Логическая структура основной памяти

Структурно основная память состоит из миллионов отдельных ячеек памяти, емкостью 1 байт каждая. Общая емкость основной памяти современных ПК обычно лежит в пределах от 16 до 512 Мбайт. Емкость ОЗУ на один-два поряд­ка превышает емкость ПЗУ: ПЗУ занимает 128 Кбайт, остальной объем — это ОЗУ. Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный (отличный от всех дру­гих) адрес. Основная память имеет для ОЗУ и ПЗУ — единое адресное про­странство.

Адресное пространство определяет максимально возможное количество непо­средственно адресуемых ячеек основной памяти. Адресное пространство зависит от разрядности адресных шин, ибо максимальное количество разных адресов опре­деляется разнообразием двоичных чисел, которые можно отобразить в п разря­дах, то есть адресное пространство равно 2 , где п — разрядность адреса. За осно­ву в ПК взят 16-разрядный адресный код, равный по длине размеру машинного слова. При наличии 16-разрядного кода адреса можно непосредственно адресо­вать всего 2¹⁶ = 65 536 = 64 К (К = 1024) ячеек памяти. Вот это 64-килобайтлое поле памяти, так называемый сегмент, также является базовым в логической структу­ре ОП. Следует заметить, что в защищенном режиме размер сегмента может быть иным и значительно превышать 64 Кбайта.

Современные ПК (кроме простейших бытовых компьютеров) имеют основную память, емкостью существенно больше 1 Мбайт: память, емкостью 1 Мбайт явля­ется еще одним важным структурным компонентом ОП — назовем ее непосредственно адресуемой памятью (справедливо полностью только для реального ре­жима). Для адресации 1 Мбайт = 2²⁰ = 1 048 576 ячеек непосредственно адресуемой памяти необходим 20-разрядиый код, получаемый в ПК путем использования спе­циальных приемов структуризации адресом ячеек ОП.

Расширенной памятью называется память с адресами 1024 Кбайт и выше. Имеется два основных способа доступа к этой памяти:

- по спецификации XMS;

- по спецификации EMS.

Расширенная память может быть использована главным образом для хранения данных и некоторых программ ОС. Часто расширенную память используют для организации виртуальных (электронных) дисков. Исключение составляет неболь­шая 64-килобайтная область памяти с адресами от 1024 до 1088 Кбайт (так назы­ваемая высокая память, иногда ее называют старшая: НМА — High Memory Area), которая может адресоваться и непосредственно при использовании драйвера HIMEM.EXE (High Memory Manager), например. НМА может использоваться для хранения любой информации, в том числе и программ пользователя. Возможность непосредственной адресации высокой памяти обусловлена особенностью сегмен­тной адресации ячеек ОП, ибо в этой концепции максимально возможный адрес ячейки памяти с непосредственной адресацией формируется из максимально воз­можного адреса сегмента FFFFF, то есть 1024² - 1 — верхняя граница непосред­ственно адресуемой верхней памяти, плюс максимально возможный адрес сме­щения в этом сегменте FFFF — получаем верхнюю границу непосредственно адресуемой высокой памяти.