MEMORIAS La memoria es el dispositivo que retiene, memoriza o almacena datos almacena datos informáticos durante algún período de tiempo. La memoria proporciona una de las principales funciones de la computación moderna: el almacenamiento de información y conocimiento. Es uno de los componentes fundamentales de la computadora, la computadora, que que interconectada a la unidad la unidad central de procesamiento (CPU, por las siglas en inglés de Central Processing Unit ) y los dispositivos los dispositivos de entrada/salida, implementan entrada/salida, implementan lo fundamental del modelo de computadora de la arquitectura la arquitectura de von Neumann. En la actualidad, «memoria» suele referirse a una forma de almacenamiento de estado de estado sólido, conocida como memoria RAM (memoria de acceso aleatorio; RAM por sus siglas en inglés, de random access memory ), ), y otras veces se refiere r efiere a otras formas de almacenamiento rápido, pero temporal. De forma similar, se refiere a formas de almacenamiento masivo, como discos como discos ópticos, y ópticos, y tipos de almacenamiento de almacenamiento magnético, magnético, como discos como discos duros y otros tipos de almacenamiento, más lentos que las memorias RAM, pero de naturaleza más permanente. Estas distinciones contemporáneas son de ayuda, porque son fundamentales para la arquitectura de computadores en general. Además, se refleja una diferencia técnica importante y significativa entre «memoria» y «dispositivos de almacenamiento masivo», que se ha ido diluyendo por el uso histórico de los términos «almacenamiento primario» (a veces «almacenamiento principal»), para memorias de acceso aleatorio, y «almacenamiento secundario», para dispositivos de almacenamiento masivo. Esto se explica en las siguientes secciones, en las que el término tradicional «almacenamiento» se usa como subtítulo, por conveniencia. conveniencia. JERARQUÍA DE ALMACENAMIENTO: Los componentes fundamentales de las computadoras de propósito general son la CPU, el espacio de almacenamiento y los dispositivos de entrada/salida. La habilidad para almacenar las instrucciones que forman un programa de computadora y la información que manipulan las instrucciones es lo que hace versátiles a las computadoras diseñadas según la arquitectura la arquitectura de programas almacenados. Una computadora Una computadora digital representa toda la información usando el sistema el sistema binario. Texto, binario. Texto, números, imágenes, sonido y casi cualquier otra forma de información puede ser transformada en una sucesión de bits, de bits, o o dígitos binarios, cada uno de los cuales tiene un valor de 1 ó 0. La unidad de almacenamiento más común es el byte, el byte, igual a 8 bits. Una determinada información puede ser manipulada por cualquier computadora cuyo espacio de almacenamiento sea suficientemente grande como para que quepa el dato correspondiente o la representación binaria de la información. Por ejemplo, una computadora con un espacio de almacenamiento de ocho millones de bits, o un megabyte, un megabyte, puede puede ser usada para editar una novela una novela pequeña. Se han inventado varias formas de almacenamiento basadas en diversos fenómenos naturales. No existen ningún medio de almacenamiento de uso práctico universal y todas las formas de almacenamiento tienen sus desventajas. Por tanto, un sistema informático contiene varios tipos de almacenamiento, cada uno con su propósito individual. -Almacenamiento primario: La memoria La memoria primaria, está primaria, está directamente conectada a la CPU del ordenador. Debe estar presente para que la CPU efectúe cualquier función. El almacenamiento primario consta de la memoria primaria del sistema; contiene los programas en ejecución y los datos con que operan. Se puede transferir información muy rápidamente (típicamente en menos de 100 ciclos de reloj) entre un
registro del microprocesador y localizaciones del almacenamiento principal. En las computadoras modernas se usan memorias de acceso aleatorio basadas en electrónica del estado sólido, que está directamente conectada a la CPU a través de buses de direcciones, datos y control. El almacenamiento lleva por principal requisito que cualquiera de sus localidades debe ser directamente direccionable , esto es, todo dato contenido en memoria debe poder encontrarse basándose en su dirección. Es por esto que los registros del procesador no pueden considerarse almacenamiento primario. Las referencias a éstos se efectúan por nombre, de forma directa, y no por dirección. Los registros representan el estado actual del cómputo y los datos utilizados inmediatamente, pero no pueden almacenar un programa (sólo apuntar al lugar de ejecución actual). La gran diferencia de velocidad entre el procesador y la memoria primaria dio origen a la memoria caché. Esta es una memoria de muy alta velocidad, típicamente entre 10 y 100 veces más que la memoria primaria, y se emplea para mejorar la eficiencia o rendimiento del CPU. Parte de la información de la memoria principal se duplica en la memoria caché. Comparada con los registros, la caché es ligeramente más lenta, pero de mayor capacidad. Sin embargo, es más rápida, aunque de mucha menor capacidad que la memoria principal. Algunos autores presentan a la memoria caché como una jerarquía aparte, sin embargo, al no ser memoria directamente direccionable (guarda estrictamente copias de la información disponible en la memoria principal), es común presentarla como parte funcional del almacenamiento primario. - Almacenamiento secundario: La memoria secundaria requiere que la computadora use sus canales de entrada/salida para acceder a la información y se utiliza para almacenamiento a largo plazo de información persistente. Sin embargo, la mayoría de los sistemas operativos usan los dispositivos de almacenamiento secundario como área de intercambio para incrementar artificialmente la cantidad aparente de memoria principal en la computadora (a esta utilización del almacenamiento secundario se le denomina memoria virtual). La memoria secundaria también se llama de «almacenamiento masivo». Un disco duro es un ejemplo de almacenamiento secundario. Habitualmente, la memoria secundaria o de almacenamiento masivo tiene mayor capacidad que la memoria primaria, pero es mucho más lenta. En las computadoras modernas, los discos duros suelen usarse como dispositivos de almacenamiento masivo. El tiempo necesario para acceder a un byte de información dado almacenado en un disco duro de platos magnéticos es de unas milésimas de segundo (milisegundos). En cambio, el tiempo para acceder al mismo tipo de información en una memoria de acceso aleatorio (RAM) se mide en mil-millonésimas de segundo (nanosegundos). Esto ilustra cuan significativa es la diferencia entre la velocidad de las memorias de estado sólido y la velocidad de los dispositivos rotantes de almacenamiento magnético u óptico: los discos duros son del orden de un millón de veces más lentos que la memoria (primaria). Los dispositivos rotantes de almacenamiento óptico (unidades de CD y DVD) son incluso más lentos que los discos duros, aunque es probable que su velocidad de acceso mejore con los avances tecnológicos. Por lo tanto, el uso de la memoria virtual, que es cerca de un millón de veces más lenta que memoria “verdadera”, ralentiza apreciablemente el funcionamiento de cualqui er computadora. Muchos sistemas operativos implementan la memoria virtual usando términos como memoria virtual o «fichero de caché». La principal ventaja histórica de la memoria virtual es el precio; la memoria virtual resultaba mucho más barata que la memoria real. Esa ventaja es menos relevante hoy en día. Aun así, muchos sistemas operativos siguen implementándola, a pesar de provocar un funcionamiento significativamente más lento.
- Almacenamiento terciario: La memoria terciaria es un sistema en el que un robot industrial brazo robótico, montará, conectará o desmontará (desconectará) un medio de almacenamiento masivo fuera de línea (véase el siguiente punto) según lo solicite el sistema operativo de la computadora. La memoria terciaria se usa en el área del almacenamiento industrial, la computación científica en grandes sistemas informáticos y en redes empresariales. Este tipo de memoria es algo que los usuarios de computadoras personales normales nunca ven de primera mano.
- Almacenamiento fuera de línea: El almacenamiento fuera de línea (off-line) es un sistema donde el medio de almacenamiento puede ser extraído fácilmente del dispositivo de almacenamiento. Estos medios de almacenamiento suelen usarse para transporte y archivo de datos. En computadoras modernas son de uso habitual para este propósito los disquetes, discos ópticos y las memorias flash, incluyendo las unidades USB. También hay discos duros USB que se pueden conectar rápidamente. Los dispositivos de almacenamiento fuera de línea usados en el pasado son cintas magnéticas en muchos tamaños y formatos diferentes, y las baterías extraíbles de discos Winchester. - Almacenamiento de red: El almacenamiento de red es cualquier tipo de almacenamiento de computadora que incluye el hecho de acceder a la información a través de una red informática. Discutiblemente, el almacenamiento de red permite centralizar el “control de información” en una organización y reducir la duplicidad de la información. El almacenamiento en red incluye: - El almacenamiento asociado a red: es una memoria secundaria o terciaria que reside en una computadora a la que otra de éstas puede acceder a través de una red de área local, una red de área extensa, una red privada virtual o, en el caso de almacenamiento de archivos en línea, internet. - Las redes de computadoras: son computadoras que no contienen dispositivos de almacenamiento secundario. En su lugar, los documentos y otros datos son almacenados en un dispositivo de la red. CARACTERÍSTICAS DE LAS MEMORIAS: - Volatilidad de la información: - La memoria volátil: requiere energía constante para mantener la información almacenada. La memoria volátil se suele usar sólo en memorias primarias. La memoria RAM es una memoria volátil, ya que pierde información en la falta de energía eléctrica. - La memoria no volátil: retendrá la información almacenada incluso si no recibe corriente eléctrica constantemente, como es el caso de la memoria ROM. Se usa para almacenamientos a largo plazo y, por tanto, se usa en memorias secundarias, terciarias y fuera de línea. - La memoria dinámica: es una memoria volátil que además requiere que periódicamente se refresque la información almacenada, o leída y reescrita sin mo dificaciones. - Accesibilidad secuencial o aleatoria a información: Dependiendo de la habilidad para acceder a información contigua o no, se puede clasificar en:
- Acceso aleatorio: significa que se puede acceder a cualquier localización de la memoria en cualquier momento en el mismo intervalo de tiempo, normalmente pequeño. - Acceso secuencial: significa que acceder a una unidad de información tomará un intervalo de tiempo variable, dependiendo de la unidad de información que fue leída anteriormente. El dispositivo puede necesitar buscar (posicionar correctamente el cabezal de lectura/escritura de un disco), o dar vueltas (esperando a que la posición adecuada aparezca debajo del cabezal de lectura/escritura en un medio que gira continuamente). - Habilidad para cambiar la información: - Las memorias de lectura/escritura o memorias cambiables: permiten que la información se reescriba en cualquier momento. Una computadora sin algo de memoria de lectura/escritura como memoria principal sería inútil para muchas tareas. Las computadoras modernas también usan habitualmente memorias de lectura/escritura como memoria secundaria. - La memoria de sólo lectura (Read-Only Memory , ROM): retiene la información almacenada en el momento de fabricarse y - La memoria de escritura única lectura múltiple (Write Once Read Many , WORM): permite que la información se escriba una sola vez en algún momento tras la fabricación. También están las memorias inmutables, que se utilizan en memorias terciarias y fuera de línea. Un ejemplo son los CD-ROM. - Las memorias de escritura lenta y lectura rápida: son memorias de lectura/escritura que permite que la información se reescriba múltiples veces pero con una velocidad de escritura mucho menor que la de lectura. Un ejemplo son los CD-RW . - Direccionamiento de la información: - En la memoria de localización direccionable, cada unidad de información accesible individualmente en la memoria se selecciona con su dirección de memoria numérica. En las computadoras modernas, la memoria de localización direccionable se suele limitar a memorias primarias, que se leen internamente por programas de computadora ya que la localización direccionable es muy eficiente, pero difícil de usar para los humanos. - En las memorias de sistema de archivos, la información se divide en archivos informáticos de longitud variable y un fichero concreto se localiza en directorios y nombres de archivos «legible por humanos». El dispositivo subyacente sigue siendo de localización direccionable, pero el sistema operativo de la computadora proporciona la abstracción del sistema de archivos para que la operación sea más entendible. En las computadoras modernas, las memorias secundarias, terciarias y fuera de línea usan sistemas de archivos. - En las memorias de contenido direccionable (content-addressable memory ), cada unidad de información legible individualmente se selecciona con un valor hash o un identificador corto sin relación con la dirección de memoria en la que se almacena la información. La memoria de contenido direccionable pueden construirse usando software o hardware; la opción hardware es la opción más rápida y cara. - Capacidad de la memoria: Memorias de mayor capacidad son el resultado de la rápida evolución en tecnología de materiales semiconductores. Los primeros programas de ajedrez funcionaban en máquinas que utilizaban memorias de base magnética. A inicios de 1970 aparecen las memorias realizadas por semiconductores, como las utilizadas en la serie de computadoras IBM 370. La velocidad de los computadores se incrementó, multiplicada por 100.000 aproximadamente y la capacidad de memoria creció en una proporción similar. Este hecho es particularmente importante para los programas que utilizan tablas de transposición: a medida que aumenta la velocidad de la
computadora se necesitan memorias de capacidad proporcionalmente mayor para mantener la cantidad extra de posiciones que el programa está buscando. Se espera que la capacidad de procesadores siga aumentando en los próximos años; no es un abuso pensar que la capacidad de memoria continuará creciendo de manera impresionante. Memorias de mayor capacidad podrán ser utilizadas por programas con tablas de Hash de mayor envergadura, las cuales mantendrán la información en forma permanente. - Minicomputadoras: se caracterizan por tener una configuración básica regular que puede estar compuesta por un monitor, unidades de disquete, disco, impresora, etc. Su capacidad de memoria varía de 16 a 256 KiB. - Macrocomputadoras: son aquellas que dentro de su configuración básica contienen unidades que proveen de capacidad masiva de información, terminales (monitores), etc. Su capacidad de memoria varía desde 256 a 512 KiB, también puede tener varios megabytes o hasta gigabytes según las necesidades de la empresa. - Microcomputadores y computadoras personales: con el avance de la microelectrónica en la década de los 70 resultaba posible incluir todos los componentes del procesador central de una computadora en un solo circuito integrado llamado microprocesador. Ésta fue la base de creación de unas computadoras a las que se les llamó microcomputadoras. El origen de las microcomputadoras tuvo lugar en los Estados Unidos a partir de la comercialización de los primeros microprocesadores (INTEL 8008, 8080). En la década de los 80 comenzó la verdadera explosión masiva, de los ordenadores personales (Personal Computer PC) de IBM. Esta máquina, basada en el microprocesador INTEL 8008, tenía características interesantes que hacían más amplio su campo de operaciones, sobre todo porque su nuevo sistema operativo estandarizado (MS-DOS, Microsoft Disk Operating Sistem ) y una mejor resolución óptica, la hacían más atractiva y fácil de usar. El ordenador personal ha pasado por varias transformaciones y mejoras que se conocen como XT (Tecnología Extendida), AT(Tecnología Avanzada) y PS/2. TECNOLOGÍAS, DISPOSITIVOS Y MEDIOS: - Memoria de semiconductor: La memoria de semiconductor usa circuitos integrados basados en semiconductores para almacenar información. Un chip de memoria de semiconductor puede contener millones de minúsculos transistores o condensadores. Existen memorias de semiconductor de ambos tipos: volátiles y no volátiles. En las computadoras modernas, la memoria principal consiste casi exclusivamente en memoria de semiconductor volátil y dinámica, también conocida como memoria dinámica de acceso aleatorio o más comúnmente RAM, su acrónimo inglés. Con el cambio de siglo, ha habido un crecimiento constante en el uso de un nuevo tipo de memoria de semiconductor no volátil llamado memoria flash. Dicho crecimiento se ha dado, principalmente en el campo de las memorias fuera de línea en computadoras domésticas. Las memorias de semiconductor no volátiles se están usando también como memorias secundarias en varios dispositivos de electrónica avanzada y computadoras especializadas y no especializadas. - Memoria magnética: Las memorias magnéticas usan diferentes patrones de magnetización sobre una superficie cubierta con una capa magnetizada para almacenar información. Las memorias magnéticas son no volátiles. Se llega a la información usando uno o más cabezales de lectura/escritura. Como el cabezal de lectura/escritura solo cubre una parte de la superficie, el almacenamiento magnético es de acceso secuencial y debe buscar, dar vueltas o las dos cosas. En ‘computadoras modernas’, la superficie
magnética es de alguno de estos tipos: Disquete, usado para memoria fuera de línea. Disco duro, usado para memoria secundario.
Cinta magnética, usada para memoria terciaria y fuera de línea.
En las ‘primeras computadoras’, el almacenamiento magnético se usaba también como memoria
principal en forma de memoria de tambor, memoria de núcleo, memoria en hilera de núcleo, memoria película delgada, memoria de Twistor o memoria de burbuja. Además, a diferencia de hoy, las cintas magnéticas se solían usar como memoria secundaria. - Memoria de disco óptico: Las memorias en disco óptico almacenan información usando agujeros minúsculos grabados con un láser en la superficie de un disco circular. La información se lee iluminando la superficie con un diodo láser y observando la reflexión. Los discos ópticos son no volátil y de acceso secuencial . Los siguientes formatos son de uso común: CD, CD-ROM, DVD: Memorias de simplemente solo lectura, usada para distribución masiva de información digital (música, vídeo, programas informáticos). CD-R, DVD-R, DVD+R: Memorias de escritura única usada como memoria terciaria y fuera de línea. CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM: Memoria de escritura lenta y lectura rápida usada como memoria terciaria y fuera de línea. Blu-ray: Formato de disco óptico pensado para almacenar vídeo de alta calidad y datos. Para su desarrollo se creó la BDA, en la que se encuentran, entre otros, Sony o Phillips. HD DVD Se han propuesto los siguientes formatos: HVD Discos cambio de fase Dual - Memoria de disco magnético óptico: Los discos magneto-ópticos son discos de memoria óptica donde la información se almacena en el estado magnético de una superficie ferromagnética. La información se lee ópticamente y se escribe combinando métodos magnéticos y ópticos. Las memorias de discos magneto ópticos son de tipo no volátiles, de acceso secuencial , de escritura lenta y lectura rápida. Se usa como memoria terciaria y fuera de línea. - Otros métodos iniciales: Las tarjetas perforadas fueron utilizadas por primera vez por Basile Bouchon para el control de telares textiles en Francia. En 1801 el sistema de Bouchon fue perfeccionado por Joseph Marie Jacquard, quien desarrolló un telar automático, conocido como telar de Jacquard. Herman Hollerith desarrolló la tecnología de procesamiento de datos de tarjetas perforadas para el censo de Estados Unidos de 1890 y posteriormente fundó la Tabulating Machine Company, una de las precursoras de IBM. IBM desarrolló la tecnología de la tarjeta perforada como una potente herramienta para el procesamiento de datos empresariales y produjo una línea extensiva de máquinas de registro que utilizaban papel perforado para el almacenamiento de datos y su procesado automático. En el año 1950, las tarjetas IBM y las unidades máquinas de registro IBM se habían vuelto indispensables en la industria y el gobierno estadounidense. Durante los años 1960, las tarjetas perforadas fueron gradualmente reemplazadas por las cintas magnéticas, aunque su uso fue muy común hasta mediados de los años 1970 con la aparición de los discos magnéticos. La información se grababa en las tarjetas perforando agujeros en el papel o la tarjeta. La lectura se realizaba por sensores eléctricos (más tarde ópticos) donde una localización particular podía estar agujereada o no.
Para almacenar información, los tubos Williams usaban un tubo de rayos catódicos y los tubos Selectrón usaban un gran tubo de vacío. Estos dispositivos de memoria primaria tuvieron una corta vida en el mercado ya que el tubo de Williams no era fiable y el tubo de Selectrón era caro. La memoria de línea de retardo usaba ondas sonoras en una sustancia como podía ser el Mercurio para guardar información. La memoria de línea de retardo era una memoria dinámica volátil, ciclo secuencial de lectura/escritura. Se usaba como memoria principal.
- Otros métodos propuestos: - La memoria de cambio de fase: usa las fases de un material de cambio de fase para almacenar información. Dicha información se lee observando la resistencia eléctrica variable del material. La memoria de cambio de fase sería una memoria de lectura/escritura no volátil , de acceso aleatorio podría ser usada como memoria primaria, secundaria y fuera de línea. La memoria holográfica almacena ópticamente la información dentro de cristales o fotopolímeros. Las memorias holográficas pueden utilizar todo el volumen del medio de almacenamiento, a diferencia de las memorias de discos ópticos, que están limitadas a un pequeño número de superficies en capas. La memoria holográfica podría ser no volátil , de acceso secuencial y tanto de escritura única como de lectura/escritura. Puede ser usada tanto como memoria secundaria como fuera de línea. - La memoria molecular: almacena la información en polímeros que pueden almacenar puntas de carga eléctrica. La memoria molecular puede ser especialmente interesante como memoria principal. Recientemente se ha propuesto utilizar el spin de un electrón como memoria. Se ha demostrado que es posible desarrollar un circuito electrónico que lea el spin del electrón y lo convierta en una señal eléctrica.
CLASIFICCION DE MEMORIAS Memoria R.O.M. R.O.M. significa Read Only Memory (Memoria Sólo Lectura); esta memoria, como las siglas indican, es una memoria que sólo puede leerse por lo que no se puede modificar su contenido. Este tipo de memoria permite almacenar la información necesaria para iniciar el ordenador. De hecho, no es posible almacenar esta información en el disco duro, dado que los parámetros del disco (vitales para la inicialización) forman parte de dicha información y resultan esenciales para el arranque (arranque=cargar el sistema operativo en la memoria RAM). La máscara ROM (MROM) es un tipo de memoria de solo lectura (ROM) cuyos contenidos son programados por el fabricante del circuito integrado (en lugar de por el usuario). La máscara de terminología proviene de la fabricación de circuitos integrados , donde las regiones del chip se ocultan durante el proceso de fotolitografía . Es una práctica común utilizar memoria reescribible no volátil , como UV- EPROM o EEPROM , para la fase de desarrollo de un proyecto, y cambiar a la máscara ROM cuando se haya finalizado el
código. Por ejemplo,los microcontroladores Atmel vienen tanto en EEPROM como en formatos de máscara ROM. La principal ventaja de la máscara ROM es su costo. Por bit, la ROM de máscara es más compacta que cualquier otro tipo de memoria de semiconductor . Dado que el costo de un circuito integrado depende en gran medida de su tamaño, la ROM de máscara es significativamente más barata que cualquier otro tipo de memoria de semiconductor. Sin embargo, el costo de enmascaramiento por única vez es alto y hay un largo tiempo de respuesta desde el diseño hasta la fase del producto. Los errores de diseño son costosos: si se encuentra un error en los datos o el código, la ROM de la máscara es inútil y debe reemplazarse para cambiar el código o los datos.
PROM: esta memoria ROM, denominada como ROM programable, cuyas siglas responden a su nombre en inglés, Programmable Rean Only Memory, no puede ser programada a lo largo del proceso de su fabricación, como ocurre con las otras memorias. Sino que, es el propio usuario el que puede programarla, aunque por una única vez. Esto significa que una vez que se la programa no se la puede ni modificar ni borrar. En este caso, los fusibles que se queman corresponden a 0 y 1. EPROM: a diferencia de la memoria anterior, esta, cuyo nombre se debe a las siglas en inglés de Erasable Only Read Memory , ofrece la posibilidad de que aquello que haya sido grabado pueda borrarse y reescribirse en varias oportunidades. Para ello, la memoria debe ser expuesta a un rayo ultravioleta durante aproximadamente media hora. Luego de esto, los fusibles que componen a la memoria se reconstruyen, lo cual permite que se pueda volver a escribir sobre la misma. EEPROM: esta memoria, cuyo nombre proviene de las siglas en inglés de Electrical Erasable Programmable Read Only Memory, se caracteriza por poder ser borrada por medio de una corriente eléctrica y por ser programable. Lo que marca la diferencia con la memoria EPROM es que esta cuenta con una capa aislante que la rodea y que no es fotosensible, además de tener un grosor inferior. Algunas cualidades que hacen que la memoria EEPROM sea superior a la EPROM es que, entre otras cosas, permite ser reescrita alrededor de mil veces sin que se perciba ningún problema. Además de esto, la memoria EEPROM no precisa ser borrada antes de escribir sobre ella nuevamente, como ocurre con la anterior. Sumado a esto, no precisan un programador, como las EPROM, ni requiere de un rayo ultravioleta para llevar adelante el proceso de reescritura. Dentro de la EEPROM se encuentra la Flash, que es aquella memoria que únicamente usa un transistor, mientras que la EEPROM común usa entre dos a tres. OTPROM: La memoria OTP (programable por única vez) es un tipo especial de memoria no volátil (NVM) que permite escribir datos en la memoria solo una vez. Una vez que se ha programado la memoria, conserva su valor al perder potencia (es decir, no es volátil). La memoria OTP se usa en aplicaciones donde se requiere una lectura de datos confiable y repetible. Los ejemplos incluyen código de inicio, claves de cifrado y parámetros de configuración para circuitos analógicos, de sensores o de pantalla. OTP NVM se caracteriza, sobre otros tipos de NVM como eFuse o EEPROM, al ofrecer una estructura de memoria de huella de área pequeña y baja potencia. Como tal, la memoria OTP encuentra aplicación en productos de microprocesadores y controladores de
pantalla a IC de administración de energía (PMIC).
MEMORIA RAM.RAM : Siglas de Random Access Memory, un tipo de memoria a la que se puede acceder de forma aleatoria; esto es, se puede acceder a cualquier byte de la memoria sin pasar por los bytes precedentes. RAM es el tipo más común de memoria en las computadoras y en otros dispositivos, tales como las impresoras. Tarjetas RAM. Existen diferentes tipos de memoria de acceso aleatorio. Estas se presentan en forma de módulos de memoria que pueden conectarse a la placa madre. Las primeras memorias fueron chips denominados DIP (Paquete en Línea Doble). Hoy en día, las memorias por lo general se suministran en forma de módulos, es decir, tarjetas que se colocan en conectores designados para tal fin. En términos generales, existen tres tipos de módulos RAM:
módulos en formato SIMM (Módulo de Memoria en Línea Simple ): se trata de placas de circuito impresas, con uno de sus lados equipado con chips de memoria. Existen dos tipos de módulos SIMM, según el número de conectores: o
Los módulos SIMM con 30 pinnes (conectores) son memorias que se instalaban en los PC de primera generación (286, 386). Se precisaban cuatro para formar un banco de memoria.
o
Los módulos SIMM con 72 pinnes (sus dimensiones son 108x25mm) son memorias que se encuentran en los PC que van desde el 386DX hasta los primeros Pentiums. En el caso de estos últimos, se necesitan estar equipados con dos módulos SIMM para formar un banco de memoria.
o
Los módulos en formato DIMM, son memorias que forman un solo banco de memoria cada una. Los módulos DIMM poseen un total de 168 pinnes. Además de ser de mayores dimensiones que los módulos SIMM (130x25mm), estos módulos poseen una segunda muesca que evita confusiones.
Cabe observar que los conectores DIMM han sido mejorados para facilitar su inserción, gracias a las palancas ubicadas a ambos lados de cada conector. La siguiente generación de DIMM se llaman DDR y existen tres tipos por el momento: DDR, DDR2 y DDR3. Las tarjetas de memoria RAM que se utilizan hoy en día son las DDR2 y DDR3. L as DDR se han dejado de utilizar aunque todavía se pueden conseguir nuevas.
La memoria SDRAM que aparece en la imagen corresponde a la tarjeta DIMM. Si prestamos atención a la imagen de arriba, podemos observar que, a pesar de que el tamaño de las tarjetas DIMM, DDR, DDR2 y DDR3 son iguales, las DIMM presentan dos ranuras mientras que las otras una sola (y que no se encuentran en ninguna de ellas en el mismo lugar). Esto permite que no se comentan errores en alojar en el banco de memoria una que no sea compatible, es decir, colocar un DIMM en un banco para DDR por ejemplo. Las capacidades de las distintas tarjetas RAM han variado, desde 128 KB de las SIMM de 30 pinnes a 4 GB de las DDR3.
Hay dos tipos básicos de RAM: DRAM (Dynamic RAM), RAM dinámica SRAM (Static RAM), RAM estática
Los dos 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. En el lenguaje común, el término RAM es sinónimo de memoria principal, la memoria disponible para programas. En contraste, ROM (Read Only Memory) se refiere a la memoria especial generalmente usada para almacenar programas que realizan tareas de arranque de la máquina y de diagnósticos. La mayoría de los computadores personales tienen una pequeña cantidad de ROM (algunos Kbytes). De hecho, ambos tipos de memoria ( ROM y RAM )permiten acceso aleatorio. Sin embargo, para ser precisos, hay que referirse a la memoria RAM como memoria de lectura y escritura, y a la memoria ROM como memoria de solo lectura. Se habla de RAM como memoria volátil, mientras que ROM es memoria no-volátil. La mayoría de los computadores personales contienen una pequeña cantidad de ROM que almacena programas críticos tales como aquellos que permiten arrancar la m áquina (BIOS CMOS). Además, las ROMs son usadas de forma generalizada en calculadoras y dispositivos periféricos tales como impresoras laser, cuyas 'fonts' estan almacenadas en ROMs. Tipos de memoria RAM VRAM :
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. SIMM :
Siglas de Single In line Memory Module, 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. Un PC usa tanto memoria de nueve bits (ocho bits y un bit de paridad, en 9 chips de memoria RAM dinámica) como memoria de ocho bits sin paridad. En el primer caso los ocho primeros son para datos y el noveno es para el chequeo de paridad. DIMM :
Siglas de Dual In line Memory Module, un 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. DIP :
Siglas de Dual In line Package, un tipo de encapsulado consistente en almacenar un chip de memoria en una caja rectangular con dos filas de pines de conexión en cada lado. RAM Disk :
Se refiere a la RAM que ha sido configurada para simular un disco duro. Se puede acceder a los ficheros de un RAM disk de la misma forma en la que se acceden a los de un disco duro. Sin embargo, los RAM disk son aproximadamente miles de veces más rápidos que los discos duros, y son particularmente útiles para aplicaciones que precisan de frecuentes accesos a disco. Dado que están constituidos por RAM normal. los RAM disk pierden su contenido una vez que la computadora es apagada. Para usar los RAM Disk se precisa copiar los ficheros desde un disco duro real al inicio de la sesión y copiarlos de nuevo al disco duro antes de apagar la máquina. Observe que en el caso de fallo de alimentación eléctrica, se perderán los datos que huviera en el RAM disk. El sistema operativo DOS permite convertir la memoria extendida en un RAM Disk por medio del comando VDISK, siglas de Virtual DISK, otro nombre de los RAM Disks. Memoria Caché ó RAM Caché : Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad. Puede ser 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: memoria caché y caché de disco. Una memoria caché, llamada tam bien a veces almacenamiento caché ó RAM caché, es una parte de memoria RAM estática de alta velocidad (SRAM) más que la lenta y barata RAM dinámica (DRAM) usada como memoria principal. La memoria caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos datos o instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora evita acceder a la lenta DRAM. Cuando un dato es encontrado en el caché, se dice que se ha producido un impacto (hit), siendo un caché juzgado por su tasa de impactos (hit rate). Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente en el cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente. Las estrategias para determinar qué información debe de ser puesta en el caché constituyen uno de los problemas más interesantes en la ciencia de las computadoras. Algunas memorias caché están construidas en la arquitectura de los microprocesadores. Por ejemplo, el procesador Pentium II tiene una caché L2 de 512 Kbytes. El caché de disco 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 estan 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. SRAM
Siglas de Static Random Access Memory, 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, y las memorias bipolares y ECL se encuentran por debajo de 10 nanosegundos. Un bit de RAM estática se construye con un --- como circuito flip-flop que permite que la corriente fluya de un lado a otro basándose en cual de los dos transistores es activado. Las RAM estáticas no precisan de circuiteria 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. DRAM
Siglas de Dynamic RAM, un tipo de memoria de gran capacidad pero que precisa ser constantemente refrescada (re-energizada) o perdería su contenido. Generalmente usa un transistor y un condensador para representar un bit Los condensadores debe de ser energizados cientos de veces por segundo para mantener las cargas. A diferencia de los chips firmware (ROMs, PROMs, etc.) las dos principales variaciones de RAM (dinámica y estática) pierden su contenido cuando se desconectan de la alimentación. Contrasta con la RAM estática. Algunas veces en los anuncios de memorias, la RAM dinámica se indica erróneamente como un tipo de encapsulado; por ejemplo "se venden DRAMs, SIMMs y SIPs", cuando deberia decirse "DIPs, SIMMs y SIPs" los tres tipos de encapsulado típicos para almacenar chips de RAM dinámica. Tambien algunas veces el término RAM (Random Access Memory) es utilizado para referirse a la DRAM y distinguirla de la RAM estática (SRAM) que es más rápida y más estable que la RAM dinámica, pero que requiere más energía y es más cara SDRAM
Siglas de Synchronous DRAM, DRAM síncrona, un tipo de memoria RAM dinámica que es casi un 20% más rápida que la RAM EDO. SDRAM entrelaza dos o más matrices de memoria interna de tal forma que mientras que se está accediendo a una matriz, la siguiente se está preparando para el acceso. SDRAM-II es tecnología SDRAM más rápida esperada para 1998. También conocido como DDR DRAM o DDR SDRAM (Double Data Rate DRAM o SDRAM), permite leer y escribir datos a dos veces la velocidad bús. FPM : Siglas de Fast Page Mode, memoria en modo paginado, el diseño más comun 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 leido 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. La memoria en modo paginado tambien es llamada memoria de modo Fast Page o memoria FPM, FPM RAM, FPM DRAM. El término "fast" fué añadido cuando los más nuevos chips empezaron a correr a 100 nanoseconds e incluso más.
EDO
Siglas de Extended Data Output, un tipo de chip de RAM dinámica que mejora el rendimiento del modo de memoria Fast Page alrededor de un 10%. Al ser un subconjunto de Fast Page, puede ser substituida por chips de modo Fast Page. Sin embargo, si el controlador de memoria no está diseñado para los más rápidos chips EDO, el rendimiento será el mismo que en el modo Fast Page. EDO elimina los estados de espera manteniendo activo el buffer de salida hasta que comienza el próximo ciclo. BEDO (Burst EDO) es un tipo más rápido de EDO que mejora la velocidad usando un contador de dirección para las siguientes direcciones y un estado 'pipeline' que solapa las operaciones. PB SRAM Siglas de Pipeline Burst SRAM. Se llama 'pipeline' a una categoría de técnicas que proporcionan un proceso simultáneo, o en paralelo dentro de la computadora, y se refiere a las operaciones de solapamiento moviendo datos o instrucciones en una 'tuberia' conceptual con todas las fases del 'pipe' procesando simultáneamente. Por ejemplo, mientras una instrucción se está ejecutándo, la computadora está decodificando la siguiente instrucción. En procesadores vectoriales, pueden procesarse simultáneamente varios pasos de operaciones de coma flotante La PB SRAM trabaja de esta forma y se mueve en velocidades de entre 4 y 8 nanosegundos. de dirección para las siguientes direcciones y un estado 'pipeline' que solapa las operaciones.
DDR SDRAM es una clase de memoria de acceso aleatorio dinámica síncrona de doble velocidad de datos de circuitos integrados de memoria utilizados en computadoras . DDR SDRAM, también llamado DDR1 SDRAM, ha sido reemplazado por DDR2 SDRAM , DDR3 SDRAM y DDR4 SDRAM . Ninguno de sus sucesores es compatible con versiones anteriores o posteriores con DDR1 SDRAM, lo que significa que los módulos de memoria DDR2, DDR3 y DDR4 no funcionarán en las placas base equipadas con DDR1, y viceversa. En comparación con la SDRAM de velocidad de datos única ( SDR ), la interfaz DDR SDRAM posibilita mayores velocidades de transferencia mediante un control más estricto de la temporización de los datos eléctricos y las señales de reloj. Las implementaciones a menudo tienen que usar esquemas tales como bucles de sincronización de fase y autocalibración para alcanzar la precisión de temporización requerida.[1] [2] La interfaz usa bombeo doble (transferencia de datos en los bordes ascendente y descendente de la señal del reloj ) para duplicar el ancho de banda del bus de datos sin un aumento correspondiente en la frecuencia del reloj. Una ventaja de mantener baja la frecuencia del reloj es que reduce los requisitos de integridad de señal en la placa de circuito que conecta la memoria al controlador. El nombre "velocidad de datos doble" se refiere al hecho de que una DDR SDRAM con una determinada frecuencia de reloj logra casi el doble del ancho de banda de una SDRAM SDR funcionando a la misma frecuencia de reloj, debido a este doble bombeo. Con los datos transferidos de 64 bits a la vez, DDR SDRAM proporciona una velocidad de transferencia (en bytes / s) de (velocidad del reloj del bus de memoria) × 2 (para velocidad dual) × 64 (cantidad de bits transferidos) / 8 (cantidad de bits /byte). Por lo tanto, con una frecuencia de bus de 100 MHz, DDR SDRAM proporciona una tasa de transferencia máxima de 1600 MB / s . - Unidades de memoria:
BIT: puede tener valore de 0 y 1, es decir sistema binario BYTE: son 8 Bits. KILOBYTE (KB) = 2 **10 bytes MEGABYTE (MB) = 2 ** 10 Kilobyte = 2 ** 20 Bytes GIGABYTE (GB) = 2** 10 Megabyte = 2** 30 Bytes TERABYTE (TB) =2**10 Gigabyte = 2**40 Bytes
Es necesario aclarar que las unidades son infinitas, pero las antes nombradas son las usadas. - BIT: su nombre se debe a la contracción de Binary Digit, es la mínima unidad de información y puede ser un cero o un uno - BYTE: es la también conocida como el octeto, formada por ocho bits, que es la unidad básica, las capacidades de almacenamiento en las computadoras se organiza en potencias de dos, 16, 32, 64. Las demás unidades son solo múltiplos de las anteriores, por ello cada una de ellas están formadas por un determinado número de Bits.
Cache.La memoria caché de un procesador, es un tipo de memoria volátil (como la memoria RAM), pero muy rápida. Su función es almacenar instrucciones y datos a los que el procesador debe acceder continuamente. ¿Cuál es su finalidad? Pues que este tipo de datos sean de acceso instantáneo para el procesador, ya que se trata de información relevante y que debe estar a la mano de manera muy fluida. Los sistemas de hardware y software llamados caché, almacenan este tipo de datos de manera duplicada y por esta razón su acceso es tan veloz.
Composición interna Los datos en la memoria caché se alojan en distintos niveles según la frecuencia de uso que tengan. La información puede transferirse entre los distintos niveles de forma inclusiva o exclusiva:
Caché Inclusivo: Los datos solicitados se quedan en la memoria caché de procedencia. Caché Exclusivo: Los datos solicitados se eliminan de la memoria caché de procedencia una vez transferidos al nuevo nivel.
Memoria caché nivel 1 (Caché L1) También llamada memoria interna1, se encuentra en el núcleo del microprocesador y su capacidad es de hasta 768 kb. Es utilizada para almacenar y acceder a datos e instrucciones importantes y de uso frecuente, agilizando los procesos al ser el nivel que ofrece un tiempo de respuesta menor. Se divide en dos subniveles:
Nivel 1 Data Cache: Se encarga de almacenar datos usados frecuentemente. Nivel 1 Instruction Cache: Se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente.
Memoria caché nivel 2 (Caché L2)
Se encarga de almacenar datos de uso frecuente, siendo más lenta que la caché L1, pero más rápida que la memoria principal (RAM). Se encuentra en el procesador, pero no en su núcleo. Genera una copia del nivel 1. Memoria caché nivel 3 (Caché L3) Esta memoria genera una copia a la L2. Es más rápida que la memoria principal (RAM), pero más lenta que L2. En esta memoria se agiliza el acceso a datos e instrucciones que no fueron localizadas en L1 o L2. Es generalmente de un tamaño mayor y ayuda a que el sistema guarde gran cantidad de información agilizando las tareas del procesador. En la actualidad esta memoria ya no es tan usada.
Bios.En el terreno de los PC compatibles IBM, el sistema básico de entrada-salida o BIOS (del inglés Basic Input/Output System) es un estándar de facto que define la interfaz de firmware para computadoras IBM PC compatibles. También es conocido como BIOS del sistema, ROM BIOS y BIOS de PC . El nombre se originó en 1975, en el BIOS usado por el sistema operativo CP/M. El firmware del BIOS es instalado dentro de la computadora personal (PC), y es el primer programa que se ejecuta cuando se enciende la computadora. El propósito fundamental del BIOS es iniciar y probar el hardware del sistema y cargar un gestor de arranque o un sistema operativo desde un dispositivo de almacenamiento de datos. Además, el BIOS provee una capa de abstracción para el hardware, por ejemplo, que consiste en una vía para que los programas de aplicaciones y los sistemas operativos interactúen con el teclado, el monitor y otros dispositivos de entrada/salida. Las variaciones que ocurren en el hardware del sistema quedan ocultos por el BIOS, ya que los programas usan servicios de BIOS en lugar de acceder directamente al hardware. Los sistemas operativos modernos ignoran la capa de abstracción provista por el BIOS y acceden al hardware directamente. El BIOS del PC/XT de IBM original no tenía interfaz interactiva con el usuario. Los mensajes de error eran mostrados en la pantalla, o codificados por medio de una serie de sonidos. Las opciones en la PC y el XT se establecían por medio de interruptores y jumpers en la placa base y en las placas de los periféricos. Las modernas computadoras compatibles Wintel proveen una rutina de configuración, accesible al iniciar el sistema mediante una secuencia de teclas específica. El usuario puede configurar las opciones del sistema usando el teclado y el monitor. El software del BIOS es almacenado en un circuito integrado de memoria ROM no volátil en la placa base. Está específicamente diseñado para trabajar con cada modelo de computadora en particular, interconectando los diversos dispositivos que componen el conjunto de chips complementarios del sistema. En computadoras modernas, el BIOS está almacenado en una memoria flash, por lo que su contenido puede ser reescrito sin retirar el circuito integrado de la placa base. Esto permite que el BIOS sea fácil de actualizar para agregar nuevas características o corregir errores, pero puede hacer que la computadora sea vulnerable a los rootkit de BIOS. El MS-DOS (PC DOS) fue el sistema operativo de PC dominante desde principios de la década de 1980 hasta mediados de la década de 1990. Dependía de los servicios del BIOS para las funciones de disco, teclado y visualización de textos. Windows NT, Linux y otros sistemas operativos de modo protegido en general no lo usan después de cargarse en memoria.
La tecnología de BIOS está en un proceso de transición hacia la interfaz de firmware extensible unificada (UEFI) desde el año 2010.
Bibliografía.http://www.lgblog.cl/tecnologia/que-es-el-cache/ http://www.monografias.com/trabajos3/tiposram/tiposram.shtml#ixzz5HS0gmhBa http://www.tipos.co/tipos-de-memoria-rom/#ixzz5HRwvc2AE https://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador https://tallerinformatica.wordpress.com/memoria/ https://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_read-only_memory https://es.wikipedia.org/wiki/BIOS
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
Electrónica Digital II
Docente: Urrutia
Medrano Jose A. Estudiante: Duran Meneses Sebastián Eduardo Carrera: Ing. Fecha:
Electronica
04/06/18