Mi az a bővített memória?

Az 1981-ben kiadott IBM PC játékmódot hozott a számítógépek számára. Viharral vette át a piacot, és teljesen dominánssá vált. Ennyi sikerrel és a hardver nyílt szabványnak köszönhetően hamarosan megjelentek a klónok. Számos szoftver is készült PC-re. Ezeknek figyelembe kellett venniük a korlátait, és bizonyos esetekben támaszkodniuk kellett rájuk. Ez a sajátosságokra való támaszkodás és piaci dominanciája kitörölhetetlen nyomot hagyott az otthoni számítógépek piacán.

A PC fő problémája az volt, hogy csak 1 MiB memóriát tudott kezelni. Ezt kellett használni a RAM-hoz, valamint a BIOS-hoz, az operációs rendszerhez és bármilyen bővítő hardverhez, például videoadapterekhez. Ez nem volt túl nagy probléma a kiadáskor, mivel a memóriaárak egekbe szöktek, és a szoftvergyártók gyakorlatilag önmaguktól estek, hogy szoftvereiket kompatibilissé tegyék. Ahogy a memóriaárak csökkentek, és több memóriaigényes program jelent meg, ez problémává vált.

Az IBM PC utódai újabb CPU-kat tartalmaztak, amelyek több RAM-ot tudtak kezelni. Sok program azonban pontosan a számítógép RAM-elrendezéséhez szabta a szoftverét, és nem tudta kihasználni ezt az extra memóriaterületet. Ezzel szemben sok embernek még mindig volt korlátozott RAM-mal rendelkező PC-je, de olyan szoftvereket akartak betölteni, amelyeknek több RAM-ra van szükségük. A megoldás a bővített memória volt.

Kibővített memória

A bővített memória a bankváltásra utal a felső területen, hogy több memóriát biztosítson ugyanazon a területen. A PC két részre osztotta fel 1 MB memóriáját, a RAM-ként használt hagyományos memóriaterületre és a felső memóriaterületre, amelyet BIOS ROM-ként és bővítőkártyákként használnak. A felső memóriaterületek egy részét már korábban is lehetett RAM-ként használni, például a két grafikus rész egyikét. Ez a technika azonban csak néhány KiB memóriához biztosított hozzáférést. A kapacitás növeléséhez memóriabővítésre volt szükség.

A bővített memória olyan memóriaterületet használ, amely például egy grafikus eszköz számára van lefoglalva, de nincs használatban. Ezután egy bankrendszert használt az extra memóriarészek be- és kilapozására az adott ablakba. Ehhez egyéni illesztőprogram használatára volt szükség. Ehhez is kellett egy több fizikai memóriával rendelkező bővítőkártya, legalábbis eleinte. A CPU-támogatással rendelkező későbbi generációk szoftverek segítségével a bővített memóriát kiterjesztett memóriára képezhetik le. Ehhez azonban szükség volt CPU-támogatásra, valamint extra memória jelenlétére a leképezéshez. A szoftvert is konfigurálni kellett ahhoz, hogy használni lehessen.

Hogyan működött?

A bővített memória a memória ablakrészének felhasználásával működött. 1-ről 1-re lett leképezve egy nagyobb memóriakészletre. Az 1-es leképezés azonban nem teszi lehetővé több memória használatát. Ehelyett szükség esetén az illesztőprogram a kibővített memória másik részére vagy bankjára cseréli a leképezést. Ez olyan, mint az asztal hátterének megváltoztatása. Még mindig ugyanaz a monitorod van, de egy új kép. A szoftvernek nyomon kellett követnie, hogy a bővített memória melyik bankja milyen adatokat tartalmaz, ami kritikus feladat, ha ezeket az adatokat vissza akarta hívni.

A bankok cseréje azt jelentette, hogy a teljesítmény csökkent a nagyobb natív memóriakészlethez képest. Ahol lehetséges, a bővített memória használata jobb lett volna. Az erre az 1 MB memóriakorlátra korlátozott rendszerekben és szoftverekben azonban a bővített memória kínálta az egyetlen módszert a több memória megszerzésére.

Az első nyilvános rendszer, amely bővített memóriát használt, a LIM EMS 3.0 volt. A LIM a három cég, a Lotus Development, az Intel és a Microsoft rövidítése. Az EMS az Expanded Memory Specification rövidítése. A 3.0-s verzió 4 MiB-ot tudott hozzáadni a számítógéphez. A modern szabványok szerint ez lényegében semmi, de ez megötszörözte az IBM PC memóriakapacitását. Az EMS végleges verziója, a 4.0-s verzió akár 32 MB memóriát is támogat.

A 3.2-es verzió volt az első olyan verzió, amely valódi termékeket jelentett a piacon. 64 KiB-os ablakot használt, négy 16 KiB-os oldalra osztva, hogy stabilitást biztosítson az oldalak kiváltásakor.

Hanyatlás

Az 1990-es évekre a grafikus operációs rendszerek, mint például a Windows, átvették a szövegalapú operációs rendszereket, például a DOS-t. Ez az utolsó szöget a koporsóba helyezte a bővített memória érdekében. A memóriabővítés mindig egy kicsit durva munka volt. Egy olyan működési probléma kijavítására valósították meg, amely egyébként teljes hardvercserét igényelt volna. A DOS-alapú számítógépek újabb generációi nem korlátozódtak 1 MB RAM-ra. Ennek ellenére a szoftvernek ezt a keveset kellett engednie a hatalmas telepített felhasználói bázis miatt.

Az operációs rendszerek teljesen új osztályaira való átállás lehetővé tette a védett mód megfelelő kihasználását a nagyobb memóriakészletek és virtuális memóriacímek támogatásával. A nagyobb memóriakészletek védett módban való használatára való váltás alapértelmezés szerint a bővített memória halálcsendjét jelezte. A memóriaterületek teljes koncepciója lényegében elavulttá vált.

Következtetés

A kiterjesztett memória kifejezés a memóriabankok be- és kilapozásának gyakorlatára utalt egy ablakcímen keresztül a felső memóriaterületen. Az egész koncepciót úgy fejlesztették ki, hogy megkerülje az IBM PC CPU-korlátozások miatti kemény 1 MB memóriakorlátját. Lehetetlen volt új memóriaterületet hozzáadni. Ennek ellenére lehetséges volt a memória egy részét ismételten használni a memóriarészek felhasználásával, majd kicserélésével, és szükség esetén visszacserélésével. Ehhez speciális illesztőprogramra és hardverre volt szükség. A későbbi megvalósítások a hardver funkciókat szoftveresen is elláthatták, bár ez a már meglévő több használható memória meglétén alapult.

A memóriabővülést az IBM PC és a kompatibilis szoftverek szükségessége okozta, de a lehetségesnél jelentősebb mennyiségű RAM használatára is alkalmas. A grafikus operációs rendszerek, például a Windows megjelenése megváltoztatta az operációs rendszer kompatibilitási környezetét. Mivel akkoriban sokkal többet tudtak natívan kezelni, mint az eredeti PC 1 MiB memóriája, a probléma és a bővített memória megoldásának szükségessége elpárolgott. A koncepció az 1990-es évek eleje óta lényegében elavult.