Što je proširena memorija?

Objavljen 1981. godine, IBM PC je promijenio pravila igre za računala. Zauzeo je tržište kao oluja, postavši krajnje dominantan. Uz toliki uspjeh i njegov hardver kao otvoreni standard, ubrzo su se pojavili klonovi. Mnogi softverski programi također su dizajnirani za računala. Oni su morali uzeti u obzir njegova ograničenja i, u nekim slučajevima, oslanjati se na njih. Ovo oslanjanje na specifične značajke i njegova tržišna dominacija ostavili su neizbrisiv trag na tržištu kućnih računala.

Glavni problem računala bio je taj što je mogao adresirati samo 1MiB memorije. To se moralo koristiti za RAM, kao i BIOS, operativni sustav i bilo koji hardver za proširenje, kao što su video adapteri. To nije bio preveliki problem pri izdavanju jer su cijene memorije bile vrtoglavo visoke, a proizvođači softvera praktički su se prevrnuli kako bi svoj softver učinili kompatibilnim. Kako su cijene memorije padale i izlazilo sve više memorijski intenzivnih programa, to je postalo problem.

Nasljednici IBM PC-a uključivali su novije CPU-e koji su mogli adresirati više RAM-a. Mnogi su programi, međutim, prilagodili svoj softver točno rasporedu RAM-a računala i nisu mogli iskoristiti taj dodatni memorijski prostor. Suprotno tome, mnogi su ljudi još uvijek imali računala s ograničenim RAM-om, ali su željeli mogućnost učitavanja softvera koji je trebao više RAM-a. Rješenje je bila proširena memorija.

Proširena memorija

Proširena memorija odnosi se na prebacivanje banaka u gornjem području kako bi se ponudilo više memorije u istom prostoru. Računalo je podijelilo svojih 1MiB memorije u dva područja, konvencionalno memorijsko područje koje se koristi kao RAM, i gornje memorijsko područje, koje se koristi kao BIOS ROM i za kartice za proširenje. Već je bilo moguće koristiti neka od gornjih memorijskih područja kao RAM, poput jednog od dva odjeljka dodijeljena za grafiku. Međutim, ova je tehnika omogućila pristup samo još nekoliko KiB memorije. Za povećanje kapaciteta bila je potrebna proširena memorija.

Proširena memorija koristi područje memorije, kao što je ono dodijeljeno grafičkom uređaju, koje se ne koristi. Zatim je upotrijebio sustav banaka za unos i izbacivanje dodatnih memorijskih odjeljaka u taj jedan prozor. To je zahtijevalo korištenje prilagođenog upravljačkog programa. Također je trebala karticu za proširenje s više fizičke memorije, barem u početku. Kasnije generacije, s CPU podrškom, mogle bi koristiti softver za mapiranje proširene memorije u proširenu memoriju. To je, međutim, zahtijevalo CPU podršku kao i prisutnost dodatne memorije za mapiranje. Softver je također trebalo konfigurirati da bi se mogao koristiti.

Kako je funkcioniralo?

Proširena memorija radila je korištenjem prozorskog dijela memorije. Mapiran je iz 1 u 1 u veći skup memorije. Preslikavanje 1 u 1, međutim, ne dopušta korištenje više memorije. Umjesto toga, po potrebi, upravljački program bi zamijenio mapiranje na drugi dio ili banku proširene memorije. Ovo je kao da mijenjate pozadinu radne površine. Još uvijek imate isti monitor, ali novu sliku. Softver je morao pratiti koja banka proširene memorije sadrži koje podatke, kritičan zadatak ako je želio pozvati te podatke.

Potreba za zamjenom banaka doista je značila da je izvedba pala u usporedbi s većim nativnim skupom memorije. Gdje je to bilo moguće, korištenje proširene memorije bilo bi bolje. Ali u sustavima i softveru ograničenim na to ograničenje memorije od 1MiB, proširena memorija nudila je jedini način da se dobije više memorije.

Prvi mainstream javni sustav koji je koristio proširenu memoriju bio je LIM EMS 3.0. LIM je bio akronim triju tvrtki koje su ga izradile, Lotus Development, Intel i Microsoft. EMS je kratica za Expanded Memory Specification. Verzija 3.0 mogla je dodati 4 MiB na PC. Prema modernim standardima, to je zapravo ništa, ali to je upeterostručilo memorijski kapacitet IBM PC-a. Konačna verzija EMS-a, verzija 4.0, nudila je podršku za do 32MiB memorije.

Verzija 3.2 bila je prva verzija u kojoj su stvarni proizvodi izašli na tržište. Koristio je prozor od 64KiB, podijeljen na četiri stranice od 16KiB, kako bi se osigurala stabilnost prilikom prebacivanja stranica.

Odbiti

Do 1990-ih, grafički operacijski sustavi poput Windowsa preuzimaju operativne sustave temeljene na tekstu poput DOS-a. Ovo je posljednji čavao u lijes za proširenu memoriju. Proširena memorija uvijek je bila težak posao. Implementiran je kako bi se riješio problem funkcionalnosti koji bi inače zahtijevao potpunu zamjenu hardvera. Novije generacije računala temeljenih na DOS-u nisu bile ograničene na 1 MB RAM-a. Ipak, softver je morao dopustiti to malo zbog goleme baze instaliranih korisnika.

Prelazak na potpuno nove klase operativnih sustava omogućio je da se zaštićeni način rada, s podrškom za veća memorijska spremišta i adrese virtualne memorije, koristi na odgovarajući način. Prebacivanje na korištenje većih skladišta memorije putem zaštićenog načina prema zadanim postavkama označilo je smrtno zvono za proširenu memoriju. Cijeli koncept memorijskih područja u biti je zastario.

Zaključak

Proširena memorija je izraz koji se koristio za označavanje prakse straničenja u i van banaka memorije preko adrese prozora u gornjem području memorije. Cijeli koncept razvijen je kako bi se zaobišlo tvrdo ograničenje memorije od 1MiB za IBM PC uzrokovano ograničenjima CPU-a. Bilo je nemoguće dodati novi memorijski prostor. Ipak, bilo je moguće više puta koristiti dio memorije korištenjem, a zatim izmjenom dijelova memorije i njihovim vraćanjem po potrebi. Za to je bio potreban poseban upravljački program kao i hardver. Kasnije implementacije mogle su izvršavati hardverske funkcije u softveru, iako se to temeljilo na prethodnoj prisutnosti više memorije za korištenje.

Proširena memorija bila je problem uzrokovan IBM PC-om i potrebom da se osigura kompatibilan softver, ali također i sposobnost korištenja veće količine RAM-a nego što je to bilo moguće. Pojava grafičkih operativnih sustava, kao što je Windows, promijenila je krajolik kompatibilnosti operativnih sustava. Budući da su u tom trenutku bili sposobni nativno adresirati mnogo više od 1MiB memorije koliko je bilo originalno računalo, problem i potreba za rješenjem proširene memorije su nestali. Koncept je u biti zastario od ranih 1990-ih.