Hva er utvidet minne?

IBM PC-en ble utgitt i 1981 og var en spillveksler for datamaskiner. Det tok markedet med storm, og ble fullstendig dominerende. Med så mye suksess og maskinvaren en åpen standard, dukket det snart opp kloner. Mange programmer ble også utviklet for PC-en. Disse måtte ta hensyn til sine begrensninger og i noen tilfeller stole på dem. Denne avhengigheten av spesifikke funksjoner og markedsdominansen satte et uutslettelig preg på hjemmedatamarkedet.

PC-ens hovedproblem var at den bare kunne adressere 1MiB minne. Dette måtte brukes til RAM, så vel som BIOS, operativsystem og eventuell utvidelsesmaskinvare, for eksempel videoadaptere. Dette var ikke et så stort problem ved utgivelsen ettersom minneprisene var skyhøye, og programvareleverandører falt praktisk talt over seg selv for å gjøre programvaren kompatibel. Etter hvert som minneprisene falt og mer minnekrevende programmer ble utgitt, ble dette et problem.

Etterfølgere til IBM PC inkluderte nyere CPUer som kunne adressere mer RAM. Mange programmer hadde imidlertid skreddersydd programvaren sin nøyaktig til PCens RAM-oppsett og kunne ikke dra nytte av den ekstra minneplassen. Motsatt hadde mange fortsatt PC-er med begrenset RAM, men ønsket muligheten til å laste inn programvare som trengte mer RAM. Løsningen var utvidet minne.

Utvidet minne

Utvidet minne refererer til bankbytte i det øvre området for å tilby mer minne på samme plass. PC-en delte 1MiB minne i to områder, det konvensjonelle minneområdet brukt som RAM, og det øvre minneområdet, brukt som BIOS ROM og for utvidelseskort. Det hadde allerede vært mulig å bruke noen av de øvre minneområdene som RAM, for eksempel en av de to seksjonene som er tildelt grafikk. Denne teknikken ga imidlertid bare tilgang til noen få flere KiB minne. Utvidet minne var nødvendig for å øke kapasiteten.

Utvidet minne bruker et minneområde, for eksempel det som er tildelt for en grafikkenhet, som ikke er i bruk. Den brukte deretter et system med banker for å bla inn og ut ekstra minneseksjoner til det ene vinduet. Dette krevde bruk av en tilpasset driver. Den trengte også et utvidelseskort med mer fysisk minne, i det minste først. Senere generasjoner, med CPU-støtte, kunne bruke programvare for å kartlegge utvidet minne til utvidet minne. Dette krevde imidlertid CPU-støtte så vel som tilstedeværelsen av ekstra minne å kartlegge til. Programvaren måtte også konfigureres for å kunne bruke den.

Hvordan fungerte det?

Utvidet minne fungerte ved å bruke en vindusdel av minnet. Det ble kartlagt fra 1 til 1 til en større hukommelse. Kartlegging 1 til 1 tillater imidlertid ikke bruk av mer minne. I stedet, når det var nødvendig, ville sjåføren bytte kartleggingen til en annen del, eller bank, av utvidet minne. Dette er som å endre skrivebordsbakgrunnen. Du har fortsatt den samme skjermen, men et nytt bilde. Programvaren måtte holde styr på hvilken bank av utvidet minne som inneholdt hvilke data, en kritisk oppgave hvis den ønsket å tilbakekalle disse dataene.

Å måtte bytte bank betydde at ytelsen gikk ned sammenlignet med et større internt minnepool. Der det var mulig, ville det vært bedre å bruke utvidet minne. Men i systemer og programvare begrenset til den 1MiB minnegrensen, tilbød utvidet minne den eneste metoden for å få mer minne.

Det første vanlige offentlige systemet som brukte utvidet minne var LIM EMS 3.0. LIM var et akronym av de tre selskapene som laget det, Lotus Development, Intel og Microsoft. EMS står for Expanded Memory Specification. Versjon 3.0 var i stand til å legge til 4 MiB til PC-en. Etter moderne standarder er det egentlig ingenting, men det femdoblet minnekapasiteten til IBM PC. Den endelige versjonen av EMS, versjon 4.0, tilbød støtte for opptil 32 MB minne.

Versjon 3.2 var den første versjonen som så ekte produkter på markedet. Den brukte et 64KiB-vindu, delt inn i fire 16KiB-sider, for å gi stabilitet når du byttet ut sider.

Avslå

På 1990-tallet tok grafiske operativsystemer som Windows over tekstbaserte operativsystemer som DOS. Dette satte den siste spikeren i kisten for utvidet hukommelse. Utvidet hukommelse var alltid litt av en bodgejobb. Den ble implementert for å fikse et funksjonsproblem som ellers ville ha krevd en fullstendig maskinvareutskifting. Nyere generasjoner av DOS-baserte PC-er var ikke begrenset til 1 MB RAM. Likevel måtte programvaren tillate det lille på grunn av den enorme installerte brukerbasen.

Byttingen til helt nye klasser av operativsystemene gjorde at beskyttet modus, med støtte for større minnepooler og virtuelle minneadresser, kunne brukes på riktig måte. Byttet til å bruke større minnebassenger via beskyttet modus som standard signaliserte dødsstøtet for utvidet minne. Hele konseptet med minneområdene ble i hovedsak gjort foreldet.

Konklusjon

Utvidet minne var begrepet som ble brukt for å referere til praksisen med å søke inn og ut minnebanker via en vindusadresse i det øvre minneområdet. Hele konseptet ble utviklet for å omgå IBM PCs harde 1MiB minnegrense forårsaket av CPU-begrensninger. Det var umulig å legge til ny minneplass. Likevel var det mulig å bruke en del av minnet gjentatte ganger ved å bruke og deretter bytte ut deler av minnet og bytte dem inn igjen ved behov. Dette krevde en spesiell driver samt maskinvare. Senere implementeringer kunne utføre maskinvarefunksjonene i programvare, selv om det var basert på den eksisterende tilstedeværelsen av mer minne å bruke.

Utvidet minne var et problem forårsaket av IBM PC og behovet for å tilby kompatibel programvare, men også i stand til å bruke større mengder RAM enn det som var mulig. Fremkomsten av grafiske operativsystemer, for eksempel Windows, endret operativsystemets kompatibilitetslandskap. Siden de på det tidspunktet var i stand til å håndtere mye mer enn 1 MB minne den opprinnelige PC-en var, forsvant problemet og behovet for løsningen av utvidet minne. Konseptet har i det vesentlige vært foreldet siden begynnelsen av 1990-tallet.