Mis on tavamälu?

Arvutustehnikas on palju erinevaid mälutüüpe. ROM ja RAM, DRAM ja SRAM ning NAND ja NOR flash. Igal seda tüüpi mälul on oma koht. Paljud neist leiavad oma koha – seal, kus neid võiks oodata – arvutis. Mõned neist on aga aegunud tehnoloogia, mis on sisuliselt ajalooraamatutesse kantud. Näiteks ROM on peaaegu täielikult asendatud palju odavama ja ülekirjutatava välkmäluga. Tavaliselt on see välklamp NOR, kuid see võib olla ka NAND-välk.

Teine mälutermin, mis ajalooraamatutesse on määratud, on "tavaline mälu".

Lühike ajalootund arvutis

Arvutid on olemas olnud üsna pikka aega. Kuid aastaid olid need suured, kallid ja mitte eriti võimsad. See piiras nende kasutusjuhtumeid organisatsioonidega, kes olid valmis nende eest maksma. Probleemiks oli ka saadaolev tarkvara. Te ei saanud lihtsalt alla laadida uut brauserit, kontoritarkvara ega kasside pilte. Esiteks polnud internetti veel loodud; polnud kuskilt alla laadida. Samuti polnud brausereid, sest polnud midagi sirvida. Puudusid ka kassipildid, kuna enamik varasemaid arvuteid olid ainult tekstipõhised.

Varased arvutid ehitati kindlatel eesmärkidel. Paljudel juhtudel said nad täita ainult ühte ülesannet, milleks nad olid ette nähtud. See piiras nende kasutusjuhtumeid, eriti arvestades hinnasilte.

IBM PC oli arvuti, mis muutis paljusid asju. See ei leiutanud Internetti, brausereid ega kassipilte. Selle asemel oli see üldotstarbeline arvuti. Veelgi parem, see oli mõeldud massidele. Kuigi see polnud odav, ei olnud see ka taskukohane. Õnneks sai see külge. Arvuti müüdi hästi. Nii hästi, et terminit PC kasutatakse endiselt, isegi kui see soosingust välja langeb. Teised andmetöötlusettevõtted andsid välja hulgaliselt arvutiga ühilduvat riistvara, tarkvara ja otseseid kloone.

See populaarsus aitas arvutiturule tooni anda. Kõik polnud siiski roosiline. Arvuti piirangud lisati ka järgmistesse arvutitesse. Neid küsimusi on üldiselt käsitletud, kuid mõned on vähem põhjalikud kui teised.

Intel 8086

Protsessor, mis tegi arvuti võimalikuks, oli Intel 8086. See oli murranguline kui esimene üldotstarbeline protsessor. Kahjuks kehtestasid selle piirangud ühilduvuspiirangud kaua pärast seda, kui see oli ebaoluline.

Üks 8086 piiranguid oli see, et see suutis käsitleda ainult 1 MB mälu. Nüüd pole see ainult 1 MB RAM-i. See on kogu ruum, et midagi mällu kaardistada. See hõlmab BIOS-i ja operatsioonisüsteemi ROM-i, graafikat ja muid mäluga ühendatud välisseadmeid. Sellest esimesed 640 KB 1 MB mäluruumist eraldati RAM-i kasutamiseks. Seda nimetati tavapäraseks mälupiirkonnaks. Ülejäänud 384 MB mälu nimetati ülemiseks mälupiirkonnaks.

Näpunäide. Mälu kontekstis peaks 1 MB olema täpsemalt esindatud kui 1 MB. SI ühiku ja eesliidete süsteemis tähendab eesliide M 1000K, 1000 ühikut. See eeldab siiski kümne põhisüsteemi olemasolu ja arvutid kasutavad bitte, mis on baas 2. Standardbait on 8 bitti, 1 KB on 1024 baiti ja 1 MB on 1024 KB.

See põhjustab segadust SI eesliidetega kuni 1000, mitte 1024, mida võib eeldada. Sellisena peaksid mälumahud olema, kuid need pole alati loetletud KiB-s, MiB-s, GiB-s jne. See mõju mõjutab ka seda, miks kõvakettad näivad reklaamitust palju väiksemad. 1 TB SSD-l on 1024 GiB asemel vaid 1000 GB. See annab 0,9095 TiB, mis on 10% võimsuse erinevus.

Pärand

Aja jooksul tehti mitmeid lahendusi ja muudatusi, mis võimaldasid toetada suuremat mälumahtu. Kaasaegsed operatsioonisüsteemid ei võimalda enam tarkvaral tegelikele mäluaadressidele juurde pääseda, selle asemel kasutatakse virtuaalmälu aadresse, mida arvuti seejärel automaatselt kaardistab. See peidab tarkvara eest mälu tegeliku füüsilise struktuuri. Osa sellest, mida see varjab, on see, et selle mälupiirangu põhjustatud mälu segmenteerimine viis segmentide määratlemiseni. Kaasaegsed arvutid ei pea seda enam tegema, vaid esindavad siiski detaile, alustades nullist, andes neile täieliku juurdepääsu kogu aadressiruumile.

Järeldus

Tavamälu viitab esimesele 680KiB-le 1MiB adresseeritavast mäluruumist, mis algsel IBM-arvutil oli. See oli riistvaraline piirang, mille põhjustas arvutis kasutatava Intel 8086 protsessori piiratud aadressiruum. Süsteemi RAM-ina kasutati tavalist mälu. Ülejäänud mäluruum eraldati ROM-ile BIOS-i, operatsioonisüsteemi ja muude mäluga ühendatud välisseadmete (nt graafika) jaoks.

Esimest 640 KiB mälu ei käsitleta enam unikaalsena. Mõiste on nüüdseks täiesti vananenud, kuna 64-bitised arvutid suudavad teoreetiliselt adresseerida 16EiB mälu, kuigi praegu piirduvad need "ainult" 256TiB-ga. Lisaks pole füüsilise mälu aadressidele enam juurdepääsetav. Selle asemel kasutatakse virtuaalmälu aadresse.