Vad är utökat minne?

Släppt 1981, IBM PC var en spelväxlare för datorer. Det tog marknaden med storm och blev helt dominerande. Med den stora framgången och dess hårdvara en öppen standard, dök det snart upp kloner. Många program var också designade för PC. Dessa var tvungna att ta hänsyn till dess begränsningar och i vissa fall förlita sig på dem. Detta beroende av specifika egenskaper och dess marknadsdominans lämnade ett outplånligt märke på hemdatormarknaden.

Datorns huvudproblem var att den bara kunde hantera 1MiB minne. Detta måste användas för RAM, såväl som BIOS, operativsystem och eventuell expansionshårdvara, såsom videoadaptrar. Detta var inte ett alltför stort problem vid lanseringen eftersom minnespriserna var skyhöga och mjukvaruleverantörer föll praktiskt taget över sig själva för att göra sin mjukvara kompatibel. När minnespriserna sjönk och mer minneskrävande program släpptes blev detta ett problem.

Efterföljare till IBM PC inkluderade nyare processorer som kunde adressera mer RAM. Många program hade dock skräddarsytt sin programvara exakt till PC:ns RAM-layout och kunde inte dra nytta av det extra minnesutrymmet. Omvänt hade många fortfarande datorer med begränsat RAM-minne men ville ha möjligheten att ladda programvara som behövde mer RAM-minne. Lösningen var utökat minne.

Utökat minne

Utökat minne hänvisar till bankväxling i det övre området för att erbjuda mer minne i samma utrymme. PC:n delade upp sitt 1MiB minne i två områden, det konventionella minnesområdet som används som RAM, och det övre minnesområdet, som används som BIOS ROM och för expansionskort. Det hade redan varit möjligt att använda några av de övre minnesområdena som RAM, till exempel en av de två sektionerna som tilldelats grafik. Denna teknik gav dock bara tillgång till några fler KiB minne. Utökat minne behövdes för att öka kapaciteten.

Utökat minne använder ett minnesområde, till exempel det som är tilldelat för en grafikenhet, som inte används. Den använde sedan ett system av banker för att bläddra in och ut extra minnessektioner till det ena fönstret. Detta krävde användning av en anpassad drivrutin. Den behövde också ett expansionskort med mer fysiskt minne, åtminstone till en början. Senare generationer, med CPU-stöd, skulle kunna använda programvara för att mappa utökat minne till utökat minne. Detta krävde dock CPU-stöd samt närvaron av extra minne att mappa till. Programvaran behövde också konfigureras för att kunna använda den.

Hur fungerade det?

Utökat minne fungerade genom att använda en fönstersektion av minnet. Det mappades från 1 till 1 till en större minnespool. Mappning 1 till 1 tillåter dock inte användningen av mer minne. Istället, när det behövs, skulle föraren byta mappningen till en annan del, eller bank, av utökat minne. Det är som att ändra skrivbordsbakgrunden. Du har fortfarande samma bildskärm men en ny bild. Mjukvaran var tvungen att hålla reda på vilken bank av utökat minne som innehöll vilken data, en kritisk uppgift om den ville återkalla dessa data.

Att behöva byta bank innebar att prestandan sjönk jämfört med en större inbyggd minnespool. Om möjligt hade det varit bättre att använda utökat minne. Men i system och mjukvara begränsade till den 1MiB minnesgränsen, erbjöd utökat minne den enda metoden för att få mer minne.

Det första vanliga offentliga systemet som använde utökat minne var LIM EMS 3.0. LIM var en förkortning av de tre företag som gjorde det, Lotus Development, Intel och Microsoft. EMS står för Expanded Memory Specification. Version 3.0 kunde lägga till 4 MiB till datorn. Med moderna standarder är det i princip ingenting, men det femdubblade minneskapaciteten hos IBM PC. Den slutliga versionen av EMS, version 4.0, erbjöd stöd för upp till 32 MB minne.

Version 3.2 var den första versionen som såg riktiga produkter komma ut på marknaden. Den använde ett 64KiB-fönster, uppdelat i fyra 16KiB-sidor, för att ge stabilitet vid byte av sida.

Nedgång

På 1990-talet tog grafiska operativsystem som Windows över textbaserade operativsystem som DOS. Detta satte den sista spiken i kistan för utökat minne. Utökat minne var alltid lite av ett loppisjobb. Det implementerades för att åtgärda ett funktionsproblem som annars skulle ha krävt ett komplett maskinvarubyte. Nyare generationer av DOS-baserade datorer var inte begränsade till 1 MB RAM. Ändå var programvaran tvungen att tillåta det lilla på grund av den stora installerade användarbasen.

Bytet till helt nya klasser av operativsystemen gjorde att skyddat läge, med dess stöd för större minnespooler och virtuella minnesadresser, kunde användas på lämpligt sätt. Bytet till att använda större minnespooler via skyddat läge som standard signalerade dödsstöten för utökat minne. Hela konceptet med minnesområdena gjordes i huvudsak föråldrat.

Slutsats

Utökat minne var termen som användes för att hänvisa till bruket att söka in och ut minnesbanker via en fönsteradress i det övre minnesområdet. Hela konceptet utvecklades för att kringgå IBM PC:s hårda minnesgräns på 1MiB orsakad av CPU-begränsningar. Det var omöjligt att lägga till nytt minnesutrymme. Ändå var det möjligt att använda en del av minnet upprepade gånger genom att använda och sedan byta ut delar av minnet och byta in dem igen när det behövdes. För att göra det krävdes en speciell drivrutin samt hårdvara. Senare implementeringar kunde utföra hårdvarufunktionerna i mjukvara, även om det var baserat på den redan existerande närvaron av mer minne att använda.

Utökat minne var ett problem som orsakades av IBM PC:n och behovet av att tillhandahålla kompatibel programvara men också kapabla att använda mer betydande mängder RAM än vad som var möjligt. Tillkomsten av grafiska operativsystem, såsom Windows, förändrade operativsystemets kompatibilitetslandskap. Eftersom de vid den tidpunkten var kapabla att hantera mycket mer än de 1 MB minne som den ursprungliga datorn var, försvann problemet och behovet av lösningen med utökat minne. Konceptet har i princip varit föråldrat sedan början av 1990-talet.