INSTITUTO TECNOLGICO DE CAMPECHEDepartamento de Sistemas y ComputacinIngeniera InformticaMateria: Arquitectura de ComputadorasUnidad No. 2MemoriasEnero/2015Docente: L.I Cruz Pinzn Wilbert Eduardo.

MEMORIAS

En informtica, la memoria (tambin llamada almacenamiento) se refiere a parte de los componentes que integran una computadora. Son dispositivos que retienen datos informticos durante algn intervalo de tiempo. Las memorias de computadora proporcionan una de las principales funciones de la computacin moderna, la retencin o almacenamiento de informacin. Es uno de los componentes fundamentales de todas las computadoras modernas que, acoplado a una unidad central de procesamiento (CPU por su sigla en ingls, central processingunit), implementa lo fundamental del modelo de computadora de Arquitectura de von Neumann, usado desde la dcada de 1940.

ORGANIZACIN BSICALos componentes fundamentales de las computadoras de propsito 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 informacin que manipulan las instrucciones es lo que hace verstiles a las computadoras diseadas segn la arquitectura de programas almacenados.Una computadora digital representa toda la informacin usando el sistema binario. Texto, nmeros, imgenes, sonido y casi cualquier otra forma de informacin puede ser transformada en una sucesin de bits, o dgitos binarios, cada uno de los cuales tiene un valor de 1 0. La unidad de almacenamiento ms comn es el byte, igual a 8 bits. Una determinada informacin puede ser manipulada por cualquier computadora cuyo espacio de almacenamiento sea suficientemente grande como para que quepa el dato correspondiente o la representacin binaria de la informacin. Por ejemplo, una computadora con un espacio de almacenamiento de ocho millones de bits, o un megabyte, puede ser usada para editar una novela pequea.Se han inventado varias formas de almacenamiento basadas en diversos fenmenos naturales. No existen ningn medio de almacenamiento de uso prctico universal y todas las formas de almacenamiento tienen sus desventajas. Por tanto, un sistema informtico contiene varios tipos de almacenamiento, cada uno con su propsito individual.

Almacenamiento primarioLa memoria primaria est directamente conectada a la CPU de la computadora. Debe estar presente para que la CPU efecte cualquier funcin. El almacenamiento primario consta, pues, de la memoria primaria del sistema; contiene los programas en ejecucin y los datos con que operan. Se puede transferir informacin muy rpidamente (tpicamente en menos de 100 ciclos de reloj1 ) entre un registro del microprocesador y localizaciones del almacenamiento principal. En las computadoras modernas se usan memorias de acceso aleatorio basadas en electrnica del estado slido, que est directamente conectada a la CPU a travs 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 basndose en su direccin. Es por esto que los registros del procesador no pueden considerarse almacenamiento primario. Las referencias a stos se efectan por nombre, de forma directa, y no por direccin. Los registros representan el estado actual del cmputo y los datos utilizados inmediatamente, pero no pueden almacenar un programa (slo apuntar al lugar de ejecucin actual).La gran diferencia de velocidad entre el procesador y la memoria primaria dio origen a la memoria cach. Esta es una memoria de muy alta velocidad, tpicamente entre 10 y 100 veces ms que la memoria primaria, y se emplea para mejorar la eficiencia o rendimiento del CPU. Parte de la informacin de la memoria principal se duplica en la memoria cach. Comparada con los registros, la cach es ligeramente ms lenta, pero de mayor capacidad. Sin embargo, es ms rpida, aunque de mucha menor capacidad que la memoria principal.Algunos autores presentan a la memoria cach como una jerarqua aparte, sin embargo, al no ser memoria directamente direccionable (guarda estrictamente copias de la informacin disponible en la memoria principal), es comn presentarla como parte funcional del almacenamiento primario.

Almacenamiento secundarioLa memoria secundaria requiere que la computadora use sus canales de entrada/salida para acceder a la informacin y se utiliza para almacenamiento a largo plazo de informacin persistente. Sin embargo, la mayora de los sistemas operativos usan los dispositivos de almacenamiento secundario como rea de intercambio para incrementar artificialmente la cantidad aparente de memoria principal en la computadora (a esta utilizacin del almacenamiento secundario se le denomina memoria virtual). La memoria secundaria tambin 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 ms lenta. En las computadoras modernas, los discos duros suelen usarse como dispositivos de almacenamiento masivo. El tiempo necesario para acceder a un byte de informacin dado almacenado en un disco duro de platos magnticos es de unas milsimas de segundo (milisegundos). En cambio, el tiempo para acceder al mismo tipo de informacin en una memoria de acceso aleatorio (RAM) se mide en mil-millonsimas de segundo (nanosegundos).Esto ilustra cuan significativa es la diferencia entre la velocidad de las memorias de estado slido y la velocidad de los dispositivos rotantes de almacenamiento magntico u ptico: los discos duros son del orden de un milln de veces ms lentos que la memoria (primaria). Los dispositivos rotantes de almacenamiento ptico (unidades de CD y DVD) son incluso ms lentos que los discos duros, aunque es probable que su velocidad de acceso mejore con los avances tecnolgicos.Por lo tanto, el uso de la memoria virtual, que es cerca de un milln de veces ms lenta que memoria verdadera, ralentiza apreciablemente el funcionamiento de cualquier computadora. Muchos sistemas operativos implementan la memoria virtual usando trminos como memoria virtual o "fichero de cach". La principal ventaja histrica de la memoria virtual es el precio; la memoria virtual resultaba mucho ms barata que la memoria real. Esa ventaja es menos relevante hoy en da. Aun as, muchos sistemas operativos siguen implementndola, a pesar de provocar un funcionamiento significativamente ms lento.

Almacenamiento terciarioLa memoria terciaria es un sistema en el que un brazo robtico montar (conectar) o desmontar (desconectar) un medio de almacenamiento masivo fuera de lnea (vase el siguiente punto) segn lo solicite el sistema operativo de la computadora. La memoria terciaria se usa en el rea del almacenamiento industrial, la computacin cientfica en grandes sistemas informticos 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 lneaEl almacenamiento fuera de lnea es un sistema donde el medio de almacenamiento puede ser extrado fcilmente 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 propsito los disquetes, discos pticos y las memorias flash, incluyendo las unidades USB. Tambin hay discos duros USB que se pueden conectar rpidamente. Los dispositivos de almacenamiento fuera de lnea usados en el pasado son cintas magnticas en muchos tamaos y formatos diferentes, y las bateras extrables de discos Winchester.

Almacenamiento de redEl almacenamiento de red es cualquier tipo de almacenamiento de computadora que incluye el hecho de acceder a la informacin a travs de una red informtica. Discutiblemente, el almacenamiento de red permite centralizar el control de informacin en una organizacin y reducir la duplicidad de la informacin. 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 stas puede acceder a travs de una red de rea local, una red de rea extensa, una red privada virtual o, en el caso de almacenamientos de archivos en lnea, 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.

ACCESO A LOS DATOSEl acceso directo a memoria (DMA, del ingls directmemoryaccess) permite a cierto tipo de componentes de una computadora acceder a la memoria del sistema para leer o escribir independientemente de la unidad central de procesamiento (CPU) principal. Muchos sistemas hardware utilizan DMA, incluyendo controladores de unidades de disco, tarjetas grficas y tarjetas de sonido. DMA es una caracterstica esencial en todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes velocidades comunicarse sin someter a la CPU a una carga masiva de interrupciones.Una transferencia DMA consiste principalmente en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro. En lugar de que la CPU inicie la transferencia, la transferencia se lleva a cabo por el controlador DMA. Un ejemplo tpico es mover un bloque de memoria desde una memoria externa a una interna ms rpida. Tal operacin no ocupa al procesador y, por ende, ste puede efectuar otras tareas. Las transferencias DMA son esenciales para aumentar el rendimiento de aplicaciones que requieran muchos recursos.Cabe destacar que aunque no se necesite a la CPU para la transaccin de datos, s se necesita el bus del sistema (tanto bus de datos como bus de direcciones), por lo que existen diferentes estrategias para regular su uso, permitiendo as que no quede totalmente acaparado por el controlador DMA.El acceso directo a memoria es simplemente eso, un acceso a memoria que se crea al particionar la memoria en bloques del mismo tamao.

Problemas de coherencia en la memoria cachLa DMA puede llevar a problemas de coherencia de cach. Imagine una CPU equipada con una memoria cach y una memoria externa que se pueda acceder directamente por los dispositivos que utilizan DMA. Cuando la CPU accede a X lugar en la memoria, el valor actual se almacena en la cach. Si se realizan operaciones posteriores en X, se actualizar la copia en cach de X, pero no la versin de memoria externa de X. Si la cach no se vaca en la memoria antes de que otro dispositivo intente acceder a X, el dispositivo recibir un valor caducado de X.Del mismo modo, si la copia en cach de X no es invalidada cuando un dispositivo escribe un nuevo valor en la memoria, entonces la CPU funcionar con un valor caducado de X.Este problema puede ser abordado en el diseo del sistema de las siguientes dos formas: Los sistemas de cach coherente implementan un mtodo en el hardware externo mediante el cual se escribe una seal en el controlador de cach, la cual realiza una invalidacin de la cach para escritura de DMA o cach de descarga para lectura de DMA. Los sistemas no-coherente dejan este software, donde el sistema operativo debe asegurarse de que las lneas de cach se vacan antes de que una transferencia de salida de DMA sea iniciada y anulada antes de que una parte de la memoria sea afectada por una transferencia entrante de DMA que se haya requerido. El sistema operativo debe asegurarse de que esa parte de memoria no es accedida por cualquier subproceso que se ejecute en ese instante. Este ltimo enfoque introduce cierta sobrecarga a la operacin de DMA, ya que la mayora de hardware requiere un bucle para invalidar cada lnea de cach de forma individual.Los hbridos tambin existen, donde en la cach secundaria L2 es coherente, mientras que en la cach L1 (generalmente la CPU) es gestionado por el software.

TIPOS DE MEMORIASLa memoria es uno de los componentes fundamentales para el correcto funcionamiento de nuestra PC, ya que su existencia permite que la computadora puede arrancar, se procesen los datos, se ejecuten las instrucciones para los distintos programas y dems. Por otro lado, como mencionamos en el artculo sobre memorias RAM, cuanto mayor es la cantidad de memoria que posea una PC, mayor ser el rendimiento y la mejora en la performance del equipo.No obstante, una computadora trabaja con cuatro tipos de memorias diferentes, que sirven para realizar diversas funciones. Estas son la memoria RAM, la memoria ROM, la memoria SRAM o Cach y la memoria Virtual o de Swap.Entre todas ellas, la ms importante es la denominada memoria RAM (Random Access Memory), ya que nuestra computadora no podra funcionar sin su existencia. En la RAM se guarda distinto tipo de informacin, desde los procesos temporales como modificaciones de archivos, hasta las instrucciones que posibilitan la ejecucin de las aplicaciones que tenemos instaladas en nuestra PC. Por tal motivo, es utilizada constantemente por el microprocesador, que accede a ella para buscar o guardar temporalmente informacin referente a los procesos que se realizan en la computadora. Dentro de las memorias RAM existen distintos tipos de tecnologas que se diferencian principalmente por su velocidad de acceso y su forma fsica. Entre ellas encontramos las DRAM, SDRAM, RDRAM, entre otras.Las denominadas DRAM (DynamycRandomAccesMemory) han sido utilizadas en las computadoras desde los primeros aos de la dcada de los 80's, y an en la actualidad continan utilizndose. Se trata de uno de los tipos de memorias ms econmicas, aunque su mayor desventaja est relacionada con la velocidad de proceso, ya que es una de las ms lentas, lo que ha llevado a los fabricantes a modificar su tecnologa para ofrecer un producto mejor. En cuanto al tipo de tecnologa SDRAM, derivada de la primera, comenz a comercializarse a finales de la dcada de los 90's, y gracias a este tipo de memoria se lograron agilizar notablemente los procesos, ya que puede funcionar a la misma velocidad que la motherboard a la que se encuentra incorporada. Por su parte, la tecnologa RDRAM es una de las ms costosas debido a su complejidad de fabricacin, y slo se utilizan en procesadores grandes, tales como los Pentim IV y superiores.Otra de las diferencias entre las distintas memorias RAM se halla en el tipo de mdulo del que se trate, que pueden ser SIMM (Single in line Memory Module), DIMM (DoubleMemory Module) y RIMM (Rambus in line Memory Module), dependiendo de la cantidad de pines que contenga y del tamao fsico del mdulo. Adems de la memoria RAM, las computadoras trabajan con la memoria denominada ROM, Read Only Memory, que como su nombre lo indica se trata de una memoria slo de lectura, ya que la mayora de estas memorias no pueden ser modificadas debido a que no permiten su escritura. La memoria ROM viene incorporada a la motherboard y es utilizada por la PC para dar inicio a la BIOS, lo cual es bsicamente un programa que posee las instrucciones adecuadas para guiar a la computadora durante el arranque. Entre sus funciones, la BIOS comienza con el proceso denominado POST (Power On Self Test) durante el cual inspeccionar todo el sistema para corroborar que todos sus componentes funcionan adecuadamente para dar lugar al arranque. Para ello, la BIOS consulta un registro en el que se halla toda la informacin referente al hardware que tenemos instalado en nuestra PC, para comprobar que todo se encuentre en orden. Dicho registro es denominado CMOS Setup. Si bien mencionamos que en muchos casos la memoria ROM no puede ser modificada, en la actualidad gran cantidad de motherboards incorporan nuevos modelos de ROM que permiten su escritura, para que el usuario pueda realizar cambios en la BIOS con el fin de mejorar su funcionamiento. La diferencia fundamental que existe entre la memoria RAM y la ROM radica en la velocidad, ya que la ROM al tratarse de un tipo de memorial secuencial necesita recorrer todos los datos hasta hallar la informacin que est buscando, mientras que la RAM trabaja de manera aleatoria, lo que hace que acceda a la informacin especfica de manera directa. Este factor hace que la velocidad de la RAM sea notablemente superior. Asimismo, la capacidad de sta es mayor a la de la memoria ROM, y a diferencia de esta ltima, la RAM no viene integrada al motherboard, lo que permite que el usuario pueda expandir la cantidad de memoria RAM de su PC.Otro de los tipos de memoria utilizados por las computadoras es la denominada SRAM, ms conocida como memoria Cach.Tanto el procesador como el disco rgido y la motherboard poseen su propia memoria cach, que bsicamente resguarda distintas direcciones que son utilizadas por la memoria RAM para realizar diferentes funciones, tales como ejecutar programas instalados en la PC. El proceso que realiza la memoria cach es guardar las ubicaciones en el disco que ocupan los programas que han sido ejecutados, para que cuando vuelvan a ser iniciados el acceso a la aplicacin logre ser ms rpido.

BIBLIOGRAFA

La informacin contenida en esta investigacin fue obtenida de:http://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_%28inform%C3%A1tica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Acceso_directo_a_memoriahttp://www.informatica-hoy.com.ar/hardware-pc-desktop/Tipos-de-memorias-de-una-computadora.php