MEMORIA INTERNA

MEMORIA INTERNA
Transistor
El transistor es un dispositivo electrónico
semiconductor que
cumple funciones
de
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
El término "transistor" es la contracción en inglés de
transfer resistor (resistencia de transferencia).
Los transistores son componentes esenciales para nuestra civilización porque toda la electrónica
moderna los utiliza, ya sea en forma individual (discreta) como también formando parte de circuitos
integrados, analógicos o digitales, de todo tipo: microprocesadores, controladores de motores
eléctricos, procesadores de señal, reguladores de voltaje, etc.
Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los enseres domésticos de uso diario: radios,
televisores, grabadores, reproductores de audio y vídeo, hornos de microondas, lavarropas automáticos,
automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras,
impresoras, lámparas fluorecentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, etc.
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor
Memoria
El término memoria identifica el almacenaje de datos que viene en forma
chips, y el almacenaje de la palabra se utiliza para la memoria que existe en
las cintas o los discos. Por otra parte, el término memoria se utiliza
generalmente como taquigrafía para la memoria física, que refiere a los chips
reales capaces de llevar a cabo datos. Algunos ordenadores también utilizan
la memoria virtual, que amplía memoria física sobre un disco duro.
Cada ordenador viene con cierta cantidad de memoria física, referida
generalmente como memoria principal o RAM. Se puede pensar en memoria
principal como arreglo de celdas de memoria, cada una de los cuales puede
llevar a cabo un solo byte de información.
Un ordenador que tiene 1 megabyte de la memoria, por lo tanto, puede llevar
a cabo cerca de 1 millón de bytes (o caracteres) de la información.
La memoria funciona de manera similar a un juego de cubículos divididos
usados para clasificar la correspondencia en la oficina postal. A cada bit de
datos se asigna una dirección. Cada dirección corresponde a un cubículo
(ubicación) en la memoria.
Para guardar información en la memoria, el procesador primero envía la dirección para los datos. El
controlador de memoria encuentra el cubículo adecuado y luego el procesador envía los datos a
escribir.
Para leer la memoria, el procesador envía la dirección para los datos requeridos. De inmediato, el
controlador de la memoria encuentra los bits de información contenidos en el cubículo adecuado y los
envía al bus de datos del procesador.
Hay varios tipos de memoria:
•
RAM (memoria de acceso aleatorio): Éste es igual que memoria principal. Cuando
es utilizada por sí misma, el término RAM se refiere a memoria de lectura y
escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM.
Esto está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos
leídos. La mayoría de la RAM es volátil, que significa que requiere un flujo
constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el
suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se
pierden.
•
ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad
pequeña de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el
ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir.
•
PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un chip de memoria en la
cual usted puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM,
usted no puede reusarlo para salvar algo más. Como las ROM, los PROMS son
permanentes.
•
EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un EPROM es un tipo especial de PROM
que puede ser borrado exponiéndolo a la luz ultravioleta.
•
EEPROM (eléctricamente memoria inalterable programable borrable): Un EEPROM es un tipo
especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a una carga eléctrica.
La memorización consiste en la capacidad de registrar sea una cadena de caracteres o de instrucciones
(programa) y tanto volver a incorporarlo en determinado proceso como ejecutarlo bajo ciertas
circunstancias.
La memoria principal o RAM
Acrónimo de Random Access Memory, (Memoria de Acceso Aleatorio)
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.
Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas en memoria RAM. El
procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger
datos. Reducir el tiempo necesario para acceder a la memoria, ayuda a mejorar las prestaciones del
sistema. La diferencia 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.
Es una memoria dinámica, lo que indica la necesidad de "recordar" los datos a la 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. Lo
contrario seria el acceso secuencial, en el cual los datos tienen que ser leídos o escritos en un orden
predeterminado.
Es preciso considerar que a cada BIT de la memoria le corresponde un pequeño condensador al que le
aplicamos una pequeña carga eléctrica y que mantienen durante un tiempo en función de la constante
de descarga. Generalmente el refresco de memoria se realiza cíclicamente y cuando esta trabajando el
DMA. El refresco de la memoria en modo normal esta a cargo del controlador del canal que también
cumple la función de optimizar el tiempo requerido para la operación del refresco. 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.
Las posiciones 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. En ese 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.
La cantidad de memoria RAM de nuestro sistema afecta notablemente a las prestaciones,
fundamentalmente cuando se emplean sistemas operativos actuales. En general, y sobretodo cuando se
ejecutan múltiples aplicaciones, puede que la demanda de memoria sea superior a la realmente
existente, con lo que el sistema operativo fuerza al procesador a simular dicha memoria con el disco
duro (memoria virtual). Una buena inversión para aumentar las prestaciones será por tanto poner la
mayor cantidad de RAM posible, con lo que minimizaremos los accesos al disco duro.
Los sistemas avanzados emplean RAM entrelazada, que reduce los tiempos de acceso mediante la
segmentación de la memoria del sistema en dos bancos coordinados. Durante una solicitud particular,
un banco suministra la información al procesador, mientras que el otro prepara datos para el siguiente
ciclo; en el siguiente acceso, se intercambian los papeles.
Los módulos habituales que se encuentran en el mercado, tienen unos tiempos de acceso de 60 y 70 ns
(aquellos de tiempos superiores deben ser desechados por lentos). Es conveniente que todos los bancos
de memoria estén constituidos por módulos con el mismo tiempo de acceso y a ser posible de 60 ns.
Hay que tener en cuenta que el bus de datos del procesador debe coincidir con el de la memoria, y en el
caso de que no sea así, esta se organizará en bancos, habiendo de tener cada banco la cantidad necesaria
de módulos hasta llegar al ancho buscado. Por tanto, el ordenador sólo trabaja con bancos completos, y
éstos sólo pueden componerse de módulos del mismo tipo y capacidad. Como existen restricciones a la
hora de colocar los módulos, hay que tener en cuenta que no siempre podemos alcanzar todas las
configuraciones de memoria. Tenemos que rellenar siempre el banco primero y después el banco
número dos, pero siempre rellenando los dos zócalos de cada banco (en el caso de que tengamos dos)
con el mismo tipo de memoria. Combinando diferentes tamaños en cada banco podremos poner la
cantidad de memoria que deseemos.
Tipos de memorias RAM
DRAM: acrónimo de "Dynamic Random Access Memory", o simplemente RAM ya
que es la original, y por tanto la más lenta.
Usada hasta la época del 386, su velocidad de refresco típica es de 80 ó 70
nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la
siguiente serie de datos. Por ello, la más rápida es la de 70 ns. Físicamente, aparece en
forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.
FPM (Fast Page Mode): a veces llamada DRAM, puesto que evoluciona directamente
de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida,
tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns. Es lo
que se da en llamar la RAM normal o estándar. Usada hasta con los primeros Pentium,
físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y
algunos 486).
Para acceder a este tipo de memoria se debe especificar la fila (página) y seguidamente
la columna. Para los sucesivos accesos de la misma fila sólo 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. Era el tipo de memoria normal en
los ordenadores 386, 486 y los primeros Pentium y llegó a alcanzar velocidades de hasta 60 ns. Se
presentaba en módulos SIMM de 30 contactos (16 bits) para los 386 y 486 y en módulos de 72
contactos (32 bits) para las últimas placas 486 y las placas para Pentium.
EDO o EDO-RAM: Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la FPM. Permite empezar a
introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo
más rápida (un 5%, más o menos). 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. La
estándar se encontraba con refrescos de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72
contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.
La ventaja de la memoria EDO es que mantiene los datos en la salida hasta el siguiente acceso a
memoria. Esto permite al procesador ocuparse de otras tareas sin tener que atender a la lenta memoria.
Esto es, 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. Se presenta en módulos SIMM de 72
contactos (32 bits) y módulos DIMM de 168 contactos (64 bits).
SDRAM: Sincronic-RAM. Es un tipo síncrono de memoria, que, lógicamente, se sincroniza con el
procesador, es decir, el procesador puede obtener información en cada ciclo de reloj, sin estados de
espera, como en el caso de los tipos anteriores. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos;
es la opción para ordenadores nuevos.
SDRAM funciona de manera totalmente diferente a FPM o EDO. DRAM, FPM y EDO transmiten los
datos mediante señales de control, en la memoria SDRAM el acceso a los datos esta sincronizado con
una señal de reloj externa.
La memoria EDO está pensada para funcionar a una velocidad máxima de BUS de 66 Mhz, llegando a
alcanzar 75MHz y 83 MHz. Sin embargo, la memoria SDRAM puede aceptar velocidades de BUS de
hasta 100 MHz, lo que dice mucho a favor de su estabilidad y ha llegado a alcanzar velocidades de 10
ns. Se presenta en módulos DIMM de 168 contactos (64 bits). El ser una memoria de 64 bits, implica
que no es necesario instalar los módulos por parejas de módulos de igual tamaño, velocidad y marca
PC-100 DRAM: Este tipo de memoria, en principio con tecnología SDRAM, aunque también la habrá
EDO. La especificación para esta memoria se basa sobre todo en el uso no sólo de chips de memoria de
alta calidad, sino también en circuitos impresos de alta calidad de 6 o 8 capas, en vez de las habituales
4; en cuanto al circuito impreso este debe cumplir unas tolerancias mínimas de interferencia eléctrica;
por último, los ciclos de memoria también deben cumplir unas especificaciones muy exigentes. De cara
a evitar posibles confusiones, los módulos compatibles con este estándar deben estar identificados así:
PC100-abc-def.
BEDO (burst Extended Data Output): Fue diseñada originalmente para soportar mayores velocidades
de BUS. Al igual que la memoria SDRAM, esta memoria es capaz de transferir datos al procesador en
cada ciclo de reloj, pero no de forma continuada, como la anterior, sino a ráfagas (bursts), reduciendo,
aunque no suprimiendo totalmente, los tiempos de espera del procesador para escribir o leer datos de
memoria.
RDRAM: (Direct Rambus DRAM). Es un tipo de memoria de 64 bits que puede producir ráfagas de
2ns y puede alcanzar tasas de transferencia de 533 MHz, con picos de 1,6 GB/s. Pronto podrá verse en
el mercado y es posible que tu próximo equipo tenga instalado este tipo de memoria. Es el componente
ideal para las tarjetas gráficas AGP, evitando los cuellos de botella en la transferencia entre la tarjeta
gráfica y la memoria de sistema durante el acceso directo a memoria (DIME) para el almacenamiento
de texturas gráficas. Hoy en día la podemos encontrar en las consolas NINTENDO 64.
DDR SDRAM: (Double Data Rate SDRAM o SDRAM-II). Funciona a velocidades de 83, 100 y
125MHz, pudiendo doblar estas velocidades en la transferencia de datos a memoria. En un futuro, esta
velocidad puede incluso llegar a triplicarse o cuadriplicarse, con lo que se adaptaría a los nuevos
procesadores. Este tipo de memoria tiene la ventaja de ser una extensión de la memoria SDRAM, con
lo que facilita su implementación por la mayoría de los fabricantes.
SLDRAM: Funcionará a velocidades de 400MHz, alcanzando en modo doble 800MHz, con
transferencias de 800MB/s, llegando a alcanzar 1,6GHz, 3,2GHz en modo doble, y hasta 4GB/s de
transferencia. Se cree que puede ser la memoria a utilizar en los grandes servidores por la alta
transferencia de datos.
ESDRAM: Este tipo de memoria funciona a 133MHz y alcanza transferencias de hasta 1,6 GB/s,
pudiendo llegar a alcanzar en modo doble, con una velocidad de 150MHz hasta 3,2 GB/s.
La memoria FPM (Fast Page Mode) y la memoria EDO también se utilizan en tarjetas gráficas, pero
existen además otros tipos de memoria DRAM, pero que SÓLO de utilizan en TARJETAS
GRÁFICAS, y son los siguientes:
MDRAM (Multibank DRAM) Es increíblemente rápida, con transferencias de hasta 1 GIGA/s, pero su
coste también es muy elevado.
SGRAM (Synchronous Graphic RAM) Ofrece las sorprendentes capacidades de la memoria SDRAM
para las tarjetas gráficas. Es el tipo de memoria más popular en las nuevas tarjetas gráficas aceleradoras
3D.
VRAM Es como la memoria RAM normal, pero puede ser accedida al mismo tiempo por el monitor y
por el procesador de la tarjeta gráfica, para suavizar la presentación gráfica en pantalla, es decir, se
puede leer y escribir en ella al mismo tiempo.
WRAM (Window RAM) Permite leer y escribir información de la memoria al mismo tiempo, como en
la VRAM, pero está optimizada para la presentación de un gran número de colores y para altas
resoluciones de pantalla. Es un poco más económica que la anterior.
Para procesadores lentos, por ejemplo el 486, la memoria FPM era suficiente. Con procesadores más
rápidos, como los Pentium de primera generación, se utilizaban memorias EDO. Con los últimos
procesadores Pentium de segunda y tercera generación, la memoria SDRAM es la mejor solución.
La memoria más exigente es la PC100 (SDRAM a 100 MHz), necesaria para montar un AMD K6-2 o
un Pentium a 350 MHz o más. Va a 100 MHz en vez de los 66 MHZ usuales.
La memoria ROM se caracteriza porque solamente puede ser leída (ROM=Read Only Memory).
Alberga una información esencial para el funcionamiento del computador, que por lo tanto no puede
ser modificada porque ello haría imposible la continuidad de ese funcionamiento.
ROM, siglas para la memoria inalterable, memoria de computadora en la cual se han grabado de
antemano los datos. Una vez que los datos se hayan escrito sobre un chip ROM, no pueden ser quitados
y pueden ser leídos solamente.
Distinto de la memoria principal (RAM), la ROM conserva su contenido incluso cuando el ordenador
se apaga. ROM se refiere como siendo permanente, mientras que la RAM es volátil.
La mayoría de los ordenadores personales contienen una cantidad pequeña de ROM que salve
programas críticos tales como el programa que inicia el ordenador. Además, las ROM se utilizan
extensivamente en calculadoras y dispositivos periféricos tales como impresoras láser, cuyas fuentes se
salvan a menudo en las ROM.
Una variación de una ROM es un PROM (memoria inalterable programable). PROM son
manufacturados como chips en blanco en los cuales los datos pueden ser escritos con dispositivo
llamado programador de PROM.
La unidad de memoria
Los registros de un computador digital pueden ser clasificados del tipo operacional o de
almacenamiento. Un circuito operacional es capaz de acumular información binaria en sus flip-flops y
además tiene compuertas combinacionales capaces de realizar tare as de procesamiento de datos.
Un registro de almacenamiento se usa solamente para el almacenamiento temporal de la información
binaria. Esta informaci6n no puede ser alterada cuando se transfiere hacia adentro y afuera del registro.
Una unidad de memoria es una colección de registros de almacenamiento conjuntamente con los
circuitos asociados necesarios par a transferir información hacia adentro y afuera de los registros. Los
registros de almacenamiento en una unidad de memoria se llaman registros de memoria.
La mayoría de los registros en un computador digital son registros de memoria, a los cuales se
transfiere la informaci6n para almacenamiento y se encuentran pocos registros operacionales en la
unidad procesadora. Cuando se lleva a cabo el procesamiento de datos, la información de los registros
seleccionados en la unidad de memoria se transfiere primero a los registros operacionales en la unidad
procesadora. Los resultados intermedios y finales que se obtienen en los registros operacionales se
transfieren de nuevo a los registros de memoria seleccionados. De manera similar, la informaci6n
binaria recibida de los elementos de entrada se almacena primero en los registros de memoria. La
información transferida a los elementos de salida se toma de los registros en la unidad de memoria.
El componente que forma las celdas binarias de los registros en una unidad de memoria debe tener
ciertas propiedades básicas, de las cuales las más importantes son:
1.
2.
3.
4.
debe tener una propiedad dependiente de dos estados par a la representación binaria.
debe ser pequeño en tamaño.
el costo por bit de almacenamiento debe ser lo mas bajo posible.
el tiempo de acceso al registro de memoria debe ser razonablemente rápido.
Ejemplos de componentes de unidad de memoria son los núcleos magnéticos los CI semiconductores y
las superficies magnéticas de las cintas, tambores y discos.
Una unidad de memoria almacena información binaria en grupos llamados palabras, cada palabra se
almacena en un registro de memoria. Una palabra en la memoria es una entidad de n bits que se
mueven hacia adentro y afuera del almacenamiento como una unidad. Una palabra de memoria puede
representar un operando, una instrucción, o un grupo de caracteres alfanuméricos o cualquier
información codificada binariamente. La comunicación entre una unidad de memoria y lo que la rodea
se logra por medio de dos señales de control y dos registros externos. Las señales de control especifican
la dirección de la trasferencia requerida, esto es, cuando una palabra debe ser acumulada en un registro
de memoria o cuando una palabra almacenada previamente debe ser transferida hacia afuera del
registro de memoria. Un registro externo especifica el registro de memoria particular escogido entre los
miles disponibles; el otro especifica la configuración e bits particular de la palabra en cuestión.
El registro de direcciones de memoria especifica la palabra de memoria seleccionada. A cada palabra
en la memoria se le asigna un número de identificaci6n comenzando desde 0 hasta el número máximo
de palabras disponible. Par a comunicarse con una palabra de memoria especifica, su número de
localización o dirección se transfiere al registro de direcciones.
Los circuitos internos de la unidad de memoria aceptan esta dirección del registro y abren los caminos
necesarios par a seleccionar la palabra buscar. Un registro de dirección con n bits puede especificar
hasta 2n palabras de memoria.
Las unidades de memoria del computador pueden tener un rango entre 1.024 palabras que necesitan un
registro de direcciones de bits, hasta 1.048.576= 22" palabras que necesitan un registro de direcciones
de 20 bits.
Las dos señales de control aplicadas a la unidad de memoria se llaman lectura y escritura. Una señal de
escritura especifica una función de transferencia entrante; una señal de lectura específica, una función
de trasferencia saliente. Cada una es referenciada por la unidad de memoria.
Después de aceptar una de las señales, los circuitos de control interno dentro de la unidad de memoria
suministran la funci6n deseada. Cierto tipo de unidades de almacenamiento, debido a las características
de sus componentes, destruyen la informaci6n almacenada en una celda cuando se lea el bit de ella.
Este tipo de unidad se dice que es una memoria de lectura destructible en oposici6n a una memoria no
destructible donde la informaci6n permanece en la celda después de haberse leído. En cada caso, la
informaci6n primaria se destruye cuando se escribe la nueva informaci6n. La secuencia del control
interno en una memoria de lectura destructible debe proveer señales de control que puedan causar que
la palabra sea restaurada en sus celdas binarias si la aplicaci6n requiere de una funci6n no destructiva.
La informaci6n transferida hacia adentro y afuera de los registros en la memoria y al ambiente externo,
se comunica a través de un registro comúnmente llamado (buffer register) registro separador de
memoria (otros nombres son registro de información y registro de almacenamiento). Cuando la unidad
de memoria recibe una señal de control de escritura, el control interno interpreta el contenido del
registro separador como la configuraci6n de bits de la palabra que se va a almacenar en un registro de
memoria.
Con una señal de control de lectura, el control interno envía la palabra del registro de memoria al
registro separador. En cada caso el contenido del registro de direcciones especifica el registro de
memoria particular referenciado para escritura o lectura. Por medio de un ejemplo se puede resumir las
características de trasferencia de informaci6n de una unidad de memoria. Considérese una unidad de
memoria de 1.024 palabras con 8 bits por palabra. Par a especificar 1.024 palabras, se necesita una
direcci6n de 10 bits, ya que 21° = 1.024. Por tanto, el registro de direcciones debe contener diez flipflops. El registro separador debe tener ocho flip-flops para almacenar los contenidos de las palabras
transferidas hacia dentro y afuera de la memoria. La unidad de memoria tiene 1.024 registros con
números asignados desde 0 hasta 1.023.
La secuencia de operaciones necesarias par a comunicarse con la unidad de memoria par a prop6sitos
de transferir una palabra hacia afuera dirigida al BR es:
1. Transferir los bits de direcci6n de la palabra seleccionada al AR.
2. Activar la entrada de control de lectura.
La secuencia de operaciones necesarias par a almacenar una nueva palabra a la memoria es:
1. Transferir los bits de direcci6n de la palabra seleccionada al MAR.
2. Transferir los bits de datos de la palabra al MBR.
3. Activar la entrada de control de escritura.
En algunos casos, se asume una unidad de memoria con la propiedad de lectura no destructiva. Tales
memorias pueden ser construidas con CI semiconductores. Ellas retienen la informaci6n en el registro
de memoria cuando el registro se catea durante el proceso de lectura de manera que no ocurre pérdida
de informaci6n. Otro componente usado comúnmente en las unidades de memoria es el núcleo
magnético. Un núcleo magnético tiene la característica de tener lecturas destructivas, es decir, pierde la
informaci6n binaria almacenada durante el proceso de lectura.
Debido a la propiedad de lectura destructiva, una memoria de núcleos magnéticos debe tener funciones
de control adicionales par a reponer la palabra al registro de memoria. Una señal de control de lectura
aplicada a una memoria de núcleos magnéticos transfiere el contenido de la palabra direccionada a un
registro externo y al mismo tiempo se borra el registro de memoria. La secuencia de control interno en
una memoria de núcleos magnéticos suministra entonces señales apropiadas par a causar la
recuperaci6n de la palabra en el registro de memoria. La trasferencia de informaci6n de una memoria
de núcleos magnéticos durante una operación.
Una operación de lectura destructiva transfiere la palabra seleccionada al MBR pero deja el registro de
memoria con puros ceros. La operación de memoria normal requiere que el contenido de la palabra
seleccionada permanezca en la memoria después de la operación de lectura. Por tanto, es necesario
pasar por una operación de recuperación que escribe el valor del MBR en el registro de memoria
seleccionada. Durante la operación de recuperaci6n, los contenidos del MAR y el MBR deben
permanecer in variables.
Una entrada de control de escritura aplicada a una memoria de núcleos magnéticos causa una
trasferencia de información. Para transferir la nueva información a un registro seleccionado, se debe
primero borrar la información anterior borrando todos los bits de la palabra a 0. Después de hacer lo
anterior, el contenido del MBR se puede transferir a la palabra seleccionada. El MAR no debe cambiar
durante la operación para asegurar que la misma palabra seleccionada que se ha borrado es aquella que
recibe la nueva información.
Una memoria de núcleo magnético requiere dos medios ciclos par a leer o escribir. El tiempo que se
toma la memoria par a cubrir los dos medios ciclos se llama tiempo de un ciclo de memoria.
El modo de acceso de un sistema de memoria se determina por el tipo de componentes usados. En una
memoria de acceso aleatorio, se debe pensar que los registros están separados en el espacio, con cada
registro ocupando un lugar espacial particular en una memoria de núcleos magnéticos.
En una memoria de acceso secuencial, la informaci6n almacenada en algún medio no es accesible
inmediatamente pero se obtiene solamente en ciertos intervalos de tiempo. Una unidad de cinta
magnética es de este tipo. Cada lugar de la memoria pasa por las cabezas de lectura y escritura a la vez
pero la información se lee solamente cuando se ha logrado la palabra solicitada. El tiempo de acceso de
una memoria es el tiempo requerido par a seleccionar una palabra o en la lectura o en la escritura. En
una memoria de acceso aleatorio, el tiempo de acceso es siempre el mismo a pesar del lugar en el
espacio particular de la palabra. En una memoria secuencial, el tiempo de acceso depende de la
posici6n de la palabra en el tiempo que se solicita. Si la palabra esta justamente emergiendo del
almacenamiento en el tiempo que se solicita, el tiempo de acceso es justamente el tiempo necesario par
a leerla o escribirla. Pero, si la palabra por alguna razón esta en la última posición, el tiempo de acceso
incluye también el tiempo requerido para que todas las otras palabras se muevan pasando por los
terminales.
Así, el tiempo de acceso a una memoria secuencial es variable.
Las unidades de memoria cuyos componentes pierden información almacenada con el tiempo o cuando
se corta el suministro de energía, se dice que son volátiles. Una unidad de memoria de semiconductores
es de esta categoría ya que sus celdas binarias necesitan potencia externa par a mantener las señales
necesarias. En contraste, una unidad de memoria no volátil, tal como un núcleo magnético o un disco
magnético, retiene la información almacenada una vez que se hay a cortado el suministro de energía.
Esto es debido a que la información acumulada en los componentes magnéticos se manifiestan por la
dirección de magnetización, la oval se retiene cuando se corta la energía. Una propiedad no volátil es
deseable en los computadores digitales porque muchos programas útiles se dejan permanentemente en
la unidad de memoria. Cuando se corte el suministro de energía y luego se suministre, los programas
almacenados previamente y otra información no se pierden pero continúan acumulados en la memoria.
Memoria Caché
Funcionalmente, la memoria caché es igual a la memoria principal. Sin embargo, físicamente en la
computadora es un componente distinto. Se puede definir como una memoria rapida y pequeña, situada
entre la memoria principal y el procesador, especialmente diseñada para contener información que se
utiliza con frecuencia en un proceso con el fin de evitar accesos a otras memorias (principal),
reduciendo considerablemente el tiempo de acceso al ser más rápida que el resto de la memoria
principal.
Cuando el procesador lee datos o los almacena en la memoria principal, los datos también se
almacenan en la memoria caché. Si el microprocesador los necesita de nuevo, los lee de la caché y no
de la principal. Al ser ésta muy rápida la velocidad se incrementa considerablemente.
La cantidad de memoria caché en una computadora que disponga de esta memoria es bastante menor
que la cantidad de memoria principal (no caché), y además la caché es bastante más cara. Lo principal
es acelerar la computadora a un bajo costo.
El Caché facilita a la computadora ejecutar tareas más fácilmente.
Para entender lo básico del Caché, hagámoslo con un ejemplo muy sencillo, donde interviene un
bibliotecario.
Imaginemos que el bibliotecario está detrás del mostrador. Su función es proporcionar los libros que se
le piden. Para hacer más sencilla la explicación digamos que un usuario no puede tomar los libros por
si solo: se le deben pedir al bibliotecario, mismo que buscará en todos los estantes relacionados con lo
que queremos. Supongamos ahora que el bibliotecario no posee un caché.
Llega el primer usuario y pide un libro de Historia Universal. El bibliotecario va hacia los estantes,
toma el libro, regresa al mostrador y le da el libro al usuario. Cuando el usuario lo devuelve, el
bibliotecario lo deposita en el estante. Regresa al mostrador y atiende al siguiente usuario. Digamos
que el próximo lector pide el mismo libro de Historia Universal. El bibliotecario debe repetir el
proceso. ¿Existirá alguna manera en la cual el bibliotecario no invierta tanto tiempo y pueda
proporcionar los libros más populares rápidamente?
En efecto, hay una forma. Debemos ponerle un caché al bibliotecario. Por ejemplo, que tuviese una
mochila en la espalda en donde pudiese guardar 10 libros, los más populares.
Con este nuevo concepto, al iniciar el día el bibliotecario tiene la mochila vacía. El primer cliente llega
y pide el libro de Historia Universal. Todo sigue igual: el bibliotecario va a los estantes, toma el libro y
se lo da al lector. Ahora el lector lo devuelve. Pero la historia cambia. En lugar de que el bibliotecario
lo ponga en un estante, lo coloca en su mochila y espera al siguiente lector (claro, si tiene espacio
diaponible en la mochila). Otro lector llega y pide el mismo libro. Ahora el bibliotecario lo busca en su
mochila y lo tiene a la mano, dándoselo de inmediato al usuario.
¿Y qué pasa si el siguiente usuario pide un libro que no está en el caché (la mochila)? En este caso el
bibliotecario sería menos eficiente con un caché que si él, ya que le toma tiempo verificar que no trae el
libro en la mochila. Sin embargo, uno de los retos en el diseño de chachés es que no sean tan grandes
de forma que no impacten el funcionamiento del equipo. SI el bibliotecario tiene un caché de 10 libros
será muy rápida la localización, pero si el caché fuera de 200 libros, eso equivale a buscar en una
pequeña biblioteca.
Con el ejemplo anterior se pueden detectar varios detalles de la memoria Caché.
1. La tecnología Caché es usar un tipo de memoria más rápida pero más pequeña, para acelerar el
acceso a una mayor memoria que es más lenta.
2. Cuando se usa un caché se debe verificar si lo que se pide está en el caché. Si la búsqueda es
positiva, entonces se acelaran muchos procesos de la computadora. Si la respuesta es negativa,
entonces se debe buscar en todo el espacio disponible.
3. Todo Caché es mucho menor en tamaño que la memoria a la cual acelera.
4. Puede haber múltiples capas de caché. En el ejemplo usado la mochila del bibliotecario es caché de
primer nivel. Un segundo nivel sería un estante con los 100 textos más pedidos.
5. Existen cachés para memoria RAM, discos duros y otros dispositivos de almacenamiento, como las
cintas.
6. La consulta de información en Internet, por ejemplo, es almacenada en un caché, que consiste en
copias de las páginas WWW que se han visitado. Si el caché es muy grande se tiene la ventaja de no
bajar toda la información de una página visitada continuamente, porque mucho de su contenido
reside aún en la computadora local. Sin embargo, tiene un efecto contrario, y es que si el caché es
tan grande y se visita una página nueva, el sistema puede tardar mucho en buscarla en su caché,
para de todas formas tener que bajarla del servidor remoto.
MICROPROCESADOR
MEMORIA TÍPICA
NOTAS
386
DRAM o FPM en módulos SIMM de 30
contactos, de unos 100 u 80 ns
Memoria difícil de
encontrar, actualización
poco interesante
486 lentos
FPM en módulos SIMM de 30 contactos,
de 80 ó 70 ns
Típico de DX-33 o
velocidades inferiores
486 rápidos
Pentium lentos
FPM en módulos SIMM de 72 contactos, Típico de DX2-66 o
de 70 ó 60 ns, a veces junto a módulos de superiores y Pentium 60 ó
66 MHz
30 contactos
Pentium
FPM o EDO en módulos SIMM de 72
contactos, de 70 ó 60 ns
Pentium MMX
AMD K6
EDO en módulos SIMM de 72 contactos,
de 60 ó 50 ns
Celeron
Pentium II hasta 350 MHz
SDRAM de 66 MHz en módulos DIMM
de 168 contactos, de menos de 20 ns
Suelen admitir también
PC100 o PC133; también
en algunos K6-2
Pentium II 350 MHz o más
Pentium III
AMD K6-2
AMD K6-III
AMD K7 Athlon
SDRAM de 100 MHz (PC100) en
módulos DIMM de 168 contactos, de
menos de 10 ns
Pentium III Coppermine
(de 533 MHz o más)
AMD K7 Athlon
AMD Duron
SDRAM de 133 MHz (PC133) en
módulos DIMM de 168 contactos, de
menos de 8
Aún muy utilizada; suelen
admitir también PC133