Расширенная память

В управлении памятью DOS расширенная память - это система переключения банка , которая предоставила дополнительную память программах DOS за пределами традиционной памяти (640 киб).

Расширенная память является зонтичным термином для нескольких несовместимых технологических вариантов. Наиболее широко используемым вариантом была расширенная спецификация памяти ( EMS ), которая была разработана совместно с помощью программного обеспечения Lotus , Intel и Microsoft , так что эта спецификация иногда называлась « Lim Ems ». У Lim Ems было несколько версий. Первой широко реализованной версией была EMS 3.2, которая поддержала до 8 MIB расширенной памяти и использует части адресного пространства, обычно посвященные связи с периферийными устройствами ( верхняя память ) для карты частей расширенной памяти. EEMS , стандарт управления расширенной памяти, конкурирующий с Lim EMS 3.x, был разработан AST Research , Quadram и Ashton-Tate («AQA»); Это может сопоставить любую область нижней 1 миб. В конечном итоге EEMS был включен в LIM EMS 4.0, который поддерживал до 32 мибов расширенной памяти, а также обеспечила некоторую поддержку для многозадачности DOS. IBM, однако, создал свой собственный стандарт расширенной памяти под названием XMA .

Использование расширенной памяти стало обычным явлением в играх и бизнес-программах, таких как Lotus 1-2-3 в конце 1980-х годов до середины 1990-х годов, но его использование снизилось, когда пользователи переключались с DOS на операционные системы защищенного режима , такие как Linux , IBM ОС/2 и Microsoft Windows .

Фон

Процессор 8088 IBM PC и IBM PC/XT может обратиться к одному мегабайту (MIB или 2 ²⁰ байты) памяти. Он унаследовал этот предел с 20-битной внешней адресной шины (и общей адресации памяти) Intel 8086 . Дизайнеры ПК выделяли более низкие 640 киб ( 655 360 байтов) адресного пространства для памяти программы чтения-записи (ОЗУ), называемой обычной памятью , а оставшиеся 384 киб пространства памяти были зарезервированы для такого использования, как системный биос ,, и System Bios, Видео память и память на периферийных досках расширения.

Несмотря на то, что IBM PC AT , представленный в 1984 году, использовал чип 80286 , который мог бы решить до 16 MIB RAM в качестве расширенной памяти , он мог сделать это только в защищенном режиме . Нехватка программного обеспечения, совместимого с защищенным режимом (в нем не могли работать стандартные приложения DOS ) означали, что рынок все еще был открыт для другого решения. ^{[ 1 ]}

Чтобы сделать большую память доступной, была разработана схема переключения банка , где только выбранные части дополнительной памяти будут доступны в любой момент времени. Первоначально один 64 киб (2 ¹⁶ байты) было использовано окно памяти, называемое кадром страницы ; Позже это стало более гибким. Программы должны были быть написаны определенным образом для доступа к расширенной памяти. Окно между традиционной памятью и расширенной памятью может быть отрегулировано для доступа к различным местоположениям в расширенной памяти.

Первая попытка использовать метод переключения банка была сделана высокими системами деревьев с их досками JRAM, ^{[ 2 ]} Но это не завоевало популярность. ^{[ 1 ]} (Высокие системы деревьев позже создали доски на основе EMS, используя тот же бренд JRAM.)

Расширенная спецификация памяти (EMS)

Разработка Lotus , Intel и Microsoft сотрудничали для разработки стандарта EMS (он же Lim Ems). Первая общедоступная версия EMS, версия 3.0 позволила получить доступ до 4 MIB расширенной памяти. ^{[ Цитация необходима ]} Это было увеличено до 8 мибов с версией 3.2 спецификации. Окончательная версия EMS, версия 4.0 увеличила максимальный объем расширенной памяти до 32 MIB и поддерживает дополнительную функциональность.

Microsoft подумала, что переключение банка было неотъемлемой и временной, но необходимой мерой стопг. Захлопнув кулак по столу во время интервью Билл Гейтс сказал о расширенной памяти: «Это мусор! Это Клудж !… Но мы собираемся это сделать». Компании планировали запустить стандарт на Comdex весны 1985 года , и многие компании по расширению и программным обеспечениям объявили о своей поддержке. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Первая публичная версия стандарта EMS под названием EMS 3.0 была выпущена в 1985 году; EMS 3.0, однако, почти не видела аппаратных реализаций, прежде чем его заменили EMS 3.2. ^{[ 1 ]} EMS 3.2 использовала область 64 киб в верхних 384 киб ( верхняя область памяти ), разделенную на четыре страницы 16 киб, которые можно использовать для картирования участков расширенной памяти. ^{[ 1 ]}

В свою очередь, EMS 3.2 была улучшена группой из трех других компаний: AST Research, Quadram и Ashton-Tate, которые создали свой собственный стандарт EMS (EEMS). EEMS позволила сопоставить любую 16 KIB в нижней оперативной памяти с расширенной памятью, если она не была связана с прерывами или специальной памятью ввода -вывода, такой как сеть или видеокарты. Таким образом, целые программы могут быть включены в дополнительную оперативную память. EEMS также добавила поддержку двух наборов регистров картирования. Эти функции использовались ранними DOS -многозадачными программным обеспечением, таким как Desqview . Выпущенная в 1987 году, спецификация LIM EMS 4.0 включала практически все особенности EEMS. ^{[ 1 ]}

Новая функция, добавленная в LIM EMS 4.0, заключалась в том, что платы EMS могут иметь несколько наборов регистров картирования страниц (до 64 комплектов). Это позволило примитивной форме многозадачности DOS . Предостережение, однако, было, что в стандарте не указано, сколько наборов реестра должно иметь плату, поэтому в этом отношении была большая изменчивость между аппаратными реализациями. ^{[ 5 ]}

Расширенная спецификация памяти (EMS) - это спецификация, описывающая использование расширенной памяти. Функции EMS доступны через программное прерывание 67H. Программы, использующие EMS, должны сначала установить наличие установленного расширенного диспетчера памяти (EMM), проверив драйвер устройства с именем устройства EMMXXXX0 .

Расширенный адаптер памяти (XMA)

IBM разработала свой собственный стандарт памяти, называемый расширенным адаптером памяти (XMA); Драйвер IBM DOS, потому что это был Xmaem.sys. В отличие от EMS, доски расширения IBM могут быть рассмотрены как с использованием расширенной модели памяти, так и в качестве расширенной памяти . ^{[ 6 ]} Однако расширенный аппаратный интерфейс памяти, используемый платами XMA, несовместим с EMS, ^{[ 7 ]} но драйвер XMA2EMS.SYS предоставил эмуляцию EMS для xma pares. ^{[ 6 ]} Платы XMA были впервые введены для моделей 1986 года (обновленный) моделей 3270 ПК . ^{[ 7 ]}

Реализации

Доски расширения

Эта вставка окна памяти в периферийное адресное пространство может быть изначально выполнена только с помощью конкретных плат расширения, подключенных к шине расширения ISA компьютера. Знаменитые расширенные доски памяти 1980 -х годов были AST Rampage, IBM PS/2 80286 опция расширения памяти, адаптер AT & T Exted Memory и Intel выше платы . Учитывая цену RAM в течение периода, до нескольких сотен долларов на MIB, а также качество и репутация вышеупомянутых брендов, расширенная доска памяти была очень дорогой.

Чипсеты материнской платы

Позже, некоторые материнской платы чипсеты компьютеров на основе Intel 80286 реализовали расширенную схему памяти, которая не требовала дополнительных плат, в частности, аккуратного чипсета . Как правило, программные переключатели определяли, сколько памяти следует использовать в качестве расширенной памяти и сколько следует использовать в качестве расширенной памяти .

Драйверы устройств

Плата расширенной памяти, являющаяся аппаратным периферийным устройством, нуждалась в драйвере программного устройства , который экспортировал свои услуги. Такой драйвер устройства был назван менеджером по расширенной памяти . Его имя было переменным; Ранее упомянутые доски использовали Remm.sys (AST), PS2EMM.SYS (IBM), AEMM.SYS (AT & T) и EMM.SYS (Intel) соответственно. Позже, выражение стало связано с программными решениями, требующими процессора Intel 80386 , например, Quepliteck , QEMM , Qualitas ' 386 ^{Максимум} или по умолчанию EMM386 в MS-DOS, PC DOS и DR-DOS.

Эмуляция программного обеспечения

Начиная с 1986 года, встроенные функции управления памятью процессора Intel 80386 свободно смоделировали адресное пространство при запуске устаревшего программного обеспечения с реальным модом, что делает аппаратные решения ненужными. Расширенная память может быть моделирована в программном обеспечении.

Первая программа по расширению программного обеспечения управления (эмуляция) была CEMM , доступная в сентябре 1986 года в качестве утилиты для Compaq Deskpro 386 . Популярным и хорошо удобным коммерческим решением было QEMM QuarterDeck. Претендентом был Qualitas ' 386 ^{Максимум}Полем Функциональность была позже включена в MS-DOS 4.01 в 1989 году и в DR DOS 5.0 в 1990 году, как EMM386 .

Менеджеры по расширению программного обеспечения в целом в целом предлагали дополнительные, но тесно связанные функции. Примечательно, что они позволили использовать части верхней области памяти (UMA) (верхняя 384 киб в реальном образовательном пространстве), называемых верхними блоками памяти (UMBS) и предоставлены инструменты для загрузки небольших программ, как правило Внутри ("Loadhi" или "LoadHigh").

Взаимодействие между расширенной памятью , эмуляцией расширенной памяти и расширителями DOS в итоге регулируется спецификациями XMS, интерфейса программы виртуальной программы управления (VCPI), DOS Protected Mode (DPMI) и DOS Protected Mode Services (DPMS).

Некоторые программы эмуляции, в разговорных разговорных условиях, не полагались на функции материнской платы или 80386. Вместо этого они зарезервировали 64 киб базовой оперативной памяти для расширенного окна памяти, где они копировали данные в и из расширенной памяти или жесткого диска, когда запрошенные прикладные программы переключали страницы. Это было программно легко реализовать, но производительность была низкой. Этот метод был предложен AbodySk из вышеупомянутого программного обеспечения и несколькими программами для общего пользования .

Также возможно эмулировать EMS, используя память XMS на 286 процессорах, используя сторонние утилиты, такие как EMM286 (.sys Driver).

Отклонить

Расширенное использование памяти снизилось в 1990 -х годах. IBM AT Intel 80286 поддерживает 24 бита адресного пространства (16 MIB) в защищенном режиме и 386 поддерживаемых 32-битных адреса или 4 гигабайта (2 ³²) ОЗУ - 4096 раз больше адресуемого пространства оригинального 8086. Сам DOS не поддерживал защищенный режим, но Microsoft в конечном итоге разработала DPMI , и несколько расширителей DOS были опубликованы на основе IT. Программы DOS, такие как Doom, могут использовать такие расширители, как DOS/4G для работы в защищенном режиме, в то же время используя API DOS . В начале 1990 -х годов новые операционные системы, такие как Linux , Windows 9x , Windows NT , OS/2 и BSD/OS поддерживали защищенный режим «из коробки». Эти и аналогичные разработки сделали расширение памяти устаревшей концепцией.

Подобные понятия

Другие платформы реализовали ту же основную концепцию - дополнительную память за пределами основного адресного пространства - но технически несовместимыми способами:

Расширенное хранилище было функцией на мэйнфреймах IBM, обеспечивающих дополнительную память за пределами основной системной памяти, впервые представленную с серией высококлассных мэйнфреймов IBM 3090 в 1985 году. ^{[ 8 ]} Расширенное хранилище не может быть непосредственно решено приложениями; Функция MVS, известная как приложения «Услуги Window Services» для распределения подвижных окон для расширения хранилища в их собственном адресном пространстве. Была также функция «двигателя данных», которая могла быть вызвана для перемещения данных между основной памятью (центральное хранилище) и расширенным хранилищем; Позже было введено «асинхронное учреждение по мощности данных» (ADMF), которое позволило перемещать приложения для запроса данных между ними в фоновом режиме, в то время как они выполняли другую обработку. К середине 1990-х годов расширенное хранилище перестало быть физически отдельной памятью и стало просто логическим разделением в системной памяти, обеспеченной прошивкой; Но только после выпуска Z/VM 6.4 в ноябре 2016 года IBM наконец -то удалила всю поддержку для расширенного хранилища из своих операционных систем мэйнфрейма. ^{[ 9 ]}
Расширения Windowing Address (AWE)-это концептуально похожая функция в Microsoft Windows, используемая для включения 32-разрядных приложений для доступа к большему количеству памяти, чем 2–4 ГБ, которые могут вписаться в 32-разрядное адресное пространство. Несмотря на то, что они все еще поддерживаются текущими версиями Windows, его использование было заменено 64-битными приложениями, которые могут получить доступ к> 4 ГБ памяти напрямую.
Виртуальная память создает иллюзию доступной памяти, используя, например, дисковое хранилище .

Смотрите также

Обычная память
Управление памятью DOS
Расширенная память (XMS)
Высокая область памяти (HMA)
Наложение (программирование)
Верхняя область памяти (UMA)
Глобальная спецификация импорта EMM (драгоценные камни)
x86 Сегментация памяти
Адресудные расширения окончания (трепет)
Расширение физического адреса (PAE)

Ссылки

^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Мендельсон, Эдвард (1989-12-12). «Слот, полный оперативной памяти» . ПК Журнал . Тол. 8, нет. 21. Ziff Davis Publishing Co. с. 169–. Архивировано из оригинала 2020-02-08 . Получено 2020-02-08 .
^ «Тяги высоких систем деревьев» (Broschure). Высокие системы деревьев. Октябрь 1983.
^ Machrone, Билл (1985-05-14). «Схема памяти разрывается 640K» . ПК Журнал . Тол. 4, нет. 10. Ziff Davis Publishing Co. с. 33 . Получено 2013-10-28 .
^ «Самые запоминающиеся технологические шлебцы» . ПК Журнал . Январь 2008 г. с. 88–89 . Получено 2020-09-05 .
^ Рош, Винн Л. (1989-12-12). «EMS 4.0: стандарт, которого не было» . ПК Журнал . Тол. 8, нет. 21. Ziff Davis Publishing Co. с. 174–175. Архивировано из оригинала 2020-02-08 . Получено 2020-02-08 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} «Общий учебник по различным формам памяти» . Microsoft . Архивировано из оригинала 2012-10-22.
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Уэлч, Марк Дж. (1986-04-14). «3270 спрос не ожидается расти» . InfoWorld . Тол. 8, нет. 15. InfoWorld Media Group, Inc. с. 5. ISSN 0199-6649 . Архивировано из оригинала 2020-02-08 . Получено 2020-02-08 .
^ Sakaki, M.; Samukawa, H.; Honjou, N. (1988). «Эффективное использование IBM 3090 крупного виртуального хранилища в численных интенсивных вычислениях молекулярных орбиталей AB initio» . IBM Systems Journal . 27 (4): 528–540. doi : 10.1147/sj.274.0528 . ISSN 0018-8670 .
^ «IBM: настройка хранения» . www.vm.ibm.com . 2006-08-29 . Получено 2023-05-03 .

Дальнейшее чтение

«Расширенная спецификация памяти» . Версия 4.0. Lotus , Intel , Microsoft . Октябрь 1987. 300275-005. Архивировано из оригинала 2020-02-08 . Получено 2020-02-08 .
Тишер, Майкл (1989). Программирование системы ПК для разработчиков . Счеты. ISBN 1-55755-036-0 .
Борретт, Ллойд Роберт (январь -февраль 1989 г.). «Понимание EMS 4.0» . Техническая рог изобилия . Архивировано из оригинала 2020-02-08 . Получено 2020-02-08 .

[Mendelson_1989-1] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Мендельсон, Эдвард (1989-12-12). «Слот, полный оперативной памяти» . ПК Журнал . Тол. 8, нет. 21. Ziff Davis Publishing Co. с. 169–. Архивировано из оригинала 2020-02-08 . Получено 2020-02-08 .

[TallTree-2] «Тяги высоких систем деревьев» (Broschure). Высокие системы деревьев. Октябрь 1983.

[Machrone_1985-3] Machrone, Билл (1985-05-14). «Схема памяти разрывается 640K» . ПК Журнал . Тол. 4, нет. 10. Ziff Davis Publishing Co. с. 33 . Получено 2013-10-28 .

[pc200801-4] «Самые запоминающиеся технологические шлебцы» . ПК Журнал . Январь 2008 г. с. 88–89 . Получено 2020-09-05 .

[Rosch_1989-5] Рош, Винн Л. (1989-12-12). «EMS 4.0: стандарт, которого не было» . ПК Журнал . Тол. 8, нет. 21. Ziff Davis Publishing Co. с. 174–175. Архивировано из оригинала 2020-02-08 . Получено 2020-02-08 .

[mskb-6] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} «Общий учебник по различным формам памяти» . Microsoft . Архивировано из оригинала 2012-10-22.

[Welch_1986-7] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Уэлч, Марк Дж. (1986-04-14). «3270 спрос не ожидается расти» . InfoWorld . Тол. 8, нет. 15. InfoWorld Media Group, Inc. с. 5. ISSN 0199-6649 . Архивировано из оригинала 2020-02-08 . Получено 2020-02-08 .

[8] Sakaki, M.; Samukawa, H.; Honjou, N. (1988). «Эффективное использование IBM 3090 крупного виртуального хранилища в численных интенсивных вычислениях молекулярных орбиталей AB initio» . IBM Systems Journal . 27 (4): 528–540. doi : 10.1147/sj.274.0528 . ISSN 0018-8670 .

[9] «IBM: настройка хранения» . www.vm.ibm.com . 2006-08-29 . Получено 2023-05-03 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]