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Arquitectura de memorias RAM Y ROM
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Arquitectura de memorias RAM Y ROM

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En este documento encontrarás Tipos , Caracteristicas y Funcionamiento de Memorias RAM Y ROM

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  • 1. UNIDAD I ELABORADO POR LA LIC. YESENIA CETINA MARRUFO
  • 2. ¿QUE ES UNA MEMORIA?
  • 3. ¿QUE ES UNA MEMORIA RAM?
  • 4. ¿QUE ES UNA MEMORIA ROM?
  • 5. ¿QUE DIFERENCIA HAY ENTRE UNA MEMORIA ROM Y UNA MEMORIA RAM?
  • 6.  Hablaremos un poco sobre el concepto y las características de una memoria, sea de tipo RAM o de tipo ROM, que aunque tengan diferencias, siguen siendo un par de dispositivos electrónicos con diminutas diferencias pero con similares tareas
  • 7.  Se refiere a componentes de un ordenador, dispositivos y medios de grabación que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo.
  • 8.  Principalmente, partimos de la idea de que es un dispositivo electrónico perteneciente a la unidad central de proceso (C.P.U.), para lo que cualquier dato contenido en la misma es accesible casi instantáneamente.  Posee un tamaño limitado y su costo es elevado, por lo que se suele complementar con la llamada memoria externa o secundaria; está constituida de semiconductores de silicio y circuitos electrónicos. Los datos se almacenan en ella en un conjunto de casilleros numerados desde 0 en orden creciente (0,1,2,3,4,5…0+n).
  • 9. Volatilidad Tiempo de Acceso Capacidad
  • 10.  Sedice que la información almacenada en una memoria es volátil siempre y cuando corra el riesgo de verse alterada en caso de que se produzca algún fallo de suministro de energía eléctrica.  No son volátiles aquellas en las cuales la información, independientemente de que exista algún fallo en el fluido eléctrico, permanece inalterada.
  • 11.  Dichode otra manera, cualquier de éstas dos memorias (RAM y ROM) es volátil por su incapacidad de permanecer inalterada de cara a cualquier fallo eléctrico que presente la misma. Por ésta simple razón específica, las memorias RAM son volátiles por su sensibilidad.
  • 12.  Esel tiempo que transcurre desde el instante en que se lanza la operación de lectura en la memoria y el instante en que se dispone de la primera información buscada.  En la memoria principal, este tiempo es, en principio, independiente de la dirección en la que se encuentre la información a la cual queremos acceder.
  • 13.  Sepuede ir un poco más al grano diciendo que el tiempo de acceso es el tiempo requerido o necesitado para realizar cualquier operación, sea lectura o escritura.  Essimplemente eso, el tiempo que se solicita a la memoria para poder ejecutar cualquier operación específica.
  • 14.  La capacidad de una memoria (RAM y ROM) es el número de posiciones de un sistema, o dicho de otra manera, número de informaciones que puede contener una memoria.  Lacapacidad total de memoria será un dato esencial para calibrar la potencia de un computador. La capacidad de la memoria se mide en múltiplos de byte (8 bits): kilobytes (1.024 bytes) y megabytes (1.024 kilobytes).
  • 15.  Sibien es cierto, aquí sí se aplica la frase de a mayor capacidad, mayor velocidad. A la hora de escoger una memoria, intenta escoger un valor que sea óptimo (sea de 512 megabytes, 1 gigabyte o así) para que tengas mejor rendimiento en tu computadora.
  • 16. MEMORIA (RAM) MEMORIA (ROM) MEMORIA (EPROM)
  • 17.  La memoria principal o RAM es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente.  Se llama de acceso aleatorio porque el procesador accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que acceder a la información anterior y posterior.  Es la memoria que se actualiza constantemente mientras el ordenador está en uso y que pierde sus datos cuando el ordenador se apaga
  • 18.  Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas en memoria RAM.  Elprocesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos.
  • 19.  Reducirel tiempo necesario para acceder a la memoria, ayuda a mejorar las prestaciones del sistema.  Ladiferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y se borra al apagar el ordenador
  • 20.  Esuna memoria dinámica, lo que indica la necesidad de “recordar” los datos ala memoria cada pequeños periodos de tiempo, para impedir que esta pierda la información.  Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la alimentación, la memoria pierde todos los datos. “Random Access”, acceso aleatorio, indica que cada posición de memoria puede ser leída o escrita en cualquier orden.
  • 21.  Locontrario seria el acceso secuencial, en el cual los datos tienen que ser leídos o escritos en un orden.  Posiblemente, en más de una ocasión en el ordenador aparecen errores de en la memoria debido a que las memorias que se están utilizando son de una velocidad inadecuada que se descargan antes de poder ser refrescadas.
  • 22.  Lasposiciones de memoria están organizadas en filas y en columnas. Cuando se quiere acceder a la RAM se debe empezar especificando la fila, después la columna y por último se debe indicar si deseamos escribir o leer en esa posición.  Enese momento la RAM coloca 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 en predeterminado.
  • 23.  Cada celda de la RAM tiene una ubicación o nombre en una nomenclatura aceptada por la comunidad científica: el sistema hexadecimal. Cada depósito de un dato en la memoria (operando, resultado, etc.) se ubica por una dirección en hexadecimal
  • 24.  SRAM (Static RAM), RAM estática  DRAM (Dynamic RAM), RAM dinámica  Una Memoria SRAM estática mantiene su contenido mientras esté alimentada.  Una Memoria DRAM dinámica la lectura es destructiva, es decir que la información se pierde al leerla, para evitarlo hay que restaurar la información contenida en sus celdas, operación denominada refresco.
  • 25.  Losdos tipos difieren en la tecnología que usan para almacenar los datos.  La RAM dinámica necesita ser refrescada cientos de veces por segundo, mientras que la RAM estática no necesita ser refrescada tan frecuentemente, lo que la hace más rápida, pero también más cara que la RAM dinámica.  Ambos tipos son volátiles, lo que significa que pueden perder su contenido cuando se desconecta la alimentación.
  • 26.  Es una memoria RAM electrónica construida mediante condensadores.  Los condensadores son capaces de almacenar un bit de información almacenando una carga eléctrica.  Lamentablemente los condensadores sufren de fugas lo que hace que la memoria DRAM necesite refrescarse cada cierto tiempo: el refresco de una memoria RAM consiste en recargar los condensadores que tienen almacenado un uno para evitar que la información se pierda por culpa de las fugas (de ahí lo de “Dynamic”).  La memoria DRAM es más lenta que la memoria SRAM, pero por el contrario es mucho más barata de fabricar y por ello es el tipo de memoria RAM más comúnmente utilizada como memoria principal.
  • 27.  Es un tipo de memoria que es más rápida y fiable que la más común DRAM (Dynamic RAM).  El término estática viene derivado del hecho que necesita ser refrescada menos veces que la RAM dinámica.  Los chips de RAM estática Tienen tiempos de acceso del orden de 10 a 30 nanosegundos, mientras que las RAM dinámicas están por encima de 30.  Las RAM estáticas no precisan de circuitería de refresco como sucede con las RAMs dinámicas, pero precisan más espacio y usan mas energía. La SRAM, debido a su alta velocidad, es usada como memoria caché.
  • 28.  Es el diseño más común de chips de RAM dinámica. El acceso a los bits de memoria se realiza por medio de coordenadas, fila y columna.  Antes del modo paginado, era leído pulsando la fila y la columna de las líneas seleccionadas. Con el modo pagina, la fila se selecciona solo una vez para todas las columnas (bits) dentro de la fila, dando como resultado un rápido acceso.
  • 29. Esta ya no la fabrican, la encontrábamos en los ordenadores prehistóricos 086, 286, 386, 486 Pentium I. Como era una memoria que funcionaba muy bien decidieron dejarlas de fabricar para que las pobres empresas fabricantes no se arruinaran.
  • 30.  Siglas de Vídeo RAM, una memoria de propósito especial usada por los adaptadores de vídeo.  A diferencia de la convencional memoria RAM, la VRAM puede ser accedida por dos diferentes dispositivos de forma simultánea.  Esto permite que un monitor pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de la pantalla al mismo tiempo que un procesador gráfico suministra nuevos datos.  VRAM permite mejores rendimientos gráficos aunque es más cara que la una RAM normal.
  • 31.  Es un tipo de encapsulado consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, y que se inserta en un zócalo SIMM en la placa madre o en la placa de memoria.  Los SIMMs son más fáciles de instalar que los antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos en bytes en lugar de bits.  El primer formato que se hizo popular en los computadores personales tenía 3.5" de largo y usaba un conector de 32 pins. Un formato más largo de 4.25", que usa 72 contactos y puede almacenar hasta 64 megabytes de RAM es actualmente el más frecuente.
  • 32.  Esun tipo de encapsulado, consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, que se inserta en un zócalo DIMM en la placa madre y usa generalmente un conector de 168 contactos.
  • 33.  Esun tipo de encapsulado consistente en almacenar un chip de memoria en una caja rectangular con dos filas de pines de conexión en cada lado.  Obsoletas, aparecieron por última vez en las 286.
  • 34.  Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad.  Puedeser tanto un área reservada de la memoria principal como un dispositivo de almacenamiento de alta velocidad independiente.  Hay dos tipos de caché frecuentemente usados en las computadoras personales: 1. Memoria caché y 2. Caché de disco
  • 35.  LaRAM del ordenador (que es del tipo DRAM) no es lo suficientemente rápida para almacenar y transmitir los datos que el microprocesador necesita. Para esto se usa una memoria muy rápida, estratégicamente situada entre el microprocesador y la RAM. Esta es la memoria caché, que es del tipo SRAM y es unas 5 ó 6 veces más rápida que la memoria RAM del tipo DRAM.
  • 36.  La memoria cache es invisible para el sistema operativo. Es un tipo de memoria de acceso aleatorio mucho mas rápida que la memoria RAM.  La memoria cache es una clase de memoria especial de alta velocidad que esta diseñada para acelerar el proceso de las instrucciones de memoria en la CPU. La CPU puede obtener las instrucciones y los datos ubicados en la memoria cache mucho más rápidamente que las instrucciones y datos almacenados en la memoria principal.
  • 37.  Porejemplo, en una placa madre típica de 100 MHZ, el CPU necesita hasta 180 nanosegundos para obtener información de la memoria principal, mientras que la información de la memoria cache sólo necesita de 45 nanosegundos.  Porlo tanto, cuantas más instrucciones y datos la CPU pueda obtener directamente de la memoria cache, más rápido será el funcionamiento de la computadora.
  • 38.  Mantenerel tiempo de acceso promedio a la memoria pequeño.  Reducir el ancho de banda entre memoria principal y procesador.
  • 39.  Lacache contiene una copia de una parte de la memoria principal.  Cuando el procesador intenta leer una palabra de la memoria, se comprueba si la palabra determinada esta en la memoria cache, si esta, se envía la palabra al procesador, si no esta, un bloque de memoria principal, formado por un número fijo de palabras se introduce en la cache, este bloque contiene la palabra buscada, y se envía al procesador.
  • 40.  Dado que existe una alta probabilidad que la instrucción siguiente este relacionada con la anterior se aceleran los tiempos en que estos datos están disponibles.
  • 41.  Lamemoria caché está implementada con la SRAM (RAM estática). SRAM utiliza dos transistores por bit y puede almacenar datos sin asistencia externa mientras el circuito reciba energía. El segundo transistor controla la salida del primero, esto es un circuito llamado flip-flop. Esto contrasta con la memoria DRAM (RAM dinámica), que debe ser refrescada muchísimas veces por segundo para mantener el contenido de sus datos.
  • 42.  Cada bit de la SRAM tiene entre cuatro y seis transistores, a diferencia de la DRAM que utiliza solo un transistor (más un capacitor).  Esta cantidad de transistores de la SRAM hace que sea varias veces más costosa que la DRAM. Esto explica por qué la SRAM no se utiliza como módulo de memoria RAM y sólo se deja para memoria caché, que debe ser ultrarrápida
  • 43.  Un biestable, también llamado báscula (flip- flop en inglés), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido.  Estacaracterística es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información.
  • 44.  El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en:  Asíncronos: Sólo tienen entradas de control. El más empleado es el biestable R (borrado) S (grabado)  Síncronos: Además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas
  • 45.  Las clases de memoria cache incluyen cache principal (también conocida como cache L1 y una cache secundaria (conocidas como cache L2).  La memoria cache L1 es una memoria que esta situada dentro del microprocesador, se le conoce también con el nombre de memoria cache interna. Actualmente se utilizan como mínimo 64/128 Kb. El controlador de la cache utilizando una serie de algoritmos obtiene las probables próximas lecturas de memoria.
  • 46.  La memoria cache L2 es una memoria externa que se encuentra generalmente entre el microprocesador y la memoria. Es una memoria súper rápida conformada por chips SRAM.  Una de las características de la cache L2 es que es de mayor tamaño que la L1.  En el caso de los microprocesadores que tienen la cache integrada al mismo, su principal característica es que esta trabaja a la misma velocidad que la interna del micro.
  • 47.  Trabaja sobre los mismos principios que la memoria caché, pero en lugar de usar SRAM de alta velocidad, usa la convencional memoria principal.  Los datos más recientes del disco duro a los que se ha accedido (así como los sectores adyacentes) se almacenan en un buffer de memoria.  Cuando el programa necesita acceder a datos del disco, lo primero que comprueba es la caché del disco para ver si los datos ya están ahí.  La caché de disco puede mejorar drásticamente el rendimiento de las aplicaciones, dado que acceder a un byte de datos en RAM puede ser miles de veces más rápido que acceder a un byte del disco duro.
  • 48.  Esuna memoria síncrona que envía los datos dos veces por cada ciclo de reloj.  Deeste modo trabaja al doble de velocidad del bus del sistema sin necesidad de aumentar la frecuencia de reloj.  Sepresenta en módulos (circuito impreso donde se encuentra soldados los chips de memoria RAM) DIMM de 184 contactos.
  • 49.  La ROM (Read Only Memory) es una «Memoria Sólo de Lectura».  En ella sólo se puede leer la información que contiene, no es posible modificarla.  En este tipo de memoria se acostumbra a guardar las instrucciones de arranque y el funcionamiento coordinado de la computadora. Físicamente, las memorias ROM son cápsulas de cristales de silicio. La información que contienen se graba de una forma especial por sus fabricantes o empresas muy especializadas.
  • 50.  Las memorias de este tipo, al contrario que las RAM, no son volátiles, pero se pueden deteriorar a causa de campos magnéticos demasiado potentes.  La comunicación con el procesador se realiza, al igual que en las memorias RAM, a través de los buses de direcciones y datos.  Al existir sólo la posibilidad de lectura, la señal de control, que en la RAM se utilizaba para indicar si se iba a leer o escribir, sólo va a intervenir para autorizar la utilización de la memoria ROM.
  • 51.  Además de las ROM, en las que sólo puede grabar información el fabricante de la memoria, existen otros tipos de memorias no volátiles que se pueden modificar de diversas formas y son de una flexibilidad y potencia de uso mayor que las simples ROM.  La utilización de este tipo de memorias permite a los usuarios configurar computadoras dedicadas a tareas concretas, modificando simplemente la programación de los bancos de memoria del sistema informático.
  • 52.  Memoria Programable Sólo de Lectura). Las memorias PROM son memorias sólo de lectura que, a diferencia de las ROM, no vienen programadas desde la fábrica donde se construyen, sino que es el propio usuario el que graba, permanentemente, con medios especiales la información que más le interesa.
  • 53. Memoria Borrable y Programable Sólo de Lectura).  Las EPROM tienen la ventaja, con respecto a las otras memorias ROM, de que pueden ser reutilizables ya que, aunque la información que se almacena en ellas permanece permanentemente grabada, ésta se puede borrar y volver a grabar mediante procesos especiales, como puede ser el mantenerlas durante treinta minutos bajo una fuente de rayos ultravioletas para borrarlas.
  • 54.  Este tipo de chip puede reprogramarse. Contiene una ventana de cuarzo a través de la cuál se exponen los circuitos interiores del chip.  Cuando se aplica luz ultravioleta a través de la ventana se produce una reacción química que borra el EPROM. Para hacer el borrado y la reprogramación se debe retirar el chip de la computadora.
  • 55.  Read Only Memory o Memoria Borrable y Programable Eléctricamente Sólo de Lectura).  Las EEPROM aumentan, más si cabe, su ventaja con respecto a los anteriores tipos de memorias, ya que la información que se almacena en ellas se puede manipular con energía eléctrica y no es necesaria la utilización de rayos ultravioletas.
  • 56.  Es una forma evolucionada de la memoria EEPROM que permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación de programación mediante impulsos eléctricos, frente a las anteriores que sólo permite escribir o borrar una única celda cada vez.  Por ello, flash permite funcionar a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura en diferentes puntos de esta memoria al mismo tiempo.

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