SISTEMA DE MEMORIA DE COMPUTADORAS

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA AGROPECUARIA DE MANABÍ[pic 1][pic 2]

MANUEL FÉLIX LÓPEZ 

CARRERA COMPUTACIÓN 

ENSAYO

ASIGNATURA:

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR Y PARALELISMO

TEMA:

SISTEMA DE MEMORIA DE COMPUTADORAS

SEPTIMO NIVEL

AUTORES:

ÁLAVA ZAMBRANO KAREN BARBARITA

GARCIA VERA MANUEL JACINTO

DOCENTE:                                                                                                                            ING. LIGIA ELENA ZAMBRANO SOLORZANO

CALCETA,17 DE JUNIO 2021

INTRODUCCIÓN  

JERARQUÍA DE LAS MEMORIAS

Llamamos Jerarquía de  Memoria  a  la  organización  piramidal  de  la  memoria  en  niveles que tienen los ordenadores. Dicha organización es el resultado de haber probado distintos modelos con un rendimiento bajo y un coste elevado, en tiempo y en recursos.

En una jerarquía de memorias se utilizan varios tipos de memoria con distintas características de capacidad, velocidad y coste, que dividiremos en niveles diferentes: memoria del procesador, memoria interna y memoria externa.

En el presente trabajo hablaremos un poco sobre la jerarquía de memoria, el cual es una reacción natural a la localidad y tecnología.  Gracias al principio de localidad, se puede escalonar la memoria en niveles.  El nivel más cercano al procesador debe ser más rápido y puede ser reducido, en el siguiente nivel la memoria no tiene que ser tan rápido, ya que accederemos menos veces.  Del mismo modo hablaremos de memoria virtual, memoria cache, mapeo de la cache, tabla de paginación, definición de FLOPS, MIPS, medidas de rendimiento, entre otros.  Toda esta terminología es de gran importancia conocerlo bien, ya que a tra entenderemos mejor como funciona un ordenador internamente, cual es el proceso que realiza de ellos para emitir una información al usuario.  Finalizaremos con la conclusión y la bibliografía de este tema importante en nuestra carrera de la informática

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:

• Cantidad: La cuestión de la cantidad es simple, cuanta más memoria haya disponible, más podrá utilizarse.
• Velocidad: 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 operando o guardar resultados.
• Coste: En suma, el coste de la memoria no debe ser excesivo, para que sea factible construir un equipo accesible.

DESARROLLO

La jerarquía de memoria es la organización piramidal de la memoria en niveles que tienen las computadoras. El 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.

El objetivo final de la jerarquía de memorias es conseguir que, cuando el procesador acceda a un dato, este se encuentre en el nivel más rápido de la jerarquía. Obtenemos así una memoria a un coste moderado, con una velocidad próxima a la del nivel más rápido y la capacidad del nivel más alto

Cada nivel de la jerarquía de la memoria se relaciona solo con los niveles superior e inferior, salvo casos excepcionales. El procesador tiene acceso solamente a los registros y obtiene los datos de memoria mediante la memoria caché.

Por ello, cuando el procesador necesita un dato y este no está disponible en la memoria caché, se tendrá que llevar a ella desde el nivel en el que esté disponible.

Por otra parte, si el procesador modifica un dato en un nivel de la jerarquía de memorias, hay que garantizar que la modificación se efectúe en el resto de los niveles en los que el dato se encuentre almacenado. Si esto no se hiciera así, la siguiente vez que se accediera a este dato, se podría tomar un valor incorrecto. Este problema se denomina coherencia.

Como los niveles de memoria más próximos al procesador no son muy grandes, se podría pensar que se pierde mucho tiempo trasladando los datos desde un nivel hasta otro, ya que este movimiento tiene que ser constante. En realidad, eso no es cierto: los datos se reutilizan con mucha frecuencia, por lo que resulta útil que estén en el nivel más próximo al procesador. Más adelante estudiaremos por qué se produce esta reutilización y, por lo tanto, por qué es efectiva la jerarquía de memorias.

A continuación se ofrece una descripción de las características principales de los diferentes niveles de una jerarquía de memoria.

Los niveles que componen la jerarquía de memoria habitualmente son: 
Nivel 0: Registros del microprocesador o CPU 
Nivel 1: Memoria caché 
Nivel 2: Memoria primaria (RAM) 
Nivel 3: Memorias flash 
Nivel 4: Disco duro (con el mecanismo de memoria virtual) 
Nivel 5: Cintas magnéticas (consideradas las más lentas, con mayor capacidad, de acceso secuencial) 
Nivel 6: Redes (actualmente se considera un nivel más de la jerarquía de memorias). (Suazo, 2017)

Registros del microprocesador o CPU:[pic 3]

Los registros se encuentran dentro de cada microprocesador y su función es almacenar los valores de datos, comandos, instrucciones o estados binarios que ordenan qué dato debe procesarse, como la forma en la que se debe hacer. Un registro no deja de ser una memoria de velocidad alta y con poca capacidad.

Cada registro puede contener una instrucción, una dirección de almacenamiento o cualquier tipo de dato. En un procesador encontramos espacios con una capacidad que oscila entre 4 y 64 bits porque cada registro debe tener un tamaño suficiente para contener una instrucción. En el caso de que un ordenador de 64 bit, cada registro de tener un tamaño de 64 bits.

Cada microprocesador tiene varias tareas o deberes de procesar información. Recibe la información en lenguaje binario procedente de las aplicaciones (ceros y unos) para, después, procesarlos de una forma determinada. Digamos que la CPU traduce esos datos para que nosotros, los usuarios, los entendamos.

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