Cosè la memoria espansa?

Rilasciato nel 1981, il PC IBM è stato un punto di svolta per i computer. Ha preso d'assalto il mercato, diventando assolutamente dominante. Con così tanto successo e il suo hardware uno standard aperto, presto sono comparsi i cloni. Molti programmi software sono stati progettati anche per il PC. Questi dovevano tener conto dei suoi limiti e, in alcuni casi, fare affidamento su di essi. Questa dipendenza da caratteristiche specifiche e il suo dominio sul mercato hanno lasciato un segno indelebile nel mercato dei computer domestici.

Il problema principale del PC era che poteva indirizzare solo 1 MiB di memoria. Questo doveva essere utilizzato per la RAM, così come il BIOS, il sistema operativo e qualsiasi hardware di espansione, come gli adattatori video. Questo non era un grosso problema al momento del rilascio poiché i prezzi della memoria erano alle stelle e i fornitori di software praticamente si sono fatti in quattro per rendere il loro software compatibile. Quando i prezzi della memoria sono diminuiti e sono stati rilasciati programmi ad alta intensità di memoria, questo è diventato un problema.

I successori del PC IBM includevano CPU più recenti che potevano indirizzare più RAM. Molti programmi, tuttavia, avevano adattato il proprio software esattamente al layout della RAM del PC e non potevano sfruttare lo spazio di memoria aggiuntivo. Al contrario, molte persone avevano ancora PC con RAM limitata ma volevano la possibilità di caricare software che necessitava di più RAM. La soluzione era la memoria espansa.

Memoria espansa

La memoria espansa si riferisce al cambio di banco nell'area superiore per offrire più memoria nello stesso spazio. Il PC ha separato il suo 1MiB di memoria in due aree, l'area di memoria convenzionale utilizzata come RAM e l'area di memoria superiore, utilizzata come BIOS ROM e per le schede di espansione. Era già stato possibile utilizzare come RAM alcune delle aree di memoria superiori, come ad esempio una delle due sezioni destinate alla grafica. Questa tecnica, tuttavia, forniva solo l'accesso a pochi KiB di memoria in più. La memoria espansa era necessaria per aumentare la capacità.

La memoria espansa utilizza un'area di memoria, come quella allocata per un dispositivo grafico, non in uso. Ha quindi utilizzato un sistema di banchi per paginare dentro e fuori sezioni di memoria extra in quella finestra. Ciò ha richiesto l'uso di un driver personalizzato. Aveva anche bisogno di una scheda di espansione con più memoria fisica, almeno all'inizio. Le generazioni successive, con il supporto della CPU, potrebbero utilizzare il software per mappare la memoria espansa alla memoria estesa. Ciò, tuttavia, richiedeva il supporto della CPU e la presenza di memoria aggiuntiva su cui mappare. Anche il software doveva essere configurato per poterlo utilizzare.

Come ha funzionato?

La memoria espansa funzionava utilizzando una sezione della finestra della memoria. È stato mappato da 1 a 1 a un pool di memoria più ampio. La mappatura 1 a 1, tuttavia, non consente l'utilizzo di altra memoria. Invece, quando necessario, il conducente scambia la mappatura con un'altra porzione, o banca, di memoria espansa. È come cambiare lo sfondo del desktop. Hai ancora lo stesso monitor ma una nuova immagine. Il software doveva tenere traccia di quale banca di memoria espansa conteneva quali dati, un compito fondamentale se voleva richiamare quei dati.

Dover scambiare i banchi significava che le prestazioni erano inferiori rispetto a un pool di memoria nativo più grande. Ove possibile, l'utilizzo della memoria estesa sarebbe stato migliore. Ma nei sistemi e nei software limitati a quel limite di memoria di 1 MiB, la memoria espansa offriva l'unico metodo per ottenere più memoria.

Il primo sistema pubblico tradizionale a utilizzare la memoria espansa è stato LIM EMS 3.0. LIM era l'acronimo delle tre società che lo hanno realizzato, Lotus Development, Intel e Microsoft. EMS è l'acronimo di Expanded Memory Specification. La versione 3.0 è stata in grado di aggiungere 4 MiB al PC. Per gli standard moderni, essenzialmente non è niente, ma ha quintuplicato la capacità di memoria del PC IBM. La versione finale di EMS, la versione 4.0, offriva supporto per un massimo di 32 MiB di memoria.

La versione 3.2 è stata la prima versione a vedere prodotti reali sul mercato. Utilizzava una finestra da 64 KiB, suddivisa in quattro pagine da 16 KiB, per fornire stabilità quando si passava da una pagina all'altra.

Declino

Negli anni '90, i sistemi operativi grafici come Windows stavano prendendo il sopravvento sui sistemi operativi basati su testo come DOS. Questo ha messo l'ultimo chiodo nella bara per una memoria espansa. La memoria espansa è sempre stata un lavoro un po' complicato. È stato implementato per risolvere un problema di funzionalità che altrimenti avrebbe richiesto una sostituzione completa dell'hardware. Le nuove generazioni di PC basati su DOS non erano limitate a 1 MB di RAM. Tuttavia, il software doveva consentire quel poco a causa della vasta base di utenti installati.

Il passaggio a classi completamente nuove dei sistemi operativi ha consentito di utilizzare in modo appropriato la modalità protetta, con il suo supporto per pool di memoria e indirizzi di memoria virtuale più grandi. Il passaggio all'utilizzo di pool di memoria più grandi tramite la modalità protetta per impostazione predefinita ha segnalato la campana a morto per la memoria espansa. L'intero concetto delle aree di memoria è stato sostanzialmente reso obsoleto.

Conclusione

La memoria espansa era il termine usato per riferirsi alla pratica di sfogliare dentro e fuori banchi di memoria tramite un indirizzo di finestra nell'area di memoria superiore. L'intero concetto è stato sviluppato per aggirare il limite di memoria rigido di 1 MiB del PC IBM causato dai limiti della CPU. Era impossibile aggiungere nuovo spazio di memoria. Tuttavia, era possibile utilizzare ripetutamente una sezione di memoria utilizzando e quindi sostituendo sezioni di memoria e reinserindole quando necessario. Ciò richiedeva un driver speciale oltre all'hardware. Le implementazioni successive potrebbero eseguire le funzioni hardware nel software, sebbene ciò fosse basato sulla presenza preesistente di più memoria da utilizzare.

La memoria espansa era un problema causato dal PC IBM e dalla necessità di fornire software compatibile ma anche in grado di utilizzare quantità di RAM più significative di quanto fosse possibile. L'avvento dei sistemi operativi grafici, come Windows, ha cambiato il panorama della compatibilità dei sistemi operativi. Poiché erano, a quel punto, in grado di indirizzare nativamente molto più di 1MiB di memoria del PC originale, il problema e la necessità della soluzione della memoria espansa sono evaporati. Il concetto è stato essenzialmente obsoleto dall'inizio degli anni '90.