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Je ausgebuffter die DOS-Software, desto mehr müssen / mußten die Grenzen der Hardware ausgereizt werden. Im Falle des Hauptspeicher ein schwieriges Unterfangen; seine Organisation bestimmt sehr weitgehend die Leistungsfähigkeit und die Performanz von hochgerüsteten DOS-Programmen. Die Akteure im Arbeitsspeicher sind:

(1) Der konventionelle Speicher
(2) Der hohe Speicher - auch High DOS oder UMB genannt
(3) Der reservierte Speicher
(4) Der erweiterte Speicher - XMS
(5) Der Expansionsspeicher - EMS
(6) Der erste Grafikspeicher
(7) Der zweite Grafikspeicher
(8)
Das EMS-Fenster

Jede Software belegt während ihrer Ausführung Arbeitsspeicher. Außerdem benötigen Sie je nach Aufgabe zusätzlich Speicher, um anfallende Daten zu managen und kurzfristige Informationen zu speichern.
Nicht nur Anwendungen sondern auch System-Programme wie Maus-Treiber, Netzwerk-Software oder der deutsche Tastaturtreiber belegen diesen Speicher.

Und da immer mehr dazu kommt und Programme immer umfangreicher werden, tut eine gute Speicherorganisation not:
 


 
Überblick über den DOS-Speicherhaushalt eines PCs mit 16 MB
(hier mit MEM.EXE von MS-DOS 6.2 ermittelt:)
Speichertyp           Insgesamt  = Verwendet +    Frei
-----------------     ----------   ---------   ----------
Konventioneller   (1)      640K          49K        591K
Hoher             (2)       91K          65K         26K
Reserviert        (3)      384K         384K          0K
Erweiterung (XMS) (4)   15.269K       8.621K      6.648K
-----------------     ----------   ---------   ----------
Insg. Speicher          16.384K       9.119K       7.265K
  
Insg. unter 1 MB           731K         114K         617K
  
Insg. Expansionsspeicher (EMS) 3.376K (3.457.024 Byte) (5)
Freier Expansionsspeicher (EMS) 2.992K (3.063.808 Byte)
  
Maximale Größe für ausführbares Programm  590K (604.336 Byte)
Größter freier Block im hohen Speicherblock 15K (14.992 Byte)
  
MS-DOS ist resident im oberen Speicherbereich (High Memory Area)

In der Regel laufen die Ausführungsteile von Programmen im "konventionellen Speicher" ab (0 - 640 KB) (1), wogegen Daten oder unbenutzte Programmroutinen im sogenannten "erweiterten Speicher" (ab 1024 KB = 1 MB bis Ultimo) (4) gehalten werden. Dazwischen liegt der "reservierte Speicher" mit 384 KB (3), der den Speicherraum zwischen 640 KB und 1 MB ausfüllt (siehe unten).

Ursprünglich war der reservierte Speicher (3) für die Kommunikation mit systemnahen Hardwarekomponenten wie Grafik- oder Netzwerkadaptern vorgesehen. Erst später etablierten sich findige Programme wie 386MAX oder QEMM, die unbenutzte Abschnitte im reservierten Bereich aktivieren konnten. Man nennt diesen Speicher, der im reservierten Speicher liegt, "High DOS", "UMB" oder "hoher Speicherblock" (2). Heute beherrscht diese Technik mehr oder weniger gut jedes Betriebssystem - MS-DOS 6.2 kümmert sich mit EMM386.SYS und MEMMAKER um das High DOS.

Bleiben wir beim erweiterten Speicher - englisch: eXtended memory specification (kurz: XMS) (4). Als Anfang der 80er Jahre der INTEL-PC konzipiert wurde, dachte man über 64 oder 128 KB Speicher nach - der maximal vorgesehene Hauptspeicher von 640 KB bzw. 1 MB erschien damals als unermeßlich; darauf und auf den verfügbaren Prozessor (INTEL 8088 / 8086) wurde das Adressierungskonzept des Hauptspeichers abgestimmt.

Als aber mit der Zeit die Speicherbausteine billiger und im Gegenzug die Programme komfortabler, aber auch speicherintensiver wurden, mußten Konventionen geschaffen werden, mit denen Speicher jenseits der 1 MB-Grenze erschlossen werden konnte: Voller Tatendrang entwickelten Lotus, INTEL und Microsoft die "eXpanded memory specification" (LIM EMS) (5): zuerst wurden noch spezielle Speicherkarten eingesetzt. Aber schnell konnte auch der normale PC-Speicher verwendet werden: die Programme, sofern sie überhaupt EMS unterstützten, holten sich dann die Daten paketweise aus dem erweiterten PC-Speicher durch das sogenannte EMS-Fenster (8) in den konventionellen Speicher. Dort wurden die Daten verarbeitet. Und auch zurück laufen nach EMS-Konvention die veränderte Daten wieder durch das EMS-Fenster in den erweiterten Speicher. So kompliziert, wie sich das anhört, ist das auch. Moderner ist der direkt programmierte Zugriff auf den erweiterten Speicher (XMS); solche Anwendungs-Programme sind zwar umfangreicher, weil sie selber das Speichermanagement übernehmen müssen, können aber auf die EMS-Treiber-Installation und damit auf das meistens 64 KB große EMS-Fenster verzichten. Pech ist es dann, wenn man mit einem Mix von EMS- und XMS-Programmen arbeiten muß - andererseits: in Zeiten von 32 Bit WINDOWS (WINDOWS 95 und WINDOWS NT) kann man sowieso nicht mehr selber am Arbeitsspeicher rumtüfteln; nur dann, wenn Plug 'n' Play beim Einbau einer neuen Erweiterungskarte versagt, muß vielleicht noch gewußt werden, an welcher Stelle im reservierten Speicher noch Platz frei ist für das neue Spielzeug:
 


 
Reservierter Speicherbereich (3) in einem Beispielrechner:
Speicheradressen  belegter Speicher  benutzt von:
-------------------------------------------------------------
A000h bis BFFFh   640 - 768 = 128K   Bildschirm-Speicher
 |A000h : AFFFh   640 - 704          64K VGA Grafik       (6)

 |B000h : BFFFh   704 - 736          32K monochromer Text (7)
 |B800h : CFFFh   736 - 768          32K Text + CGA-Grafik
C000h bis C7FFh   768 - 800 =  32K   SVGA-Bildschirm-ROM

C800h bis C9FFh   800 - 808 =   8K   SCSI-Adapter
CA00h bis D7FFh   808 - 864 =  56K   hoher Speicher (UMB)

D800h bis DBFFh   864 - 880 =  16K   Cache-Controller
DC00h bis DFFFh   880 - 896 =  16K   hoher Speicher (UMB)
E000h bis EFFFh   896 - 960 =  64K   EMS-Fenster (8)

F000h bis FFFFh   960 -1024 =  64K   System-BIOS
                              ----
                              384K erweiterter Speicher

  
Im reservierten Speicher liegt der Hohe Speicher, der mit Hilfe von Speichermanagern wie 386MAX, QEMM oder EMM386 mit speicherresidenter Software (z. B. Tastatur- und Maustreiber oder ein Cache-Programm wie smartdrv) gefüllt werden kann.
Im reservierten Speicher befindet sich auch das EMS-Fenster (8) - falls mit 

EMS gearbeitet wird - und der VGA-Grafik-Bereich (6) sowie der Adreßbereich des monochromen Bildschirmes (7) . Wenn diese Bereiche nicht benötigt werden, dann können sie dem Hohen Speicher zur Verfügung gestellt werden - was weitere bis zu 160 KB bringen kann, um beispielsweise auch noch Netzwerk- oder Scanner-Treiber in den Hohen Speicher abschieben zu können.

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