4.1.3. Отображаемая (дополнительная) память (Expanded Memory)
В отличие от расширенной памяти, отображаемая (или дополнительная) память с помощью специальной аппаратуры и программного обеспечения позволяет МП осуществлять доступ к физической памяти, расположенной выше 1 Мбайтной границы, через специально организованные окна (фреймы) памяти, лежащие ниже границы 1 Мбайт, т.е. отображает дополнительную, сверх 1 Мбайта, память через окна в диапазоне адресов, лежащих ниже границы 1 Мбайт. Такой способ пригоден и для компьютеров, использующих процессор Intel 8086, не обладающий возможностью адресации расширенной памяти (имеется только 20 линий адресной шины).
Для организации интерфейса прикладной программы по управлению отображаемой памятью выработаны специальные стандарты (спецификации), называемые EMS (Expended Memory Specification). Наиболее известным из них является стандарт, предложенный совместно компаниями Lotus, Intel и Microsoft, - спецификация LIM EMS. Идея EMS-памяти состоит в следующем. Адресное пространство в 1 Мбайт распределяется в IBМ PC при работе под управлением MS-DOS так, как показано на рис. 4.1.
Таким образом, прикладные программы могут использовать не более 640 Кбайт оперативной памяти. Однако, если в системе поддерживается EMS-спецификация, появляется возможность использовать до 32 Мбайт дополнительной памяти платы. Область адресов, зарезервированная для BlOSa, занята полностью программами ПЗУ только в PS/2, а для IBM PC XT и ЮМ PC AT в этом диапазоне есть свободное окно размером не менее 64 Кбайт.
Начальная граница окна (сегмент адреса) задается регистрами конфигураторами платы, а в некоторых реализациях EMS может устанавливаться прикладной программой. Это окно в спецификации называется page frame. Окно разбивается на четыре сегмента по 16 Кбайтов.
Вся дополнительная память разбивается на логические страницы (logical page) размером по 16 Кбайтов. Любая логическая страница может быть отображена на любой сегмент окна доступа. Таким образом, используя четыре сегмента, программа может адресоваться одновременно к любым четырем логическим страницам дополнительной памяти, как это показано на рис. 4.2.
Рисунок 4.2 - Механизм виртуального отображения логических страниц EMS-памяти
Отображаемая память имеет до 8 Мбайт (EMS версии 3.2) или до 32 Мбайт (EMS версии 4.0 и старше) отображаемой памяти. Совокупность четырех страниц памяти в адресном пространстве 1 Мбайт называют фреймом страниц.
Эти 64 Кбайта памяти принадлежат EMS-плате. Запрос чтения или записи к адресам фрейма страниц аппаратно переадресовывается на логическую страницу.
Закрепление физических страниц за логическими называют картой отображения. Карта может изменяться программно. Физические страницы имеют номера 0, 1,2 и 3. Любая из четырех физических страниц может быть отображена на любую из логических страниц.
Логические страницы перед использованием должны быть распределены. В ходе операции распределения EMS-памяти программа запрашивает нужное ей число логических страниц. В дальнейшем для ссылки на выделенные страницы используется целое число, называемое ЕММ-префиксом (EMM-handle).
Логические страницы, закрепленные за префиксом, нумеруются от 0 до N-1, где N - число страниц, закрепленных операцией распределения за данным префиксом. Другими словами, логическая страница в группе закрепленных за префиксом страниц имеет относительный номер, а не абсолютный. Для управления отображаемой памятью необходимо инсталлировать драйвер EMM (Expanded Memory Manager). Для взаимодействия прикладной программы с ЕММ-драйвером используются функции прерывания 67h.
В ПК младших моделей, для использования дополнительной памяти в компьютер должна быть вставлена плата дополнительной памяти, которая содержит микросхемы память и схемы управления. Схемы управления ОЗУ современных ПК поддерживают спецификацию отображаемой памяти, но отображение происходит не на отдельную микросхему физической памяти, а в старшие адреса микросхем основной памяти.