Čo je rozšírená pamäť?

IBM PC, vydané v roku 1981, znamenalo pre počítače zásadnú zmenu. Trh to vzalo útokom a stalo sa úplne dominantným. S takým úspechom a jeho hardvérom ako otvoreným štandardom sa čoskoro objavili klony. Mnoho softvérových programov bolo navrhnutých aj pre PC. Tie museli počítať s jeho obmedzeniami a v niektorých prípadoch sa na ne spoliehať. Toto spoliehanie sa na špecifické vlastnosti a jeho dominancia na trhu zanechali nezmazateľnú stopu na trhu domácich počítačov.

Hlavným problémom PC bolo, že dokázal adresovať iba 1 MiB pamäte. Toto sa muselo použiť pre RAM, ako aj pre BIOS, operačný systém a akýkoľvek rozširujúci hardvér, ako sú video adaptéry. Pri vydaní to nebol príliš veľký problém, pretože ceny pamätí boli vysoké a dodávatelia softvéru sa prakticky prepadli, aby bol ich softvér kompatibilný. Keďže ceny pamätí klesali a uvoľňovali sa programy náročnejšie na pamäť, stalo sa to problémom.

Následníci IBM PC obsahovali novšie CPU, ktoré dokázali adresovať viac RAM. Mnohé programy však prispôsobili svoj softvér presne na mieru rozloženia RAM počítača a nemohli využiť tento extra pamäťový priestor. Naopak, veľa ľudí malo stále počítače s obmedzenou pamäťou RAM, ale chceli mať možnosť načítať softvér, ktorý potrebuje viac pamäte RAM. Riešením bola rozšírená pamäť.

Rozšírená pamäť

Rozšírená pamäť sa týka prepínania bánk v hornej oblasti, aby sa na rovnakom priestore ponúklo viac pamäte. Počítač rozdelil svoju 1MiB pamäte na dve oblasti, konvenčnú pamäťovú oblasť používanú ako RAM a hornú pamäťovú oblasť, ktorá sa používa ako BIOS ROM a pre rozširujúce karty. Už bolo možné použiť niektoré horné pamäťové oblasti ako RAM, ako napríklad jednu z dvoch častí vyhradených pre grafiku. Táto technika však poskytla prístup iba k niekoľkým ďalším KiB pamäte. Na zvýšenie kapacity bola potrebná rozšírená pamäť.

Rozšírená pamäť využíva oblasť pamäte, napríklad oblasť pridelenú grafickému zariadeniu, ktorá sa nepoužíva. Potom použil systém bánk na zalistovanie a odoslanie extra pamäťových sekcií do tohto jedného okna. To si vyžadovalo použitie vlastného ovládača. Potrebovala tiež rozširujúcu kartu s väčšou fyzickou pamäťou, aspoň na začiatku. Neskoršie generácie s podporou CPU mohli použiť softvér na mapovanie rozšírenej pamäte na rozšírenú pamäť. To si však vyžadovalo podporu CPU, ako aj prítomnosť dodatočnej pamäte na mapovanie. Softvér bolo tiež potrebné nakonfigurovať, aby ho bolo možné používať.

Ako to fungovalo?

Rozšírená pamäť fungovala s využitím časti okna pamäte. Bol mapovaný od 1 do 1 do väčšej oblasti pamäte. Mapovanie 1 na 1 však neumožňuje použitie ďalšej pamäte. Namiesto toho v prípade potreby ovládač vymení mapovanie na inú časť alebo banku rozšírenej pamäte. Je to ako zmena pozadia pracovnej plochy. Stále máte rovnaký monitor, ale nový obrázok. Softvér musel sledovať, ktorá banka rozšírenej pamäte obsahuje aké údaje, čo bola kritická úloha, ak chcel tieto údaje vyvolať.

Nutnosť výmeny bánk znamenala, že výkon bol nižší v porovnaní s väčším fondom natívnej pamäte. Ak je to možné, bolo by lepšie použiť rozšírenú pamäť. Ale v systémoch a softvéri obmedzených na tento limit pamäte 1 MiB ponúkala expandovaná pamäť jediný spôsob, ako získať viac pamäte.

Prvým bežným verejným systémom, ktorý používal rozšírenú pamäť, bol LIM EMS 3.0. LIM bola skratka troch spoločností, ktoré ho vyrobili, Lotus Development, Intel a Microsoft. EMS je skratka pre Expanded Memory Specification. Verzia 3.0 dokázala pridať do PC 4 MiB. Podľa moderných štandardov to v podstate nie je nič, ale päťnásobne to zvyšuje pamäťovú kapacitu IBM PC. Finálna verzia EMS, verzia 4.0, ponúkala podporu až 32MiB pamäte.

Verzia 3.2 bola prvou verziou, v ktorej sa na trh dostali skutočné produkty. Použilo 64KiB okno, rozdelené do štyroch 16KiB stránok, na zabezpečenie stability pri prepínaní stránok.

Odmietnuť

V deväťdesiatych rokoch grafické operačné systémy ako Windows prevzali textové operačné systémy ako DOS. Tým sa dal posledný klinec do rakvy pre rozšírenú pamäť. Rozšírená pamäť bola vždy tak trochu bodgová práca. Bol implementovaný na opravu funkčného problému, ktorý by si inak vyžadoval úplnú výmenu hardvéru. Novšie generácie počítačov so systémom DOS neboli obmedzené na 1 MB pamäte RAM. Softvér však musel počítať s tým málom kvôli obrovskej nainštalovanej používateľskej základni.

Prechod na úplne nové triedy operačných systémov umožnil vhodné využitie chráneného režimu s podporou väčších pamäťových oblastí a adries virtuálnej pamäte. Prechod na používanie väčších pamäťových oblastí cez chránený režim v predvolenom nastavení signalizoval umieračik pre rozšírenú pamäť. Celý koncept pamäťových oblastí bol v podstate zastaraný.

Záver

Rozšírená pamäť bol termín používaný na označenie praxe stránkovania dnu a von z banky pamäte prostredníctvom adresy okna v hornej oblasti pamäte. Celý koncept bol vyvinutý tak, aby obišiel pevný limit 1MiB pamäte IBM PC spôsobený obmedzeniami CPU. Nebolo možné pridať nový pamäťový priestor. Napriek tomu bolo možné opakovane používať časť pamäte použitím a následným vymieňaním častí pamäte a ich výmenou späť, keď to bolo potrebné. To si vyžadovalo špeciálny ovládač, ako aj hardvér. Neskoršie implementácie mohli vykonávať hardvérové ​​funkcie v softvéri, hoci to bolo založené na už existujúcej prítomnosti väčšej pamäte na použitie.

Rozšírená pamäť bola problémom spôsobeným počítačom IBM PC a potrebou poskytnúť kompatibilný softvér, ale zároveň bola schopná využívať väčšie množstvo pamäte RAM, ako bolo možné. Príchod grafických operačných systémov, ako je Windows, zmenil prostredie kompatibility operačných systémov. Keďže boli v tom momente schopné natívne adresovať oveľa viac ako 1MiB pamäte pôvodného počítača, problém a potreba riešenia rozšírenej pamäte sa vyparili. Koncept je od začiatku 90. rokov v podstate zastaraný.