Логическая организация оперативной памяти

Находящаяся в распоряжении пользователя оперативная память может быть разделена на следующие категории (рис. 5):

Базовая память (convential memory). Это оперативная память объемом до 640 Кб, которая обслуживается наиболее распространенной операционной системой MS-DOS. Любая программа, работающая под управлением данной системы, может быть загружена в эту область памяти и использовать её без каких-либо ограничений. Первый микропроцессор 8088 на самом деле может использовать память до 1 МБ. Оставшиеся 384 Кб носят название памяти в верхних адресах (UMB - Upper Memory Blocks или UMA - Upper Memory Area). Этот раздел памяти используется для размещения видеопамяти, ROM BIOS (это понятие рассматривается далее) и дополнительных ROM.

“Теневая память” (shadow memory) - это область памяти в верхних адресах. В данную область памяти можно переместить системный ROM BIOS и BIOS видеоадаптера из медленного ПЗУ. Использование “теневой памяти” повышает скорость работы с жестким диском и видеоадаптером в 1,5 - 2 раза.

Дополнительная память (expanded memory). Почти во всех персональных компьютерах область памяти в верхних адресах редко оказывается полностью заполненной. На этом и основана спецификация дополнительной памяти EMS (Expanded Memory Specification), разработанная фирмами Lotus Development, Intel и Microsoft в 1985 году. По составу разработчиков, стандарт получил альтернативное название LIM. Целью данного стандарта была попытка преодолеть ограничение на размер памяти с которой мог работать микропроцессор 8088. На компьютерах с процессором 8088 для реализации expanded - памяти необходимо использовать специальные платы и соответствующий драйвер типа EMM (Expanded Memory Manager). В основе стандарта EMS лежит использование свободной области UMB.

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 позволяет 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 поддерживается аппаратно. Данный стандарт позволяет программам под управлением MS-DOS использовать expanded - память для хранения своих команд и данных, а также сделал возможным многозадачный режим работы.

Расширенная память (extended memory). Все микрокомпьютеры с микропроцессором начиная с 80286 могут работать в защищенном режиме, адресовать от 16 Мбайта до 4 Гбайт памяти. Этот режим операционной системой MS-DOS не поддерживается и данная область памяти используется при работе под управлением операционных систем UNIX, OS/2, Windows и других. Разработаны специальные программы (драйверы) EMM386, QEMM, которые позволяют эмулировать расширенную память в дополнительную. Данные программные средства работают на машинах с микропроцессором не ниже 80386 или при наличии специальных микросхем.

Область HMA (High Memory Area). Эта область памяти расположена выше 1 Мбайта и имеет размер 64 Кбайта (без 16 байтов). Собственно говоря, HMA - это часть extended - памяти, которая доступна для системы в реальном режиме работы. Получение доступа к HMA основано на особенностях устройства микропроцессора 80286 для работы в защищенном режиме. Данная область используется для размещения модулей самой системы, резидентных программ, драйверов устройств. Работа с этой областью памяти происходит через функции диспетчера памяти HMA (например HIMEM.SYS, LOADHI.SYS и др.).