Компьютер IBM PC/AT, MS-DOS и Windows. Вопросы и ответы

2.1. Что такое стандартная, расширенная и дополнительная память

Обычно основную оперативную память компьютера разделяют на стандартную, верхнюю, дополнительную и расширенную память.

Cтандартная и верхняя память

Первый персональный компьютер фирмы IBM был собран на основе центрального процессора Intel 8086. Процессор Intel 8086 имеет непосредственный доступ к 1024 килобайтам памяти. Первые 640 килобайт памяти отведены для операционной системы и программ пользователей. Эти 640 килобайт оперативной памяти называются стандартной памятью.

Стандартная память входит в состав компьютеров, выполненных на процессорах 8088, 8086, 80186, 80286, 80386, 80486, Pentium.

Оставшиеся 384 килобайта адресного пространства процессора зарезервированы фирмой IBM и называются областью верхней памяти (Upper Memory Area - UMA). В верхней памяти располагаются:

• память видеоадаптера (адреса от A000:0000 до BFFF:FFFF);
• постоянное запоминающее устройство, содержащее программы обслуживания видеоадаптеров, дисков и другой аппаратуры (адреса от C000:0000 до EFFF:FFFF);
• системный BIOS (адреса от F000:0000 до FFFF:000F).

Незадействованная верхняя память может состоять из одной или нескольких частей. Эти части верхней памяти называются блоками верхней памяти (Upper Memory Blocks - UMBs).

Блоки верхней памяти могут использоваться для доступа к дополнительной памяти (смотри ниже). Процессоры Intel 80386, 80486 и Pentium могут также использовать свободные блоки верхней памяти для размещения загрузки драйверов и резидентных программ в расширенную память (смотри ниже).

Расширенная память

По мере развития программного обеспечения компьютеров, была разработана новая элементная база. Фирма Intel выпустила новый процессор Intel 80286. Центральный процессор 80286 уже имеет возможность адресовать 16 мегабайт оперативной памяти. Однако, чтобы получить к ней доступ, процессор должен работать в защищенном режиме. Процессор Intel 8086 не имеет защищенного режима, поэтому все программное обеспечение (в том числе и операционная система MS-DOS), разработанное на момент появления Intel 80286 не могло использовать новые возможности процессора Intel 80286.

Для совместимости с процессором Intel 8086 и созданным на тот момент программным обеспечением процессор Intel 80286 сразу после включения питания работает в реальном режиме. В реальном режиме процессор Intel 80286 становится улучшенным аналогом старого процессора Intel 8086, и может адресовать только первые 1024 килобайта памяти.

Память компьютера, расположенная за первыми 1024 килобайтами, называется расширенной памятью. Расширенную память могут иметь компьютеры с процессорами Intel 80286, 80386, 80486, Pentium. Компьютеры IBM PC и IBM XT, имеющие процессоры Intel 8086 и 8088 расширенной памяти не содержат.

Начальный участок расширенной памяти от 1024 до 1088 килобайт называется областью старшей памяти (High Memory Area - HMA). Эти первые 64 килобайта расширенной памяти операционная система MS-DOS начиная с версии 5.0 может использовать для размещения части своего ядра, области данных и буферов. При этом процессор все время остается в реальном режиме.

Для того чтобы использовать таким образом область старшей памяти надо добавить две строки в файле CONFIG.SYS:

DEVICE=C:\DOS\HIMEM.SYS
DOS=HIGH

Более подробно об области старшей памяти можно прочитать в пятом томе серии "Библиотека системного программиста", который называется "Тонкая настройка и оптимизация MS-DOS".

Остальная расширенная память, которая находится за границей 1088 килобайт, не доступна в реальном режиме процессора. Обычно в компьютерах с процессорами 80286 и выше установлено как минимум 384 килобайта расширенной памяти.

Возможности использования расширенной памяти зависят от конфигурации вашего компьютера. Операционная система MS-DOS может использовать расширенную память для организации электронного диска, кеширования накопителей на магнитных дисках и для размещения части резидентных программ и драйверов.

Операционная система Microsoft Windows 3.1 работает в защищенном режиме процессора и может свободно использовать всю доступную память компьютера, и основную и расширенную, для хранения программ и данных.

Дополнительная память

Дополнительная память расположена на отдельной плате, вставляемой в слот расширения материнской платы компьютера. В стандартную конфигурацию компьютера плата дополнительной памяти не входит, и должна приобретаться отдельно.

Дополнительную память, в отличие от расширенной, можно установить в любой компьютер, даже в IBM PC или IBM XT с процессором Intel 8086 или 8088. Дополнительная память не входит в адресное пространство процессора и не может адресоваться им непосредственно ни в реальном, ни в защищенном режиме.

Для использования дополнительной памяти необходимо установить специальный драйвер, поставляющийся вместе с платой памяти. Драйверы дополнительной памяти используют свободные блоки верхней памяти компьютера для организации доступа к дополнительной памяти. Они располагают там окно размером 64 килобайта, отображаемое с помощью специальной аппаратуры на дополнительную память, установленную на отдельной плате. Программы могут передвигать окно, адресуя через него по частям всю дополнительную память.

В настоящее время дополнительная память морально устарела и не используется. Современные компьютеры комплектуются расширенной памятью.