Sistemas De Memorias

INTRODUCCIÓN

La memoria es uno de los principales recursos de la computadora, la cual debe de administrarse con mucho cuidado. Aunque actualmente la mayoría de los sistemas de cómputo cuentan con una alta capacidad de memoria, de igual manera las aplicaciones actuales tienen también altos requerimientos de memoria, lo que sigue generando escasez de memoria en los sistemas multitarea y/o multiusuario.

La parte del sistema operativo que administra la memoria se llama administrador de memoria y su labor consiste en llevar un registro de las partes de memoria que se estén utilizando y aquellas que no, con el fin de asignar espacio en memoria a los procesos cuando éstos la necesiten y liberándola cuando terminen, así como administrar el intercambio entre la memoria principal y el disco en los casos en los que la memoria principal no le pueda dar capacidad a todos los procesos que tienen necesidad de ella.

Los sistemas de administración de memoria se pueden clasificar en dos tipos: los que desplazan los procesos de la memoria principal al disco y viceversa durante la ejecución y los que no. El propósito principal de una computadora es el de ejecutar programas, estos programas, junto con la información que accesan deben de estar en la memoria principal (al menos parcialmente) durante la ejecución.

Para optimizar el uso del CPU y de la memoria, el sistema operativo debe de tener varios procesos a la vez en la memoria principal, para lo cual dispone de varias opciones de administración tanto del procesador como de la memoria. La selección de uno de ellos depende principalmente del diseño del hardware para el sistema.

ORGANIZACIONES DE LOS SISTEMAS DE MEMORIA

La memoria se encarga de almacenar los datos e instrucciones; es parte fundamental del computador. La memoria principal almacena instrucciones y datos de aquellos programas que se encuentran en ejecución; el propósito que tiene la computadora es de que se ejecuten programas; la información que se accede a estos, junto con los programas se debe encontrar en la memoria principal (puede ser parcialmente) durante el proceso de ejecución.

Existen memorias auxiliares o secundarias; que tiene la función de periférico del sistema; cuando la memoria principal no puede almacenar todos las instrucciones y datos entonces se utiliza la memoria auxiliar cuya información se traspasa; cuando se necesita, a la memoria principal.

El sistema de memoria es el lugar donde residen los programas y datos.

 Capacidad de almacenamiento

 Velocidad

 Coste

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El objetivo es tener un sistema de alta capacidad, velocidad próxima a la de los dispositivos más rápidos y un coste cercano al de los dispositivos más lentos y baratos.

EVOLUCIÓN DE LAS MEMORIAS

• En los años 30 se utiliza las tarjetas perforadas, donde la posición de las ruedas dentadas determina la dirección de las posiciones.

• En 1946; el computador ENIAC, tiene como punto de memoria la utilización de válvulas electrónicas de vacío para la construcción de biestables.

• En los inicios de las años 50; apareció el tubo de rayos catódicos con memoria con capacidad de 1200 bits se conocía como el "tubo de Williams".

• En 1953, aparece la memoria operativa de ferritas, se utilizó hasta los años 70.

• En 1968, IBM diseña la primera memoria comercial de semiconductores con una capacidad de 64 bits.

• En la actualidad las tecnologías nuevas (efecto Josephon, acoplamiento de carga, burbujas magnéticas) quieren desplazar a las memorias de semiconductores que se emplean como carácter universal en los ordenadores.

JERARQUÍA DEL SISTEMA DE MEMORIAS

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:

• Capacidad

• Velocidad

• Coste

La cuestión de la capacidad 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 coste 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:

• A menor tiempo de acceso mayor coste.

• A mayor capacidad menor coste por bit.

• 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: Memorias flash

• Nivel 4: Disco duro (con el mecanismo de memoria virtual)

• Nivel 5: Cintas magnéticas Consideradas las más lentas, con mayor capacidad.

• Nivel 6: Redes (Actualmente se considera un nivel más de la jerarquía de memorias)

PRINCIPIO DE LOCALIDAD DE REFERENCIAS A MEMORIA

- Las referencias a memoria por parte del procesador (Is. y datos), tienden a estar agrupadas en el tiempo y en el espacio (posiciones de memoria).

- Localidad Temporal: Bucles, Subrutinas. En periodos cortos de tiempo, el procesador referencia a un conjunto instrucciones/datos que se ejecutan en instantes de tiempo muy cercanos. Una ins/dato que se lea de memoria tiene muchas posibilidades de ser leída en un periodo corto de tiempo.

- Localidad Espacial: Tablas, Matrices. En periodos cortos de tiempo, el procesador referencia a un conjunto de instrucciones/datos agrupados en posiciones cercanas de memoria.

MEMORIA RAM

Es la memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory), se le llama también memoria principal; es aquel donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El procesador accede a los bytes de la memoria sin tener que pasar por los bytes precedentes por lo que se denomina de acceso aleatorio.

Es la memoria más común de las PC, y la diferencia que existe entre este tipo de memoria y otras es la rapidez además de que la información se pierde al apagar el ordenador, en comparación por ejemplo de los discos duros que la información permanece.

TIPOS DE RAM

- DRAM (Dynamic Random Access Memory): Es un RAM dinámica ,cada bit está construido por un único transistor y un condensador; un problema es que se olvida de los datos que recibe casi tan rápido como se le proporcionan, por lo que debe ser constantemente refrescada (re-energizada) cientos de veces por segundos para que las cargas se mantengan.

Memoria instalada en la placa del sistema de un ordenador típico

- SIMM (Single In Line Memory Module): Es un conjunto de chips de DRAM instalados en una placa de circuito impreso o PCB, la cual es colocada en un receptáculo SIMM en la placa del sistema.

Una de las ventajas principales de la memoria SIMM es la habilidad de acomodar grandes cantidades de memoria en un área reducida. Facilitando además su actualización.

MEMORIA ROM (Read Only Memory, Memoria de Solo Lectura)

La ROM es un tipo de memoria de sólo lectura en la que el fabricante graba las instrucciones en el Chip. Las PC vienen con una cantidad de ROM, donde se encuentras los programas de BIOS (Basic Input Output System), que contienen los programas y los datos necesarios para activar y hacer funcionar el computador y sus periféricos.

En la ROM se encuentran el test de fiabilidad del ordenador (POST: Power on Self Test), las rutinas de inicialización y arranque, y la BIOS que proporciona los servicios fundamentales para que el ordenador sea operativo, en su mayor parte controla periféricos del ordenador como la pantalla, el teclado y las unidades de disco. El término Memoria de Solo Lectura, significa que esta memoria no puede ser modificada y aun cuando apaguemos el ordenador la información permanecerá inalterada en la ROM.

En la ROM está almacenado también el programa interno que nos da la facilidad de comunicarnos con el ordenador en un lenguaje muy similar al inglés, evitando así tener que lidiar con el lenguaje de máquina (binario).

CARACTERÍSTICAS

• La escritura se realiza una sola vez.

• La información queda grabado aunque se le retire la energía eléctrica.

• La capacidad de memoria ROM en un ordenador: se encuentra entre 8K a 16K, un número suficientemente grande para que esté justificado asombrarse ante la cantidad de información necesaria para llenar tal cantidad de posiciones.

VENTAJA

La ventaja de que los programas fundamentales del computador estén almacenados en la ROM es que están ahí implementados en el interior del

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