Имеют длину 20 бит, следовательно, процессор позволяет адресовать два в

8088 имеют длину 20 бит, следовательно, процессор позволяет адресовать два в

двадцатой степени байта или 1024 К.

Такое большое адресное пространство позволяет свободно использовать ресурсы

памяти для специальных целей. Большая часть арифметических операций, которые

может выполнять микропроцессор 8088, ограничивается манипуляцией с 16-разрядными

числами, что дает диапазон значений от 0 до 64 К. Поскольку полный адрес должен

состоять из 20 разрядов, необходимо было разработать способ управления 20

разрядами. Решение было найдено путем использования принципа сегментированной

адресации.

Для работы с сегментированными адресами микропроцессор 8088 имеет специальные

регистры сегментов, предназначенные для хранения сегментной части адресов.

Загрузив в регистр сегмента некоторое значение, можно адресовать следующие за

ним 64К ячеек памяти. Без изменения значения в регистре сегмента компьютер может

работать только с 64К байтами из общего адресного пространства в 1.024К. Путем

изменения значения в регистре сегмента можно адресовать любую ячейку памяти.

Чтобы иметь возможность в каждый момент времени работать более чем с 64К памяти,

в микропроцессоре 8088 предусмотрены четыре различных регистра сегмента, каждый

из которых имеет особое назначение. Память компьютера используется для различных

целей - часть ее занимает программа, другая часть используется для хранения

данных, с которыми в данный момент работает программа. Поэтому два регистра

сегмента выделены для программы и для данных. Для указания базового адреса

программного или кодового сегмента используется регистр DC. Еще одна область

памяти, используемая для специальных целей, называется стеком, и ее адрес

указывается регистром стека SS. Для обеспечения дополнительных возможностей

адресации имеется регистр дополнительного сегмента (или сегмента расширения),

ES.

Когда программа подготавливается к выполнению, операционная система, такая как

DOS, выбирает ячейки каких разделов будут использоваться для размещения кодовой

части программ, данных и стека в регистры сегментов CS, DS и SS заносятся адреса

этих ячеек. При выполнении программы адреса в этих регистрах позволяют находить

нужные ячейки памяти.

DOS и языковые процессоры используют программные соглашения, которые позволяют

увеличить объем программ практически неограниченно, в то время как их адресуемая

область данных ограничена 64К. Вы легко заметите это ограничение, работая с

Паскалем или компилятором Бейсика. Для "встроенного" интерпретатора Бейсика для

IBM/PC собственно выполняемой программой является сам интерпретатор, а то, что

мы считаем своей программой, на Бейсике фактически является частью данных

интерпретатора. Таким образом, для интерпретатора Бейсика суммарный объем

кодовой части и данных Вашей программы не должен превышать 64К, которые

позволяет адресовать регистр данных DS.

Как Бейсик, так и Паскаль, лишь до определенной степени позволяют манипулировать

сегментированными адресами. Вы можете непосредственно изменять содержимое

регистров CS, DS, SS и ES - языковой процессор должен управлять этими

регистрами, иначе все может совершенно запутаться. Однако, определенный способ

использования в программах сегментированной адресации все же имеется.

Паскаль разрешает использование сегментированной адресации, правда, в более

унифицированном и гибком виде, чем Бейсик. На Паскале можно определить

переменную как сегментированный адрес, например:

Var пример_адреса : adasmem,

а затем непосредственно задать его сегментную и относительную части ('.s' и

'.r', соответственно):

пример_адреса.s : = # 2222;

пример_адреса.r : = # 3333;

Когда все эти присваивания выполнены, можно осуществлять доступ к памяти с

помощью указателя сегментированного адреса:

x : = пример_адреса^;

if(chr(x)> = "а") and (chr(x)< = "z") then

пример_адреса^ : = x - 32;

Имея адресное пространство свыше миллиона байт IBM/PC позволяет более удобно и

более гибко использовать память, чем большинство других, меньших персональных

компьютеров. С одной стороны, резервирование определенных ячеек памяти может

наложить ограничение на возможные применения компьютера. В IBM/PC резервируется

несколько областей в верхних адресах памяти. Эти области имеют особое значение,

а все нижние адреса оставлены для свободного использования. Таким образом,

сочетаются достоинства использования зарезервированных блоков памяти и

сохранения как можно большего объема памяти для свободного использования.

Верхняя четверть общего объема памяти, начиная с ячейки C 000 и до конца,

практически всегда занимаетсяпостоянным запоминающим устройством или ПЗУ.

Ниже области ПЗУ располагается большой сегмент памяти, предназначенный для

поддержки экранного режима дисплеев. Для хранения информации, отображаемой на

экране, необходимо использовать специальную область памяти, которая может

располагаться как внутри дисплея, так и внутри компьютера, с которым он

соединен. В IBM/PC экранная память входит в общее адресное пространство

компьютера (хотя конструктивно она размещается на плате расширения для дисплея).

Блок экранной памяти начинается с адреса В000 и занимает 64К, вплоть до адреса

С000. этот блок делится на две части. Нижняя половина, начинающаяся с адреса

В000, используется монохромным дисплеем. Верхняя половина, начинающаяся с адреса

В800, используется цветным графическим дисплеем. Ни один из дисплейных адаптеров

не требует и не использует все 32К, выделенные для них. Монохромный дисплей

использует всего 4К, а цветной графический дисплей использует 16К. Оставшаяся

часть памяти в настоящее время не используется, но может понадобиться для более

совершенных дисплейных адаптеров.

Фактически, для дисплейных адаптеров выделено больше памяти, чем эти 64К от В000

до С000. Блок в 64К, предшествующий им, также зарезервирован. Первые 16К, от

А000 до А4000, зарезервированы совершенно таинственным образом, не имеется ни

малейшего указания на то, для чего это сделано. Остальные 48К этого блока от

А400 до В000, входит в область 112К, которая считается зарезервированной для

экранной памяти.

Объем памяти, расположенной ниже адреса А000, составляет 64К, которые

предназначены для обычного использования памяти компьютера. Первые 64К

располагаются на основной системной плате IBM/PC, а все остальные микросхемы

памяти размещаются в блоках расширения. IBM/PC поддерживает всего 256К памяти,

но этот предел связан только с тестами BIOS, которые при запуске компьютера

проверяют такой объем памяти. Всегда можно подключить больше, чем 256К памяти.

Вся обычная оперативная память, подключенная к компьютеру, располагается в

нижних адресах общего адресного пространства. Мы можем подключить такой объем

памяти, какой нам необходим в пределах, накладываемых зарезервированными

адресами. Независимо от того, подключено ли к компьютеру 48К или 576К, они

всегда размещаются, начиная с адреса 0000. Таким образом, оперативная память

(ОП) всегда занимает нижние адреса пространства, а постоянная память - в верхних

адресах. Между ними располагается экранная память. Между всеми этими разделами

могут быть промежутки - промежуток от конца ОП до начала экранной памяти и от

конца экранной памяти до начала постоянно запоминающих устройств. Это

неиспользуемая часть памяти IBM/PC.

Модернизация памяти

Функция ОП является хранение слов информации, каждое из которых в равной мере

доступно процессору и другим устройствам ЭВМ, связанным с оперативной памятью.

Равнодоступность слов достигается путем присваивания адреса каждой ячейке ОП и

обеспечения возможности доступа к информации при любом порядке поступления

адресов. В структурном отношении ОП состоит из комплекса быстродействующих

запоминающих устройств.

Память всегда была важным элементом компьютера. Первый компьютер обладал

способностью обращаться к 640К оперативной памяти - RAM. Но в те дни, когда

стандартом считались 64К, это было слишком большой величиной, настолько большой,

что даже не знали, что можно с ней делать. В настоящее время памяти в 640К уже

не хватает.

Память компьютера обычно называют RAM, что означает память с оперативным

запоминающим устройством. Это временная память, управляемая микропроцессором

компьютера и используемая программным обеспечением таким образом, чтобы мы могли

создавать и обрабатывать информацию. Память может быть либо временной, либо

постоянной.

RAM - это временная память, потому что, когда отключить питание, содержимое RAM

теряется. Этот недостаток восполняется наличием в компьютере накопителей на

дисках, которые хранят информацию постоянно. Информация, записанная в дисковую

память, не стирается при выключении питания компьютера. Однако компьютер не

может непосредственно обрабатывать информацию, хранящуюся на диске. Он работает

непосредственно только с RAM. Таким образом, кроме своих математических

обязанностей, на микропроцессор возложена обязанность управления памятью, с

которой он прекрасно справляется. В памяти он хранит различные величины,

производит сравнения, копирует и пересылает информацию. Чем больше у компьютера

память, тем больше информации он может хранить и тем больше информации сможет

обрабатывать 9 по заданной программе микропроцессора.

ROM -это память, допускающая только считывание. Доступ к ней осуществляется так

же, как и к RAM, но запись в эту память производить нельзя. Она хранит

информацию постоянно, поэтому информация может только считываться. Содержимое

ROM не потеряется при выключенном питании. В компьютерах ROM используется в

различных целях. Система BIOS персонального компьютера (ПК) хранится в

микросхеме ROM. Кроме ограничения в 1 Мб используемой в персональном компьютере

оперативной памяти RAM при работе с DOS мы должны знать, что память в ПК

является непрерывной.

Типы памяти

DOS признает четыре различных типа памяти: обычная, верхняя, расширенная и

дополнительная память. Первые три типа различаются только своим расположением на

карте памяти ПЭВМ. Четвертый тип памяти - это дополнительная память, которая

называется также LIM-EMS-памятью или просто EMS-памятью и лежит вне адресного

пространства микропроцессора.

Карта памяти

Обычная память

Обычная память - это область объемом 640К, в которую загружаются DOS и

прикладные программы. Она простирается от начала памяти до отметки 640К.Если на

ПК установлено ОЗУ объемом менее 640К, обычная память располагается только до

его верхней границы. Например, в компьютерах с памятью объемом 512К она

простирается только от 0 до 512К. Узнать, какой объем обычной памяти имеет ваша

система, можно, введя МЕМ в командной строке DOS. Этот объем будет изменяться в

зависимости от того, как выглядят файлы AUTOEXEC.BAT и CONFIG.SYS. Важнейший

шаг, который можно сделать, чтобы предоставить программам больше пространство,

заключается во включении в AUTOEXEC.BAT и CONFIG.SYS команд, увеличивающих

наибольший размер выполняемой программы, о котором сообщает МЕМ. Можно больше

узнать об использовании обычной памяти с помощью ключа /P команды МЕМ. Блок

окружения - область памяти, в которой хранятся строки, созданные командами SET,

PATH и PROMPT. DOS обеспечивает блок окружения, содержащий копию этих строк для

каждой загружаемой и выполняемой программы. Можно извлечь еще больше информации

из этого листинга обычной памяти.

Расширенная память

Расширенная память - это память, которая лежит выше отметки 1М. Расширенная

память в некоторой степени не так полезна, как обычная, потому что DOS просто не

может ее использовать так же, как она использует обычную память. Расширенную

память могут использовать драйверы, поставляемые с DOS 5 (RAMDrive и SMARTDrive)

. Для работы с расширенной памятью эти программы либо переключаются на время в

защитный режим, копируют данные в расширенную память или из нее и медленно

переключаются обратно в обычный режим, либо полагаются на особенности

микропроцессора, позволяющие им достигнуть расширенной памяти, оставаясь в

обычном режиме. Некоторые прикладные программы также будут использовать

расширенную память, и при ее преобразовании в дополнительную можно заставить

программы, которые используют дополнительную память, а не расширенную память,

все же косвенно ее использовать. В версии 5 большая часть самой DOS может быть

загружена в расширенную память, освобождая дополнительный объем обычной память

для прикладных программ.

DOS 5 поступает пользователю вместе со специальным драйвером устройства,

называемым HIMEM.SYS, который призван управлять расширенной памятью. HIMEM.SIS

управляет потоками данных для всей памяти объемом 640К, включая область верхней

памяти.

Дополнительная память

Нехватка памяти была впервые отмечена пользователями электронных таблиц. Для

электронных таблиц требуется большой объем обычной памяти, а стандартная память

DOS не может удовлетворить эту потребность. Поэтому была разработана

спецификация дополнительной памяти или EMS. EMS определяет дополнительную

память. В действительности эта память не является частью памяти DOS, она

является пулом RAM - областью памяти, которая по объему может быть до 8 Мб.

Чтобы получить доступ к дополнительной памяти, прикладная программа требует у

ЕММ (драйвер, который предоставляет программам доступ к памяти), определенное

число логических страниц и затем ставит им в соответствие физические страницы в

страничном блоке. ЕММ делит всю ОЗУ на плате на ряд блоков размером по 16К,

называемых логическими страницами. Затем он находит неиспользуемый участок

памяти размером 64К и делит его на 4 равных блока по 16К, которые называются

физическими страницами. Как только логическая страница связывается с физической

страницей, программа может считать из этой памяти или записать в нее, как если

бы это была обычная память, использующая стандартные адреса, состоящие из

сегментов и смещений. Память EMS используется для хранения данных,

буферизованных с помощью команды FASTOPEN, указав при запуске FASTOPEN ключ /X,

а также разместить в дополнительной памяти с помощью драйверов RAMDRive и

SMARTDrive электронные диски и кеш-буферы.

Верхняя память

Область между 640К и 1М называется областью верхней памяти. В типичной ПЭВМ

оказывается, что многие из адресов в верхней памяти не используются. В ПК 386 с

видеоадаптером VGA, сегменты А000h и B000h резервируются под видеобуфер,

представляющий собой участок памяти, содержимое которого определяет, что вы

видите на экране. Вы очень редко можете встретить ПК, который не имеет, по

крайней мере, некоторого свободного пространства между 640К и 1М; вот почему

область верхней памяти так важна для DOS 5.

DOS 5 поступает пользователю со специальным драйвером EMM386.EXE, который может

конвертировать неиспользуемое пространство в области верхней памяти в

используемое ОЗУ на ПК 386 и 486. Эти части ОЗУ называются блоками верхней

памяти. В совокупности с командами DOS 5 ( LOADHIGH и DEVICEHIGH ), ЕММ386.ЕХЕ

может дополнительно предоставить в распоряжение DOS до 128К или даже больше.

Можно загрузить в UMB драйверы устройств.

Чтобы создать блоки верхней памяти, драйвер ЕММ386.ЕХЕ переводит в DOS в режим

виртуального МП 8086 микропроцессоров 80386 и 80486, который не поддерживается в

МП 80286. Режим виртуального МП 8086 сходен с реальным режимом, за исключением

одной очень важной особенности. При работе DOS в режиме виртуального МП 8086

драйвер, например ЕММ386.ЕХЕ, может использовать особенность 386 и 486,

известную как страничная организация. При такой организации считывания и записи

одной области памяти перенаправляются по другим адресам. После того, как

ЕММ386.ЕХЕ идентифицирует неиспользуемые участки области верхней памяти, он

перепрограммирует микропроцессор 386 или 486 так, чтобы он пере направлял

операции считывания и записи, предназначенные для этих областей верхней памяти,

в расширенную память. Таким образом, эти неиспользованные области превращаются в

блоки верхней памяти (UMB), а ЕММ386.ЕХЕ, в сущности, заполняет их ОЗУ из

области памяти выше отметки 1Мб.

Загрузка DOS в старшую память

Чтобы достичь большего объема памяти, пригодного для DOS в нижних 640К, одно из

простейших и наиболее эффективных конфигурационных изменений, которое можно

осуществить, заключается в перемещении DOS в старшую память. По умолчанию DOS

загружается в обычную память, сокращая объем памяти, доступной для других

программ. При использовании DOS 5 максимальный размер выполняемой программы

никогда не может быть больше 580К. Если в обычную память загрузить драйверы

устройств или резидентные программы, или использовать большое количество

дисковых буферов и дисковых файлов, максимальный размер выполняемой программы

будет даже меньше.

Перемещение DOS в НМА

Загруженная DOS располагается близко к началу обычной памяти, где она потребляет

60К ОЗУ, оставляя свободных 580К для прикладных программ. Большая часть DOS

перемещена в расширенную память, как раз за границей 1М, что оставляет для

прикладных программ свободных более 623К. В расширенную память перемещается не

вся DOS, а большая ее часть, так что увеличивается размер выполняемой программы

более чем на 40К. Участок, остающийся в обычной памяти - это тот минимум,

который требует DOS для поддержания своей работы.

Установка HIMEM.SYS

Конфигурирование системы для загрузки DOS в НМА, а не в младшие адреса,

требует двух простых изменений в файле CONFIG.SYS. Сначала надо добавить команду

DEVICE= с тем, чтобы HIMEM.SYS загружался всякий раз при запуске компьютера. Эта

команда не обязательно должна быть первой в файле CONFIG.SYS, но она обязательно

должна идти перед другими командами, которые загружают драйверы, использующие

HIMEM.SYS.

Добавление директивы DOS=HIGH

После добавления строки, загружающей HIMEM.SYS, надо включить в

CONFIG.SYS вторую команду для загрузки DOS в НМА:

DOS=HIGH

Если файл CONFIG.SYS уже содержит команду DOS=UMB, то вместо добавления новой

строки надо изменить существующую, чтобы она выглядела следующим образом:

DOS=HIGH, UMB

DOS =HIGH заставляет DOS загружаться в НМА. Кроме того, программа установки DOS