kolme selle loonud ettevõtte Lotus Development, Intel ja Microsoft akronüüm. EMS tähistab laiendatud mälu spetsifikatsiooni. Versioon 3.0 suutis arvutile lisada 4 MiB. Tänapäevaste standardite järgi pole see sisuliselt midagi, kuid see viis IBM PC mälumahu. EMS-i lõplik versioon 4.0 pakkus tuge kuni 32 MB mälule.

Versioon 3.2 oli esimene versioon, mis nägi turule tõelisi tooteid. See kasutas 64 KiB suurust akent, mis oli jagatud neljaks 16 KiB suuruseks leheks, et tagada lehtede väljalülitamisel stabiilsus.

Keeldumine

1990. aastateks võtsid graafilised operatsioonisüsteemid, nagu Windows, üle tekstipõhised operatsioonisüsteemid, nagu DOS. See pani viimase naela kirstu laiendatud mälu jaoks. Laiendatud mälu on alati olnud pisut tülikas töö. Seda rakendati funktsionaalsusprobleemi lahendamiseks, mis muidu oleks nõudnud täielikku riistvara väljavahetamist. Uuemate DOS-põhiste personaalarvutite põlvkonnad ei piirdunud 1 MB muutmäluga. Siiski pidi tarkvara tohutu installitud kasutajabaasi tõttu seda vähe võimaldama.

Üleminek täiesti uutele operatsioonisüsteemide klassidele võimaldas kaitstud režiimi, mis toetab suuremaid mälukogumeid ja virtuaalseid mäluaadresse, asjakohaselt kasutada. Üleminek suuremate mälukogumite kasutamisele kaitstud režiimi kaudu andis vaikimisi märku laiendatud mälu surmast. Kogu mälualade kontseptsioon oli sisuliselt vananenud.

Järeldus

Laiendatud mälu oli termin, mida kasutati mälupankade sisse- ja väljaotsimise praktikale ülemises mälupiirkonnas asuva aknaaadressi kaudu. Kogu kontseptsioon töötati välja selleks, et ületada IBM PC kõva 1MiB mälulimiiti, mis on põhjustatud protsessori piirangutest. Uut mäluruumi polnud võimalik lisada. Siiski oli võimalik mäluosa korduvalt kasutada, kasutades ja seejärel välja vahetades ja vajadusel tagasi vahetades. Selleks oli vaja spetsiaalset draiverit ja riistvara. Hilisemad rakendused võisid täita tarkvara riistvarafunktsioone, kuigi see põhines olemasoleval rohkema mälu olemasolul.

Laiendatud mälu oli probleem, mille põhjustas IBM PC ja vajadus pakkuda ühilduvat tarkvara, kuid suutma kasutada ka suuremal hulgal RAM-i kui võimalik. Graafiliste operatsioonisüsteemide, nagu Windows, tulek muutis operatsioonisüsteemide ühilduvuse maastikku. Kuna need olid sel hetkel suutelised natiivselt käsitlema palju rohkemat kui algse arvuti 1 MB mälu, kadus probleem ja vajadus laiendatud mälu lahenduse järele. Mõiste on 1990. aastate algusest sisuliselt vananenud.