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Dispositivos de almacenamiento (1º Parte): Memoria Principal |
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Dispositivos de almacenamiento (1º Parte): Memoria Principal
Los dispositivos de almacienamiento de datos de un ordenador son uno de los componentes mas importantes del mismo.
Por eso es interesante saber el tipo y el funcionamiento de algunos de ellos.
En este documento, nos centramos en la memoria central o principal del ordenador.
Un ordenador consta de varios dispositivos de almacenamiento de información. Según sus necesidades, posee dos tipos de memoria
• Memoria central o principal: Es de acceso muy rápido, pero es pequeña y su fabricación es muy cara. Se usa mas para almacenar datos temporales que usan los programas en ejecución. Un ejemplo de estas memorias son los registros, cachés, y las memorias internas de la CPU, así como la memoria RAM
• Memora secundaria, auxiliar o de respaldo: Es mas barata, pero tiene muchísima capacidad, y es de acceso lento. Es memoria para contener los programas y los datos a los que no es tan vital acceder tan rápido. Son los Discos duros.
Características de las memorias
• Capacidad: Es la cantidad de datos que puede almacenar.
• Volatilidad: Es el tiempo que la memoria puede retener los datos.
• Tiempo de acceso: Tiempo requerido para acceder a los datos almacenados.
• Tipo de acceso: Método usado para acceder a los datos.
• Tamaño Físico: Espacio físico ocupado por la memoria (integración).
• Coste: Es el dinero que cuesta (usualmente medido por BIT).
Ventajas y desventajas de las memorias
• Memoria Central
1. Ventajas: Son mas rápidas, pequeñas y su acceso es directo (desde la CPU).
2. Desventajas: Son volátiles (si se le deja de suministrar DDP, pierden los datos), y son muy caras de hacer ya que tienen un nivel de integración muy grande.
• Memoria Auxiliar
1. Ventajas: Su fabricación es mucho mas barata, no son volátiles y tienen mucha capacidad.
2. Desventajas: Son lentas y su tamaño de integración es muy pequeño.
Memoria Central o principal:
Se pueden clasificar en tres grupos:
• Memorias de lectura-escritura: Que son las que pueden ser escritas o leídas
• Memorias de Solo lectura: La información que contienen no se puede variar
• Memorias especializadas: Se usan para propósitos especiales
La memoria central es una colección de celdas de memoria capaces de almacenar datos. Los datos se suelen almacenar en forma de “palabras” que son conjuntos de un número fijo de bits, (1´s o 0´s). La longitud de palabra de un ordenador es uno de los factores que determinan su velocidad, ya que es la longitud máxima de transmisión de palabras que es capaz de hacer así, la mayoría de los ordenadores modernos (PIII, o PIV) tienen una longitud de palabra de 32 bits, son capaces de transmitir cadenas de 32 números a la vez, aunque ahora han salido los primeros de 64 bits, (AMD 64).
Volviendo a las memorias, su organización por celdas viene determinada por direcciones de memoria. Cada celda posee su propia dirección:
A C 3 1 … … … ..
F000 F001 F002 F003 … … …
Memorias de lectura-escritura (RAM)
Son memorias volátiles en las que se pueden escribir y leer datos. Se puede acceder a cualquier posición de la memoria. Aunque RAM significa Random Access Memory, es decir, Memoria de acceso aleatorio, debería llamarse Memoria de acceso arbitrario.
Existen varios tipos de memoria RAM
1. Memorias RAM estáticas (SRAM): En ellas, con alimentación la información no se degrada. Están constituidas por flip-flops y transistores. Son muy rápidas pero muy caras y su densidad de integración no es muy alta.
2. Memorias RAM dinámicas (DRAM): En estas memorias la información se degrada si tiene alimentación, por ello necesitan refresco. La frecuencia de refresco de la memoria aumenta su velocidad. La mayoría de las memorias que tenemos en nuestro ordenador son DRAM con frecuencias de refresco de 266 MHZ. Se construyen a base de condensadores, y al ser mas pequeño el dispositivo que las SRAM, su densidad de integración es muchísimo mayor, por eso en menos espacio, se puede tener más capacidad.
Funcionamiento:
En el proceso de escritura, primero se selecciona la dirección, (de A1,…,An). Después se proporcionan los datos (D1,…,Dm). Se selecciona la pastilla y se ordena la escritura.
En la lectura, se selecciona la dirección de memoria, después se activa el chip y se ordena la escritura. Se obtienen los datos a los hilos (D1,…Dm).
Memorias de Solo Lectura (ROM)
Las siglas ROM significan Read Only Memory, es decir, una vez escritas, solo se pueden leer de estos dispositivos. Hay varios tipos de ROMs.
• ROM: Los datos se escriben durante el proceso de fabricación y no se pueden cambiar. Son bastante caras y se construyen mediante matrices de diodos. (si se encuentra un diodo es un 0, si no es un 1).
• PROM: Programable ROM, su tecnología es mejor que la de las ROM, el usuario puede escribirlas una vez, luego su comportamiento es el mismo que una ROM. Su escritura es posible gracias a un dispositivo capaz de quitar diodos.
• EPROM: Eraseable PROM: también llamadas REPROM Reprogramable PROM, son PROMs que se pueden reescribir un número determinado de veces, pero hay que borrarlas mediante una exposición a rayos UV. El proceso es lento.
• EEPROM: Electrically PROM, como las EPROM pero su método de borrado es mas rápido, elimina toda la información de golpe.
• EAPROM: Electrically Alterable PROM, permiten un borrado mas selectivo y concreto, pero son muy caras. A su vez no son volátiles y son reciclables. Estas memorias las usan los dispositivos portátiles (SmartMedia, SecureDigital y Compact Flash).
Memorias Especializadas:
Son memorias que se diseñaron para usos muy concretos.
• Registros: Son dispositivos de almacenamiento temporal muy rápidos y pequeños. Se utilizan para almacenar temporalmente datos que necesita la CPU del ordenador. Un ejemplo son el contador de programa, el acumulador, el registro de estado…
• Memoria caché: Existe un problema de velocidades. La CPU, es mucho mas rápida que la memoria central, por eso la caché, un memoria muy rápida, guarda los datos e instrucciones mas recientes, en caso de “reacceso” evita ir a la memoria principal y ralentizar el trabajo. Un ejemplo del uso de las memorias caché, son los Proxy-caches que montan algunos ISPs en España. Una pagina que solicita un usuario se guarda en una maquina de acceso mas rápido para un segundo usuario que haga la misma petición que el primero. No se tendrá que pedir los datos de un servidor lento que se encuentre a miles de kilómetros de distancia, así se ahorra tiempo y dinero.
• Memorias Asociativas: Se llaman también memorias direccionables por contenido. El acceso a esta información se realiza buscando un dato particular (descriptor). Si el descriptor esta presente, se devuelve el dato asociado a el. Tiene dos partes: La primera contiene estos descriptores y la segunda los datos. Se emplean como memoria caché y para algunos tipos de gestión de memoria.
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