03/04/2013

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MATHEUALA

ING. INFORMÁTICA

CUARTO SEMESTRE

ARQUITECTURA DE COMPUTADORA

TEMAS DE LAS UNIDADAES

JORGE LUIS TOVAR ÁLVAREZ.

FEDERICO BAEZ RAMOS

UNIDAD 2

Una memoria principal se compone de un conjunto de celdas básicas dotadas de una determinada organización. Cada celda soporta un bit de información. Los bits se agrupan en unidades direccionables denominadas palabras. La longitud de palabra la determina el número de bits que la componen y constituye la resolución de la memoria (mínima cantidad de información direccionable). La longitud de palabra suele oscilar desde 8 bits (byte) hasta 64 bits.

2.1 Organización básica

Cada celda básica es un dispositivo físico con dos estados estables (o semi-estables) con capacidad para cambiar el estado (escritura) y determinar su valor (lectura). A

2.1. Organización interna de la memoria.

Las celdas de memoria se disponen en el interior de un chip atendiendo a dos organizaciones principales:

2.2. Tipos de memorias.

tipos de memoria que se comunican directamente con la unidad central de procesamiento. La memoria de acceso aleatoria (RAM) y la memoria de solo lectura (ROM). La memoria RAM puede aceptar nueva información para ser almacenada y quedar disponible para utilizarse después. A pesar de que existen dos tipos de memoria básicos (RAM, ROM), y además él cache, cada una de ellas tiene variedades que complican el entendimiento pero mejoran los procesos

Memorias Rom

1. Rom

2. Prom

3. Eprom

4. EEprom

1. Rom

2. Prom

3. Eprom

4. EEprom

La memoria de solo lectura es un dispositivo de lógica programable. La información binaria que está almacenada es un dispositivo de lógica programable debe especificarse de alguna manera y después incorporarse al Hardware. Este proceso se conoce como programación de la unidad. El término programación se refiere a que un procedimiento de Hardware que especifica los bits que se insertan en la configuración del Hardware del dispositivo.

PROM (Programable ROM) La memoria ROM programable es un chip en blanco sobre el que se puede escribir información una sola vez, algo como lo que sucede con los CD-ROM escribibles. EPROM (Erasable Programable ROM) Si existen CD-ROM escribibles y reescribibles, seguramente una memoria PROM también implica la existencia de una que, además de programarse, se pueda borrar, para luego ser reescrita. En el caso particular de la EPROM, el proceso de borrado se realiza con luz ultravioleta. EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) Este tipo de memoria, que también se llama flash bios, puede ser reescrita mediante el uso de programas especiales. Esto le permite a los usuarios actualizar el Bios, es decir, el sistema básico de instrucciones del computador.

TIPOS DE ROM

TIPOS DE ROM

Memorias RamMemorias Ram

La memoria principal o RAM (acrónimo de Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. Se llama de acceso aleatorio porque el procesador accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que acceder a la información anterior y posterior. Es la memoria que se actualiza constantemente mientras el ordenador está en uso y que pierde sus datos cuando el ordenador se apaga.

Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas en memoria RAM. El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos. Reducir el tiempo necesario para acceder a la memoria, ayuda a mejorar las prestaciones del sistema. La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y se borra al apagar el ordenador.Según su tecnología de fabricación, las RAM pueden ser de dos tipos:

1. RAM Dinámicas

2. RAM Estáticas

1. RAM Dinámicas

2. RAM Estáticas

Memorias RamMemorias Ram

Ram DinámicasRam Dinámicas

Es aquella en la que los datos se almacenan en condensadores, que requieren recargarse (refrescarse) periódicamente para mantener el dato. La ventaja de este tipo de celda es que es muy sencilla, lo que permite construir matrices de memorias muy grandes en un chip, a un costo por bit más bajo que el de las memorias estáticas. La desventaja es que el condensador de almacenamiento no puede mantenerse cargado más que un periodo de tiempo, y el dato almacenado se pierde si su carga no se refresca periódicamente.

Tipos de Ram DinámicasTipos de Ram Dinámicas

1.DRAM2.FPRAM3.EDO RAM4.BEDO RAM5.SDRAM6.RAMBUS

RAM7.DDR RAM

DRAM: acrónimo de “Dynamic Random Access Memory”, o simplemente RAM ya que es la original, y por tanto la más lenta.Usada hasta la época del 386, su velocidad de refresco típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, la más rápida es la de 70 ns. Físicamente,aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.

Tipos de Ram DinámicasTipos de Ram Dinámicas

FPM (Fast Page Mode): a veces llamada DRAM, puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia.Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns. Es lo que se da en llamar la RAM normal o estándar. Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).

EDO o EDO-RAM: Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la FPM.Permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos).Mientras que la memoria tipo FPM sólo podía acceder a un solo byte (una instrucción o valor) de información de cada vez, la memoria EDO permite mover un bloque completo de memoria a la caché interna del procesador para un acceso más rápido por parte de éste. La estándar se encontraba con refrescos de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.

SDRAM: Sincronic-RAM. Es un tipo síncrono de memoria, que, lógicamente, se sincroniza con el procesador, es decir, el procesador puede obtener información en cada ciclo de reloj, sin estados de espera, como en el caso de los tipos anteriores. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es la opción para ordenadores nuevos.SDRAM funciona de manera totalmente diferente a FPM o EDO. DRAM, FPM y EDO transmiten los datos mediante señales de control, en la memoria SDRAM el acceso a los datos esta sincronizado con una señal de reloj externa.

PC-100 DRAM: Este tipo de memoria, en principio con tecnología SDRAM, aunque también la habrá EDO. La especificación para esta memoria se basa sobre todo en el uso no sólo de chips de memoria de alta calidad, sino también en circuitos impresos de alta calidad de 6 o 8 capas, en vez de las habituales 4; en cuanto al circuito impreso este debe cumplir unas tolerancias mínimas de interferencia eléctrica; por último, los ciclos de memoria también deben cumplir unas especificaciones muy exigentes. De cara a evitar posibles confusiones, los módulos compatibles con este estándar deben estar identificados así: PC100- abc-def.

BEDO (burst Extended Data Output): Fue diseñada originalmente para soportar mayores velocidades de BUS. Al igual que la memoria SDRAM, esta memoria es capaz de transferir datos al procesador en cada ciclo de reloj, pero no de forma continuada, como la anterior, sino a ráfagas (bursts), reduciendo, aunque no suprimiendo totalmente, los tiempos de espera del procesador para escribir o leer datos de memoria.

RDRAM: (Direct Rambus DRAM). Es un tipo de memoria de 64 bits que puede producir ráfagas de 2ns y puede alcanzar tasas de transferencia de 533 MHz, con picos de 1,6 GB/s. Pronto podrá verse en el mercado y es posible que tu próximo equipo tenga instalado este tipo de memoria. Es el componente ideal para las tarjetas gráficas AGP, evitando los cuellos de botella en la transferencia entre la tarjeta gráfica y la memoria de sistema durante el acceso directo a memoria (DIME) para el almacenamiento de texturas gráficas. Hoy en día la podemos encontrar en las consolas NINTENDO 64.

DDR SDRAM: (Double Data Rate SDRAM o SDRAM-II). Funciona a velocidades de 83, 100 y 125MHz, pudiendo doblar estas velocidades en la transferencia de datos a memoria. En un futuro, esta velocidad puede incluso llegar a triplicarse o cuadriplicarse, con lo que se adaptaría a los nuevos procesadores. Este tipo de memoria tiene la ventaja de ser una extensión de la memoria SDRAM, con lo que facilita su implementación por la mayoría de los fabricantes.

SLDRAM: Funcionará a velocidades de 400MHz, alcanzando en modo doble 800MHz, con transferencias de 800MB/s, llegando a alcanzar 1,6GHz, 3,2GHz en modo doble, y hasta 4GB/s de transferencia. Se cree que puede ser la memoria a utilizar en los grandes servidores por la alta transferencia de datos.

ESDRAM: Este tipo de memoria funciona a 133MHz y alcanza transferencias de hasta 1,6 GB/s, pudiendo llegar a alcanzar en modo doble, con una velocidad de 150MHz hasta 3,2 GB/s.

Unidad 3 Buses y puertos estándar

3.1. Buses y la transferencia de la información.

• Bus local• Bus del sistema Buses rápidos y cortos. Optimizados para la arquitectura.• Bus de expansión o de E/S Bus más largo y lento. Reduce el tráfico en el bus del sistema.Standard, independiente del computador y accesible por el usuario. Ejemplos: ISA, PCI, USB, ATA, SCSI, VME,…

Interfaz con el bus de expansión Adapta las velocidades de ambos buses. Actúa como buffer de almacenamiento intermedio para evitar la pérdida de datos. Se comunica de forma síncrona con el bus del sistema y de forma asíncrona con el bus de expansión.

Buses para dispositivos de distinta velocidad

Aumentan el rendimiento del sistema– Bus alta velocidadConexión de dispositivos de E/S de alta velocidad– Bus de expansiónConexión de dispositivos de E/S lentos– Bus de E/S externoInterconexión de discos externos y otros dispositivos

Transferencia de datosLectura

EscrituraRead-modify-write

Read-after-writeBloque

3.2. Evolución de los buses y el tamaño del dato.

Primera generaciónLos primeros computadores tenían 2 sistemas de buses, uno para la memoria y otro para los demás dispositivos. La CPU tenía que acceder a dos sistemas con instrucciones para cada uno, protocolos y sincronizaciones diferentes.

La CPU escribía o leía los datos apuntando a la dirección que tuviera el dispositivo buscado en el espacio único de direcciones haciendo que la información fluyera a través del bus principal.

Entre las implementaciones más conocidas, están los buses Bus S-100 y el Bus ISA usados en varios microcomputadores de los años 70 y 80. En ambos, el bus era simplemente una extensión del bus del procesador de manera que funcionaba a la misma frecuencia. Por ejemplo en los sistemas con procesador Intel 80286 el bus ISA tenía 6 u 8 megahercios de frecuencia dependiendo del procesador.

Segunda generación

El hecho de que el bus fuera pasivo y que usara la CPU como control, representaba varios problemas para la ampliación y modernización de cualquier sistema con esa arquitectura. Además que la CPU utilizaba una parte considerable de su potencia en controlar el bus.El bus ISA utilizado como backplane en el PC IBM original pasó de ser un bus de sistema a uno de expansión, dejando su arbitraje a un integrado del chipset e implementando un bus a una frecuencia más alta para conectar la memoria con el procesador. el bus Nubus era independiente desde su creación, tenía un controlador propio y presentaba una interfaz estándar al resto del sistema, permitiendo su inclusión en diferentes arquitecturas. Fue usado en diversos equipos, incluyendo algunos de Apple y se caracterizaba por tener un ancho de 32 bits y algunas capacidades Plug and Play (autoconfiguración), que lo hacían muy versátil y adelantado a su tiempo. Entre otros ejemplos de estos buses autónomos, están el AGP y el bus PCI.

Tercera generación

Los buses de tercera generación se caracterizan por tener conexiones punto a punto, a diferencia de los buses arriba nombrados en los que se comparten señales de reloj. Esto se logra reduciendo fuertemente el número de conexiones que presenta cada dispositivo usando interfaces seriales. Entonces cada dispositivo puede negociar las características de enlace al inicio de la conexión y en algunos casos de manera dinámica, al igual que sucede en las redes de comunicaciones. Entre los ejemplos más notables, están los buses PCI-Express, elInfiniband y el HyperTransport.

Referencia

http://www.itescam.edu.mx/principal/webalumnos/sylabus/asignatura.php?clave_asig=IFD-1006&carrera=IINF-2010-220&id_d=60