Лекция: Логическая организация оперативной памяти
Находящаяся в распоряжении пользователя оперативная память может быть разделена на следующие категории (этот материал носит в основном справочный характер – для ознакомления с принятой терминологией и историей совершенствования организации оперативной памяти).
Базовая память (convential memory). Это оперативная память объемом до 640 Кб, которая обслуживалась операционной системой MS-DOS. Любая программа, работающая под управлением данной системы, могла быть загружена в эту область памяти и использовать её без каких-либо ограничений. Поскольку первый микропроцессор 8088 позволял использовать память до 1 МБ, оставшиеся 384Кб были названы памятью в верхних адресах (UMB — Upper Memory Blocks или UMA — Upper Memory Area) и использовались для размещения видеопамяти, ROM BIOS (это понятие рассматривается далее) и дополнительных ROM носят название.
“Теневая память” ( shadow memory ) — это область памяти в верхних адресах позволяла переместить в нее из медленного ПЗУ системный ROM BIOS и BIOS видеоадаптера, что повышало скорость работы с жестким диском и видеоадаптером.
Дополнительная память (expanded memory). На первых персональных компьютерах область памяти в верхних адресах редко оказывается полностью заполненной. На этом и была основана спецификация дополнительной памяти EMS (Expanded Memory Specification), разработанная фирмами Lotus Development, Intel и Microsoft в 1985 году. Целью данного стандарта была попытка преодолеть ограничение на размер памяти, с которой мог работать микропроцессор 8088. Основой стандарта EMS было такое использование свободной области UMB, когда в ней выделяется 64-Кбайтное окно (page frame), которое разбито на четыре 16-Кбайтные страницы, а разработанные программные средства позволяют копировать содержимое произвольного 16-Кбайтный сегмента дополнительной памяти в любую страницу окна. Таким образом, спецификация EMS позволяла расширить объем адресуемой памяти до 32 Мбайт. В 1987 году фирма Intel внесла расширенные возможности стандарта EMS в свой новый микропроцессор 80386, и с того времени процесс отображения дополнительной памяти поддерживался аппаратно. Данный стандарт позволял программам под управлением MS-DOS использовать expanded — память для хранения своих команд и данных, а также делал возможным многозадачный режим работы.
Расширенная память (extended memory). Все компьютеры, начиная с микропроцессора 80386, могли работать в защищенном режиме и адресовать от 16 Мбайта до 4 Гбайт памяти. Этот режим операционной системой MS-DOS не поддерживался, и данная область памяти использовалась при работе под управлением новых операционных систем UNIX, OS/2, Windows и других. Для этого режима были разработаны специальные программы (драйверы) EMM386, QEMM, которые позволяют эмулировать расширенную память в дополнительную (наличии специальных микросхем).
Область HMA (High Memory Area). Эта область памяти расположенная выше 1 Мбайта и имевшая размер 64 Кбайта фактически являлась частью extended — памяти доступной системе в реальном режиме работы. Получение доступа к HMA использовалась для размещения модулей самой системы, резидентных программ, драйверов устройств. Работа с этой областью памяти осуществлялась через функции диспетчера памяти HMA (например, HIMEM.SYS, LOADHI.SYS и др.).
Сегодня, благодаря переходу на новые технологии построения интегральных схем изменилась как логическая организация хранения информации, так и методы доступа к ней, а объемы оперативной памяти, пригодной для прямого доступа, достигают десятков Гбайт.