Kas yra išplėstinė atmintis?

1981 m. išleistas IBM kompiuteris pakeitė kompiuterinius žaidimus. Ji užvaldė rinką ir tapo visiškai dominuojančia. Turint tokią didelę sėkmę, o aparatinė įranga tapo atviru standartu, netrukus pasirodė klonai. Daugelis programinės įrangos programų taip pat buvo sukurtos kompiuteriui. Tai turėjo atsižvelgti į jos apribojimus ir kai kuriais atvejais jais pasikliauti. Ši priklausomybė nuo specifinių savybių ir jos dominavimas rinkoje paliko neišdildomą pėdsaką namų kompiuterių rinkoje.

Pagrindinė kompiuterio problema buvo ta, kad jis galėjo apdoroti tik 1 MB atminties. Tai turėjo būti naudojama RAM, taip pat BIOS, operacinei sistemai ir bet kokiai išplėtimo aparatūrai, pavyzdžiui, vaizdo adapteriams. Išleidžiant tai nebuvo per didelė problema, nes atminties kainos buvo labai didelės, o programinės įrangos pardavėjai praktiškai nusileido, kad jų programinė įranga būtų suderinama. Nukritus atminties kainoms ir išleidžiant daugiau atminties reikalaujančių programų, tai tapo problema.

IBM PC įpėdiniai apėmė naujesnius procesorius, kurie galėjo skirti daugiau RAM. Tačiau daugelis programų savo programinę įrangą tiksliai pritaikė prie kompiuterio RAM išdėstymo ir negalėjo išnaudoti šios papildomos atminties vietos. Ir atvirkščiai, daugelis žmonių vis dar turėjo kompiuterius su ribota RAM, bet norėjo turėti galimybę įkelti programinę įrangą, kuriai reikia daugiau RAM. Sprendimas buvo išplėsta atmintis.

Išplėsta atmintis

Išplėstinė atmintis reiškia banko perjungimą viršutinėje srityje, kad toje pačioje erdvėje būtų daugiau atminties. Kompiuteris savo 1 MB atminties padalino į dvi sritis: įprastą atminties sritį, naudojamą kaip RAM, ir viršutinę atminties sritį, naudojamą kaip BIOS ROM ir išplėtimo kortelėms. Kai kurias viršutines atminties sritis jau buvo galima naudoti kaip RAM, pavyzdžiui, vieną iš dviejų sekcijų, skirtų grafikai. Tačiau ši technika suteikė prieigą tik prie kelių KiB atminties. Norint padidinti talpą, reikėjo išplėsti atmintį.

Išplėstinė atmintis naudoja nenaudojamą atminties sritį, pvz., skirtą grafiniam įrenginiui. Tada jis naudojo bankų sistemą, kad į tą vieną langą būtų įtrauktos ir išvestos papildomos atminties dalys. Tam reikėjo naudoti pasirinktinę tvarkyklę. Taip pat reikėjo išplėtimo kortelės su didesne fizine atmintimi, bent jau iš pradžių. Vėlesnės kartos, palaikančios centrinį procesorių, galėjo naudoti programinę įrangą išplėstai atminčiai susieti su išplėstine atmintimi. Tačiau tam reikėjo procesoriaus palaikymo ir papildomos atminties. Programinę įrangą taip pat reikėjo sukonfigūruoti, kad būtų galima ją naudoti.

Kaip tai suveikė?

Išplėstinė atmintis veikė naudojant lango atminties dalį. Jis buvo susietas nuo 1 iki 1 į didesnį atminties telkinį. Tačiau susiejimas nuo 1 iki 1 neleidžia naudoti daugiau atminties. Vietoj to, kai reikia, vairuotojas pakeistų atvaizdavimą į kitą išplėstinės atminties dalį arba banką. Tai tarsi darbalaukio fono keitimas. Jūs vis dar turite tą patį monitorių, bet naują vaizdą. Programinė įranga turėjo sekti, kuriame išplėstinės atminties banke kokie duomenys yra, o tai buvo labai svarbi užduotis, jei ji nori tuos duomenis prisiminti.

Reikėjo apsikeisti bankais, palyginti su didesniu vietinės atminties fondu, našumas sumažėjo. Jei įmanoma, būtų buvę geriau naudoti išplėstinę atmintį. Tačiau sistemose ir programinėje įrangoje, kuri apribota iki 1 MB atminties limito, išplėstinė atmintis buvo vienintelis būdas gauti daugiau atminties.

Pirmoji pagrindinė viešoji sistema, naudojusi išplėstinę atmintį, buvo LIM EMS 3.0. LIM buvo trijų jį sukūrusių kompanijų – „Lotus Development“, „Intel“ ir „Microsoft“ – akronimas. EMS reiškia išplėstinės atminties specifikaciją. 3.0 versija galėjo pridėti 4 MiB prie kompiuterio. Pagal šiuolaikinius standartus tai iš esmės nieko, bet tai penkis kartus padidino IBM kompiuterio atminties talpą. Galutinė EMS versija, 4.0 versija, palaiko iki 32 MB atminties.

3.2 versija buvo pirmoji versija, kurios rinkoje pasirodė tikri produktai. Jame buvo naudojamas 64 KiB langas, padalintas į keturis 16 KiB puslapius, kad būtų užtikrintas stabilumas išjungiant puslapius.

Atmesti

Iki dešimtojo dešimtmečio grafinės operacinės sistemos, tokios kaip „Windows“, perėmė teksto operacines sistemas, tokias kaip DOS. Tai padėjo paskutinę vinį į karstą, kad būtų išplėsta atmintis. Išplėsta atmintis visada buvo šiek tiek sudėtingas darbas. Jis buvo įdiegtas siekiant išspręsti funkcionalumo problemą, dėl kurios kitu atveju būtų reikėję visiškai pakeisti aparatinę įrangą. Naujesnės kartos DOS pagrįsti kompiuteriai neapsiribojo 1 MB RAM. Vis dėlto programinė įranga turėjo leisti tiek mažai dėl didžiulės įdiegtos vartotojų bazės.

Perėjimas prie visiškai naujų operacinių sistemų klasių leido tinkamai panaudoti apsaugotą režimą, palaikantį didesnius atminties telkinius ir virtualiosios atminties adresus. Perėjimas prie didesnių atminties telkinių naudojant apsaugotą režimą pagal numatytuosius nustatymus reiškė mirties klaidą išplėsti atmintį. Visa atminties sričių koncepcija iš esmės buvo pasenusi.

Išvada

Išplėstinė atmintis buvo terminas, naudojamas apibūdinti atminties bankų puslapių įvedimą ir išvedimą per lango adresą viršutinėje atminties srityje. Visa koncepcija buvo sukurta siekiant apeiti IBM kompiuterio 1 MB atminties limitą, kurį sukelia procesoriaus apribojimai. Neįmanoma pridėti naujos atminties vietos. Vis dėlto buvo galima pakartotinai naudoti atminties dalį, naudojant, tada keičiant atminties dalis ir prireikus jas sukeičiant atgal. Tam reikėjo specialios tvarkyklės ir techninės įrangos. Vėlesni diegimai galėjo atlikti aparatinės įrangos funkcijas programinėje įrangoje, nors tai buvo pagrįsta iš anksto turima daugiau atminties.

Išplėstinė atmintis buvo problema, kurią sukėlė IBM kompiuteris ir poreikis pateikti suderinamą programinę įrangą, tačiau taip pat gali naudoti daugiau RAM, nei buvo įmanoma. Grafinių operacinių sistemų, tokių kaip „Windows“, atsiradimas pakeitė operacinių sistemų suderinamumo aplinką. Kadangi tuo metu jie galėjo iš esmės apdoroti daug daugiau nei 1 MB atminties, kokia buvo originaliame kompiuteryje, problema ir išplėstinės atminties sprendimo poreikis išgaravo. Ši koncepcija iš esmės paseno nuo dešimtojo dešimtmečio pradžios.