¿Qué es la memoria expandida?

Lanzada en 1981, la PC de IBM fue un cambio de juego para las computadoras. Tomó el mercado por asalto, volviéndose completamente dominante. Con tanto éxito y su hardware de estándar abierto, pronto aparecieron los clones. Muchos programas de software también fueron diseñados para PC. Estos tenían que tener en cuenta sus limitaciones y, en algunos casos, confiar en ellas. Esta confianza en características específicas y su dominio del mercado dejaron una marca indeleble en el mercado de las computadoras para el hogar.

El principal problema de la PC era que solo podía manejar 1MiB de memoria. Esto tenía que usarse para la RAM, así como para el BIOS, el sistema operativo y cualquier hardware de expansión, como adaptadores de video. Esto no fue un gran problema en el lanzamiento, ya que los precios de la memoria estaban por las nubes y los proveedores de software prácticamente se esforzaron por hacer que su software fuera compatible. A medida que caían los precios de las memorias y se lanzaban más programas que hacían un uso intensivo de la memoria, esto se convirtió en un problema.

Los sucesores de la PC de IBM incluyeron CPU más nuevas que podían manejar más RAM. Sin embargo, muchos programas habían adaptado su software precisamente al diseño de RAM de la PC y no podían aprovechar ese espacio de memoria adicional. Por el contrario, muchas personas todavía tenían PC con RAM limitada pero querían tener la capacidad de cargar software que necesitaba más RAM. La solución fue memoria expandida.

Memoria expandida

La memoria expandida se refiere al cambio de banco en el área superior para ofrecer más memoria en el mismo espacio. La PC separó su 1MiB de memoria en dos áreas, el área de memoria convencional utilizada como RAM y el área de memoria superior, utilizada como BIOS ROM y para tarjetas de expansión. Ya había sido posible usar algunas de las áreas de memoria superiores como RAM, como una de las dos secciones asignadas para gráficos. Esta técnica, sin embargo, solo proporcionó acceso a unos pocos KiB más de memoria. Se necesitaba memoria expandida para aumentar la capacidad.

La memoria expandida usa un área de memoria, como la asignada para un dispositivo gráfico, que no está en uso. Luego usó un sistema de bancos para ingresar y sacar secciones de memoria adicionales en esa ventana. Esto requería el uso de un controlador personalizado. También necesitaba una tarjeta de expansión con más memoria física, al menos al principio. Las generaciones posteriores, con soporte de CPU, podrían usar software para asignar memoria expandida a memoria extendida. Sin embargo, esto requería soporte de CPU, así como la presencia de memoria adicional para mapear. El software también necesitaba ser configurado para poder usarlo.

¿Cómo funcionó?

La memoria expandida funcionó utilizando una sección de ventana de la memoria. Se asignó de 1 a 1 a un grupo de memoria más grande. Sin embargo, la asignación de 1 a 1 no permite el uso de más memoria. En cambio, cuando fuera necesario, el controlador cambiaría la asignación a otra porción, o banco, de memoria expandida. Esto es como cambiar el fondo de tu escritorio. Todavía tienes el mismo monitor pero una nueva imagen. El software tenía que realizar un seguimiento de qué banco de memoria expandida contenía qué datos, una tarea crítica si quería recuperar esos datos.

Tener que cambiar de banco significó que el rendimiento se redujo en comparación con un grupo de memoria nativa más grande. Siempre que sea posible, habría sido mejor usar memoria extendida. Pero en sistemas y software limitados a ese límite de memoria de 1MiB, la memoria expandida ofrecía el único método para obtener más memoria.

El primer sistema público convencional en usar memoria expandida fue LIM EMS 3.0. LIM era un acrónimo de las tres empresas que lo fabricaron, Lotus Development, Intel y Microsoft. EMS significa especificación de memoria expandida. La versión 3.0 pudo agregar 4 MiB a la PC. Según los estándares modernos, eso es esencialmente nada, pero eso quintuplicó la capacidad de memoria de la PC de IBM. La versión final de EMS, la versión 4.0, ofrecía soporte para hasta 32 MiB de memoria.

La versión 3.2 fue la primera versión en la que se lanzaron al mercado productos reales. Usó una ventana de 64 KiB, dividida en cuatro páginas de 16 KiB, para proporcionar estabilidad al cambiar de página.

Rechazar

En la década de 1990, los sistemas operativos gráficos como Windows se hicieron cargo de los sistemas operativos basados ​​en texto como DOS. Esto puso el último clavo en el ataúd de la memoria expandida. La memoria expandida siempre fue un poco engañosa. Se implementó para solucionar un problema de funcionalidad que, de lo contrario, habría requerido un reemplazo completo del hardware. Las nuevas generaciones de PC basadas en DOS no estaban limitadas a 1 MB de RAM. Aún así, el software tuvo que permitir ese poco debido a la gran base de usuarios instalada.

El cambio a clases completamente nuevas de los sistemas operativos permitió que el modo protegido, con su soporte para grupos de memoria más grandes y direcciones de memoria virtual, se utilizara adecuadamente. El cambio al uso de grupos de memoria más grandes a través del modo protegido por defecto marcó la sentencia de muerte para la memoria expandida. El concepto completo de las áreas de memoria quedó esencialmente obsoleto.

Conclusión

Memoria expandida fue el término utilizado para referirse a la práctica de paginar dentro y fuera de los bancos de memoria a través de una dirección de ventana en el área de memoria superior. Todo el concepto se desarrolló para eludir el límite de memoria de 1 MiB de IBM PC causado por las limitaciones de la CPU. Era imposible agregar nuevo espacio de memoria. Aún así, era posible usar una sección de memoria repetidamente al usar y luego intercambiar secciones de memoria y volver a intercambiarlas cuando fuera necesario. Hacerlo requería un controlador especial y hardware. Las implementaciones posteriores podían realizar las funciones de hardware en el software, aunque eso se basaba en la presencia preexistente de más memoria para usar.

La memoria expandida fue un problema causado por la PC de IBM y la necesidad de proporcionar software compatible pero también capaz de usar cantidades de RAM más significativas de lo que era posible. La llegada de los sistemas operativos gráficos, como Windows, cambió el panorama de la compatibilidad del sistema operativo. Como eran, en ese momento, capaces de abordar de forma nativa mucho más que el 1MiB de memoria que tenía la PC original, el problema y la necesidad de la solución de memoria expandida se evaporaron. El concepto ha quedado esencialmente obsoleto desde principios de la década de 1990.