Jerarquía De Memoria En Informática

Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio Popular de Educación Superior

Universidad Nacional Experimental Rómulo Gallegos

Facultad de Ingenieria en Sistemas

San Juan de los Morros

Edo. Guarico

Jerarquía de Memorias

Profesora: Integrantes:

Michele Sanchez Alfredo Fonseka 20.586.812

Felix Lozada 18.616.619

Simon Castillo 17.434.098

Junio, 2011

Se conoce como jerarquía de memoria a la organización piramidal de la memoria en niveles, que tienen los ordenadores. Su objetivo es conseguir el rendimiento de una memoria de gran velocidad al coste de una memoria de baja velocidad, basándose en el principio de cercanía de referencias.

Los puntos básicos relacionados con la memoria pueden resumirse en:

1. Cantidad

2. Velocidad

3. Coste

La cuestión de la cantidad es simple, cuanto más memoria haya disponible, más podrá utilizarse. La velocidad óptima para la memoria es la velocidad a la que el procesador puede trabajar, de modo que no haya tiempos de espera entre cálculo y cálculo, utilizados para traer operandos o guardar resultados. En suma, el costo de la memoria no debe ser excesivo, para que sea factible construir un equipo accesible.

Como puede esperarse los tres factores compiten entre sí, por lo que hay que encontrar un equilibrio. Las siguientes afirmaciones son válidas:

1. A menor tiempo de acceso mayor coste

2. A mayor capacidad mayor coste

3. A mayor capacidad menor velocidad.

Se busca entonces contar con capacidad suficiente de memoria, con una velocidad que sirva para satisfacer la demanda de rendimiento y con un coste que no sea excesivo. Gracias a un principio llamado cercanía de referencias, es factible utilizar una mezcla de los distintos tipos y lograr un rendimiento cercano al de la memoria más rápida.

Los niveles que componen la jerarquía de memoria habitualmente son:

• Nivel 0: Registros

• Nivel 1: Memoria caché

• Nivel 2: Memoria principal

• Nivel 3: Disco duro (con el mecanismo de memoria virtual)

• Nivel 4: Redes(Actualmente se considera un nivel más de la jerarquía de memorias)

Las memorias han evolucionado mucho desde los comienzos del mundo de la computación. Conviene recordar los tipos de memorias de semiconductores empleadas como memoria principal y unas ligeras pinceladas sobre cada una de ellas para enmarcar las memorias flash dentro de su contexto.

Organizando estos tipos de memoria conviene destacar tres categorías si las clasificamos en función de las operaciones que podemos realizar sobre ellas, es decir, memorias de sólo lectura, memorias de sobre todo lectura y memorias de lectura escritura.

Memorias de sólo lectura

ROM : Se usan principalmente en microprogramación de sistemas. Los fabricantes las suelen emplear cuando producen componentes de forma masiva.

Es una memoria solamente de lectura es totalmente inalterable sin esta memoria la maquina no arrancaría. La memoria principal es la convencional que va de 0 a 640 kb. Cuando la máquina arranca comienza a trabajar el disco y realiza un testeo, para lo cual necesita memoria, esta memoria es la convencional (ROM) y está dentro del mother (en el bios). Apenas arranca utiliza 300 kb, sigue testeando y llega a mas o menos 540 kb donde se planta. A medida de que comenzaron a haber soft con más necesidad de memoria apareció la llamada memoria expandida que iba de 640 kb a 1024 kb. Una vez que se utilizaba toda la memoria convencional se utilizaba la expandida que utiliza la memoria RAM. A medida que pasa el tiempo los 1024 kb eran escasos y se creo la memoria extendida que va de 1024 kb a infinito que es la memoria RAM pura.

PROM (Programmable Read Only Memory): El proceso de escritura es eléctrico. Se puede grabar posteriormente a la fabricación del chip, a diferencia de las anteriores que se graba durante la fabricación. Permite una única grabación y es más cara que la ROM.

Es una memoria digital donde el valor de cada bit depende del estado de un fusible (o antifusible), que puede ser quemado una sola vez. Por esto la memoria puede ser programada (pueden ser escritos los datos) una sola vez a través de un dispositivo especial, un programador PROM. Estas memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades menores a las ROMs, o cuando los datos deben cambiar en muchos o todos los casos.

Memorias de sobre todo lectura

EPROM: EPROM son las siglas de Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM borrable programable). Es un tipo de chip de memoria ROM inventado por el ingeniero Dov Frohman que retiene los datos cuando la fuente de energía se apaga. En otras palabras, es no volátil.

Está formada por celdas de FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal-Oxide Semiconductor) o transistores de puerta flotante. Cada uno de ellos viene de fábrica sin carga, por lo que es leído como un 1 (por eso una EPROM sin grabar se lee como FF en todas sus celdas). Se programan mediante un dispositivo electrónico que proporciona voltajes superiores a los normalmente utilizados en los circuitos electrónicos. Las celdas que reciben carga se leen entonces como un 0. Una vez programada, una EPROM se puede borrar solamente mediante exposición a una fuerte luz ultravioleta.

EEPRO: Son las siglas de electrically-erasable programmable read-only memory (ROM programable y borrable eléctricamente), en español o castellano se suele referir al hablar como E PROM y en inglés “E-Squared-PROM”. Es un tipo de memoria ROM que puede ser programado, borrado y reprogramado eléctricamente, a diferencia de la EPROM que ha de borrarse mediante rayos ultravioletas.

Aunque una EEPROM puede ser leída un número ilimitado de veces, sólo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y 1.000.000 de veces. Estos dispositivos suelen comunicarse mediante protocolos como I C, SPI y Microwire. En otras ocasiones se integra dentro de chips como microcontroladores y DSPs para lograr una mayor rapidez. La memoria flash es una forma avanzada de EEPROM creadas por Dr. Fujio Masuoka mientras trabajaba para Toshiba in 1984 y fueron presentadas en la Reunion de Aparatos Electrónicos de la IEEE de 1984. Intel vio el potencial de la invención y en 1988 lanzo el primer chip comercial del tipo NOR.

MEMORIA FLASH: Está basada en las memorias EEPROM pero permite el borrado bloque a bloque y es más barata y densa.

La memoria flash 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.

Memoria flash de tipo NOR: Cuando los electrones se encuentran en FG, modifican (prácticamente anulan) el campo eléctrico que generaría CG en caso de estar activo.

De esta forma, dependiendo de si la celda está a 1 ó a 0, el campo eléctrico de la celda existe o no. Entonces, cuando se lee la celda poniendo un determinado voltaje en CG, la corriente eléctrica fluye o no en función del voltaje almacenado en la celda. La presencia/ausencia de corriente se detecta e interpreta como un 1 ó un 0, reproduciendo así el dato almacenado. En los dispositivos de celda multi-nivel, se detecta la intensidad de la corriente para controlar el número de electrones almacenados en FG e interpretarlos adecuadamente.

Memorias flash de tipo NAND: Basadas en puertas lógicas NAND funcionan de forma ligeramente diferente: usan un túnel de inyección para la escritura y para el borrado un túnel de ‘soltado’.

Las memorias basadas en NAND tienen, además de la evidente base en otro tipo de puertas, un coste bastante inferior, unas diez veces de más resistencia a las operaciones pero sólo permiten acceso secuencial (más orientado a dispositivos de almacenamiento masivo), frente a las memorias flash basadas en NOR que permiten lectura de acceso aleatorio. Sin embargo, han sido las NAND las que han permitido la expansión de este tipo de memoria, ya que el mecanismo de borrado es más sencillo (aunque también se borre por bloques) lo que ha proporcionado una base más rentable para la creación de dispositivos de tipo tarjeta de memoria.

Memorias de Lectura/Escritura (RAM)

MEMORIA RAM: Memoria e acceso Aleatorio ( Random Acces Memory ).Esta memoria es como un escritorio al igual que los escritorios tienen cajones donde ordenan la información, cuanto mas grande sea el escritorio (plano de apoyo) mas cajones voy a tener de tal suerte que el micro va a perder menos tiempo en buscar y ordenar la información

La importancia de esta memoria es tan grande que si esta ausente la PC NO ARRANCA, Actúa como si estuviera muerta no hay sonido ni cursor en la pantalla ni luces que se enciendan o apaguen. Para que sirve: Almacena las instrucciones que debe ejecutar el micro en cada momento Este es el lugar físico donde debe trabajar el procesador cuando abrimos un programa sus instrucciones se copian automáticamente en la memoria, y cuando cerremos el programa todo se borrara ( volatizara ) También copia

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