Mikä on laajennettu muisti?

Vuonna 1981 julkaistu IBM PC oli pelin muuttaja tietokoneille. Se valloitti markkinat ja tuli täysin hallitsevaksi. Näin suurella menestyksellä ja sen laitteistolla avoimella standardilla klooneja ilmestyi pian. Monet ohjelmistot suunniteltiin myös PC:lle. Niiden piti ottaa huomioon sen rajoitukset ja joissain tapauksissa luottaa niihin. Tämä erityisominaisuuksiin luottaminen ja sen määräävä markkina-asema jättivät lähtemättömän jäljen kotitietokoneiden markkinoille.

PC:n pääongelma oli, että se pystyi käsittelemään vain 1 MiB muistia. Tätä piti käyttää RAM-muistissa sekä BIOSissa, käyttöjärjestelmässä ja kaikissa laajennuslaitteistoissa, kuten videosovittimissa. Tämä ei ollut suuri ongelma julkaisussa, koska muistien hinnat olivat korkeita ja ohjelmistotoimittajat käytännössä kaatuivat tekemään ohjelmistoistaan ​​yhteensopivia. Kun muistin hinnat laskivat ja enemmän muistia vaativia ohjelmia julkaistiin, tästä tuli ongelma.

IBM PC:n seuraajat sisälsivät uudempia suorittimia, jotka pystyivät käsittelemään enemmän RAM-muistia. Monet ohjelmat olivat kuitenkin räätälöineet ohjelmistonsa tarkasti PC:n RAM-asettelun mukaan eivätkä pystyneet hyödyntämään tätä ylimääräistä muistitilaa. Toisaalta monilla ihmisillä oli edelleen tietokoneita, joissa oli rajoitettu RAM-muisti, mutta he halusivat ladata ohjelmistoja, jotka vaativat enemmän RAM-muistia. Ratkaisu oli laajennettu muisti.

Laajennettu muisti

Laajennettu muisti tarkoittaa pankin vaihtoa yläalueella, jotta samassa tilassa voidaan tarjota enemmän muistia. PC jakoi 1 MB:n muistin kahteen alueeseen, perinteiseen muistialueeseen, jota käytetään RAM-muistina, ja ylempään muistialueeseen, jota käytettiin BIOS-ROM-muistina ja laajennuskorteille. Joitakin ylempiä muistialueita oli jo voitu käyttää RAM-muistina, kuten toista grafiikkaa varten varatusta kahdesta osasta. Tämä tekniikka tarjosi kuitenkin pääsyn vain muutamaan KiB muistiin lisää. Muistia tarvittiin lisää kapasiteetin lisäämiseksi.

Laajennettu muisti käyttää muistialuetta, kuten grafiikkalaitteelle varattua aluetta, joka ei ole käytössä. Sitten se käytti pankkijärjestelmää sivuamaan ja ulos ylimääräisiä muistiosia kyseiseen ikkunaan. Tämä vaati mukautetun ohjaimen käyttöä. Se tarvitsi myös laajennuskortin, jossa on enemmän fyysistä muistia, ainakin aluksi. Myöhemmät sukupolvet CPU-tuella voisivat käyttää ohjelmistoja kartoittaakseen laajennetun muistin laajennettuun muistiin. Tämä kuitenkin vaati CPU-tuen sekä ylimääräisen muistin olemassaolon yhdistämistä varten. Ohjelmisto piti myös konfiguroida, jotta sitä voi käyttää.

Miten se toimi?

Laajennettu muisti toimi käyttämällä muistin ikkunaosaa. Se kartoitettiin 1:stä 1:een suurempaan muistiin. Kartoitus 1:stä 1:een ei kuitenkaan salli enää muistin käyttöä. Sen sijaan kuljettaja vaihtaisi tarvittaessa kartoituksen laajennetun muistin toiseen osaan tai pankkiin. Tämä on kuin työpöydän taustan vaihtaminen. Sinulla on edelleen sama näyttö, mutta uusi kuva. Ohjelmiston piti seurata, mikä laajennettu muisti sisältää mitäkin tietoja, mikä oli kriittinen tehtävä, jos se halusi palauttaa kyseiset tiedot.

Pankkien vaihtaminen tarkoitti, että suorituskyky oli heikompi verrattuna suurempaan alkuperäiseen muistipankkiin. Jos mahdollista, laajennettu muisti olisi ollut parempi. Mutta järjestelmissä ja ohjelmistoissa, jotka on rajoitettu tähän 1 MiB:n muistirajaan, laajennettu muisti tarjosi ainoan tavan saada lisää muistia.

Ensimmäinen laajennettua muistia käyttänyt yleinen julkinen järjestelmä oli LIM EMS 3.0. LIM oli lyhenne kolmesta sen tehneestä yrityksestä, Lotus Development, Intel ja Microsoft. EMS tulee sanoista Expanded Memory Specification. Versio 3.0 pystyi lisäämään 4 MiB tietokoneeseen. Nykystandardien mukaan se ei ole käytännössä mitään, mutta se viisinkertaisti IBM PC:n muistikapasiteetin. EMS:n lopullinen versio 4.0 tarjosi tukea jopa 32 MB muistille.

Versio 3.2 oli ensimmäinen versio, jossa todelliset tuotteet tulivat markkinoille. Se käytti 64 kilotavua ikkunaa, joka oli jaettu neljään 16 kilobitin sivuun, vakauden takaamiseksi sivuja vaihdettaessa.

Hylkää

1990-luvulla graafiset käyttöjärjestelmät, kuten Windows, valtasivat tekstipohjaiset käyttöjärjestelmät, kuten DOS. Tämä asetti viimeisen naulan arkkuun muistin laajentamiseksi. Muistin laajentaminen on aina ollut vähän tylsää työtä. Se toteutettiin korjaamaan toiminnallisuusongelma, joka muuten olisi vaatinut täydellisen laitteiston vaihdon. Uudempien DOS-pohjaisten tietokoneiden sukupolvet eivät rajoittuneet 1 megatavuun RAM-muistia. Ohjelmiston piti kuitenkin sallia tämä vähän laajan asennetun käyttäjäkunnan vuoksi.

Siirtyminen kokonaan uusiin käyttöjärjestelmien luokkiin mahdollisti suojatun tilan, joka tukee suurempia muistivarantoja ja virtuaalisia muistiosoitteita, asianmukaisen hyödyntämisen. Siirtyminen suurempien muistivarantojen käyttöön suojatun tilan kautta oletusarvoisesti merkitsi kuolemanpolttoa laajennetulle muistille. Koko muistialueiden käsite vanhentui olennaisesti.

Johtopäätös

Laajennettu muisti oli termi, jota käytettiin viittaamaan käytäntöön hakea muistipankkeja sisään ja ulos muistin yläosassa olevan ikkunaosoitteen kautta. Koko konsepti kehitettiin ohittamaan IBM PC:n kova 1 MiB:n muistiraja, joka johtuu suorittimen rajoituksista. Uuden muistitilan lisääminen oli mahdotonta. Silti oli mahdollista käyttää muistin osaa toistuvasti käyttämällä ja sitten vaihtamalla muistiosia ja vaihtamalla ne takaisin tarvittaessa. Tämä vaati erityisen ohjaimen ja laitteiston. Myöhemmät toteutukset saattoivat suorittaa ohjelmiston laitteistotoiminnot, vaikka se perustui siihen, että käytössä oli enemmän muistia.

Muistin laajeneminen johtui IBM PC:n ja yhteensopivien ohjelmistojen tarpeesta, mutta se pystyi myös käyttämään enemmän RAM-muistia kuin mahdollista. Graafisten käyttöjärjestelmien, kuten Windowsin, tulo muutti käyttöjärjestelmien yhteensopivuuden maisemaa. Koska ne pystyivät tuolloin natiivisti käsittelemään paljon enemmän kuin alkuperäisen PC:n 1 MB muistia, ongelma ja laajennetun muistin ratkaisun tarve haihtuivat. Konsepti on ollut käytännössä vanhentunut 1990-luvun alusta lähtien.