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  • 1. MEMORIA
  • 2. ¿Qué es? • Es uno de los componentes fundamentales de todas las computadoras modernas que, acoplados a una unidad central de procesamiento implementa lo fundamental del modelo de computadora de Arquitectura de von Neumann. • Una memoria de computadora es un conjunto muy grande de pequeñas celdas numeradas.
  • 3. • Una memoria de computadora es sistemática y ordenada, de ahí su eficiencia; pero al mismo tiempo es muy rígida. • Eso significa que para tener acceso a una información se requiere saber exactamente en qué lugar preciso está almacenada.
  • 4. Tipos de memoria • RAM • ROM • SRAM o Caché • Virtual o de Swap
  • 5. RAM (Random Access Memory) • Memoria de acceso aleatorio. • Se considera la más importante, ya que la computadora no podría funcionar sin su existencia. • Se denominan "de acceso aleatorio" porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder a la información de la manera más rápida posible.
  • 6. MODULOS RAM • Las memorias se agrupan en módulos, que se conectan a la placa madre de la computadora. • Según los tipos de conectores que tiene se clasifican en módulos: – SIMM (Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos. – DIMM (Dual In-line Memory Module) con 168 contactos.
  • 7. • Dentro de las memorias RAM existen distintos tipos de tecnologías que se diferencian principalmente por su velocidad de acceso y su forma física. – DRAM – SDRAM – RDRAM
  • 8. DRAM (Dynamyc Random Acces Memory) • Memoria dinámica de acceso aleatorio. • Se denomina dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar el mismo y recargarlo, cada cierto período. • Se trata de uno de los tipos de memorias más económicas, aunque su mayor desventaja está relacionada con la velocidad de proceso, ya que es una de las más lentas, lo que ha llevado a los fabricantes a modificar su tecnología para ofrecer un producto mejor.
  • 9. • Las posiciones de memoria están organizadas en filas y columnas. Cuando accedemos a la RAM empezamos especificando la fila, después la columna y por último decimos si deseamos escribir o leer en esa posición. • En ese momento la RAM pone los datos de esa posición en la salida si el acceso es de lectura o coge los datos y los almacena en la posición seleccionada si el acceso es de escritura.
  • 10. Secuelas DRAM… • Fast Page Mode (FPM) DRAMs – Memoria de página rápida. – Son las más usadas actualmente. – Son capaces de trabajar más rápidamente que las DRAM. – Para acceder a este tipo de memoria se debe especificar la fila (página) y en seguida la columna. Para los sucesivos accesos de la misma fila solo es necesario especificar la columna quedando la columna seleccionada desde el primer acceso. Esto hace que el tiempo de acceso en la misma fila (página) sea mucho más rápido.
  • 11. • Era el tipo de memoria normal en las computadoras 386, 486 y los primeros Pentium y llego a alcanzar velocidades de hasta 60 ns. Y en módulos SIMM de 72 contactos para Se presentaba en las últimas placas módulos SIMM 486 y las placas para de 30 contactos Pentium. procesadores 386 y 486
  • 12. • Extended Data Out (EDO) DRAMs – Memoria de salida de datos extendida. – Es más rápida que la memoria FPM. – Mantienen los datos en la salida hasta el siguiente acceso a memoria. – El procesador selecciona la posición de memoria, realiza otras tareas y cuando vuelva a consultar la DRAM los datos en la salida seguirán siendo válidos.
  • 13. • Mientras que la memoria tipo FPM sólo podía acceder a un solo byte (una instrucción o valor) de información de cada vez, la memoria EDO permite mover un bloque completo de memoria a la caché interna del procesador para un acceso más rápido por parte de éste. • Alcanzar velocidades de hasta 45 ns. • Utilizada para computadoras Pentium, Pentium Pro, y los primeros Pentium II que demandan mayor velocidad de proceso. Se presenta en módulos SIMM de 72 contactos y módulos DIMM de 168 contactos
  • 14. SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) • Memoria dinámica de acceso aleatorio con interfaz síncrona. • Con este tipo de memoria se lograron agilizar notablemente los procesos, ya que puede funcionar a la misma velocidad que la tarjeta madre a la que se encuentra incorporada.
  • 15. DRAM vs SDRAM • DRAM tiene una interfaz asíncrona, lo que significa que el cambio de estado de la memoria tarda un cierto tiempo, dado por las características de la memoria, desde que cambian sus entradas. • SDRAM el cambio de estado tiene lugar en una señal de reloj y, por lo tanto, está sincronizada con el bus de sistema de la computadora. El reloj permite controlar la máquina con la función de "pipeline" segmentación, es decir, puede aceptar una nueva instrucción antes de que haya terminado de procesar la anterior.
  • 16. RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory) • Conocida como Rambus DRAM • Es una de las más costosas debido a su complejidad de fabricación, y sólo se utilizan en procesadores grandes, tales como los Pentium IV y superiores.
  • 17. ROM (Read-Only Memory) • Memoria de sólo lectura, conocida como firmware (programación en firme). – Es un conjunto de instrucciones de programa para propósitos específicos, grabado en una memoria de tipo no volátil o no variable, que establece la lógica de más bajo nivel(lenguaje maquina) que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo.
  • 18. Visión de la arquitectura de computadoras como una serie de capas de abstracción:
  • 19. Tipos básicos de ROM. Cada tipo tiene unas características especiales, aunque todas tienen algo en común: • ROM • Los datos que se almacenan en • PROM estos chips son no volátiles, lo cual significa que no se pierden cuando • EPROM se apaga el equipo. • EEPROM • Los datos almacenados no pueden ser cambiados. • Memoria Flash
  • 20. ROM • Los chips ROM contienen una hilera de filas y columnas utilizando un diodo para conectar las líneas. • Un chip ROM necesita la perfecta programación y todos los datos necesarios cuando es creado. • No se puede variar una vez que está creado.
  • 21. PROM (programmable read-only memory) • ROM programable. • Los chips PROM están vacíos y pueden ser comprados económicamente. • Es una memoria digital donde el valor de cada bit depende del estado de un fusible que puede ser quemado una sola vez. • Por esto la memoria puede ser programada una sola vez .
  • 22. EPROM (Erasable programmable read-only memory) • ROM programable borrable. • Los chips EPROM pueden ser regrabados varias veces. • Una vez programada, una EPROM se puede borrar solamente mediante exposición a una fuerte luz ultravioleta. • Las EPROMs se reconocen fácilmente por una ventana transparente en la parte alta del encapsulado la cual admite la luz ultravioleta durante el borrado.
  • 23. EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) • ROM programable y borrable eléctricamente. • ROM que puede ser programado, borrado y reprogramado eléctricamente, es decir, sin necesidad de un aparato que emita rayos ultravioletas. • La EEPROM puede ser leída un número ilimitado de veces, pero sólo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y un millón de veces.
  • 24. Memoria FLASH • Es una manera desarrollada de la memoria EEPROM. • Consiste en una pequeña tarjeta destinada a almacenar grandes cantidades de información en un espacio muy reducido. • Permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación de programación mediante impulsos eléctricos. • Llamadas también dispositivos de celdas multinivel, pueden almacenar más de un bit por celda. • Generalmente son de forma cuadrada o rectangular y se pueden conectar al computador a través de un puerto USB.
  • 25. • Suele ser usadas en celulares, cámaras digitales, PDAs, reproductores portátiles, etc. • Son muy resistentes a golpes, son pequeñas, livianas y sumamente silenciosas. • Permiten un número limitado de veces que se escriben/borran, generalmente de 100 mil a un millón de veces.
  • 26. Tipos de memoria flash • CF Card (CompactFlash): Son bastante voluminosas y pesadas. Se pueden encontrar en algunos modelos de cámaras Kodak, HP, Nikon, Canon, Epson, Casio, Minolta, Panasonic y otros. • Tarjetas SmartMedia: son más pequeñas que las CF y tienen la forma aproximada de un disquette en miniatura. No existen tarjetas Smart Media mayores a 128Mb.
  • 27. • XD Picture Card: Fueron desarrolladas por Olympus Optical Co., Ltd. and Fuji Photo Film Co., Ltd. para reemplazar a las SmartMedia. Tiene un espacio máximo de 8GB. • Sony Memory Stick (MS): Sony lanzó esta línea de memorias Flash en 1999, y actualmente es empleada por toda su gama de cámaras fotográficas y filmadoras digitales.
  • 28. • Secure Digital (SD) y Multimedia Card (MMC): Estos dos tipos de memoria son idénticos entre sí, a simple vista. La diferencia entre SD y MMC es que la primera incluye un principio de encriptación con la que se puede almacenar la información de manera codificada.
  • 29. Memoria SRAM (Static Random Access Memory) • Memoria Estática de Acceso Aleatorio. • Es un tipo de memoria basada en semiconductores que es capaz de mantener los datos (mientras esté alimentada) sin necesidad de circuito de actualización. • Tienen por lo general muy poca capacidad de almacenamiento, pero son muy veloces. • Memoria Caché es sinónimo de SRAM
  • 30. … SRAM • Debido a su compleja estructura interna, es menos densa que DRAM, y por lo tanto no es utilizada cuando es necesaria una alta capacidad de datos. • Una memoria SRAM tiene tres estados distintos de operación: – standby, en el cual el circuito está en reposo. – reading o lectura, durante el cual los datos son leídos desde la memoria. – writing o escritura, durante el cual se actualizan los datos almacenados en la memoria.
  • 31. • La memoria caché se carga desde la RAM con los datos y/o instrucciones que ha buscado el CPU en las últimas operaciones. • El CPU siempre busca primero la información en la caché, lo normal es que la va a encontrar ahí la mayoría de las veces, con lo que el acceso será muy rápido. • Pero si no encuentra la información en la caché, se pierde un tiempo extra en acudir a la RAM y copiar dicha información en la caché para su disponibilidad. • El CPU accede más veces a la caché que a la RAM.
  • 32. Clasificación de SRAM en niveles ("Level“) • Desde el punto de vista del hardware, existen dos tipos de memoria cache: – Interna: Llamada también caché primaria, caché de nivel 1 o simplemente caché L1 (Level one). – Externa: Se conoce también como caché secundaria, cache de nivel 2 o caché L2 .
  • 33. Caché interna. (Caché L1) • Se encuentra integrada dentro de los circuitos del microprocesador y eso la hace más cara y más complicado el diseño, pero también mucho más eficiente por su cercanía al microprocesador, ya que funciona a la misma velocidad que él. Esta a su vez se subdivide en 2 partes. • L1 DC: "Level 1 date cache": se encarga de almacenar datos usados frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos, inmediatamente los utiliza, por lo que se agilizan los procesos. • L1 IC: "Level 1 instruction cache": se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, inmediatamente las recupera, por lo que se agilizan los procesos.
  • 34. Caché externa (Caché L2) • Es una memoria de acceso rápido incluida en la placa base, que dispone de su propio bus y controlador independiente que intercepta las llamadas a memoria antes que sean enviadas a la RAM. • Viene en forma de tarjetas de memoria, para ser insertada en una ranura (Slot) especial de la tarjeta principal y funciona a la velocidad de trabajo de la misma. Se encarga de almacenar datos de uso frecuente y agilizar los procesos.
  • 35. Otras caché… A parte de la caché con respecto a la memoria RAM, en una computadora existen muchos otros sistemas de caché: • Memoria RAM como caché: Las unidades de almacenamiento (discos duros, discos flexibles, etc.) y otros muchos periféricos utilizan la memoria RAM como sistema de caché, una zona de la RAM contiene la información que se ha buscado últimamente en dichos dispositivos, de forma que basta con acceder a la RAM para recuperarla. • Disco duro como caché: Se emplea al disco duro como caché a dispositivos aún más lentos (unidades CD-ROM). Estos sistemas de caché suelen estar gobernados mediante software, que se suele integrar en el sistema operativo. La caché de disco almacena direcciones concretas de sectores, almacena una copia del directorio y en algunos casos almacena porciones o extensiones del programa o programas en ejecución. • Los navegadores Web utilizan el disco duro como caché, al solicitar una página Web, el navegador acude a Internet y comprueba la fecha de la misma. Si la página no ha sido modificada, se toma directamente del disco duro, con lo que la carga es muy rápida. En caso contrario se descarga desde Internet y se actualiza la caché, con un cierto tiempo de espera. En el caso de los navegadores Web, el uso del disco duro es más que suficiente, ya que es extremadamente más rápido que el acceso a Internet.
  • 36. MEMORIA VIRTUAL • Es una técnica que permite ejecutar procesos que no caben totalmente en memoria RAM (memoria física). • Ayudando así a crear un esquema de abstracción de la memoria que la separa de la zona lógica que el usuario ve, esto facilita enormemente la tarea a los programadores puesto que no se tiene que preocupar por limitaciones de memoria.
  • 37. • La memoria virtual es la separación entre la memoria lógica disponible para el usuario y la memoria RAM.
  • 38. Implementación de la memoria virtual. • Cuando se coloca en memoria un proceso utiliza un intercambiador perezoso (paginación por demanda), el cual nunca reincorpora una página a memoria a menos que se necesite. • Cuando se ejecuta un programa, éste está parcialmente en memoria, es decir, sólo hay cargada aquella zona de código y datos que se necesitan en ese instante de tiempo, y no el programa completo.