MEMORIAS. Arquitectura de Computadoras. (Conceptos Introductorios) M. C. Felipe Santiago Espinosa

Transcripción

1 MEMORIAS Arquitectura de Computadoras (Conceptos Introductorios) M. C. Felipe Santiago Espinosa Junio

2 Memorias Introducción Una memoria es un dispositivo capaz de almacenar información. Operaciones: Escritura: Introducir información en una posición determinada de la memoria Lectura: Obtener información existente en una posición determinada de la memoria Palabra de memoria Unidad de almacenamiento típica. Contienen números binarios. La capacidad es el número de palabras. El tamaño de una memoria se da en bytes. Direcciones de memoria Cada palabra se identifica por un número que llamamos dirección. Si el número de bits en el bus de las direcciones es B, el espacio direccionable es D = 2 B. 2

3 Memorias Parámetros básicos de las memorias Capacidad Velocidad Tiempo de acceso: tiempo que pasa desde que empieza un operación de lectura o de escritura hasta que concluye. Tiempo de ciclo: tiempo que pasa desde que comienza una operación de lectura o de escritura hasta que se pueda empezar con la siguiente. Velocidad de ciclo: número de palabras que se pueden leer o escribir por unidad de tiempo. Costo Medido en pesos/bit o pesos/byte Ideal: Memorias grandes, muy rápidas y muy baratas. 3

4 Memorias Tipos de memoria En función de la persistencia de datos: persistentes y volátiles. En función de la naturaleza del medio de almacenamiento: electrónicas (semiconductora), magnéticas y ópticas. Tipos de memoria semiconductora: RAM, ROM y PROM. 4

5 Jerarquía de Memoria en una PC Una PC utiliza memoria RAM para acceder rápido a la información. El disco es más lento, pero es necesario porque la información en la RAM no es permanente. Los datos vienen de los dispositivos de entrada (ej. teclado), o del disco. Siempre van a parar a la RAM del sistema. La CPU almacena en la caché los fragmentos de información a los que accede. La CPU mantiene en los registros información para las instrucciones que ejecuta. 5

6 Jerarquía en las memorias 6

7 Memoria en USO La Computadora utiliza la memoria constantemente: Al arrancar la CPU lee una ROM con instrucciones para hacer un test de memoria y asegurarse de que funciona correctamente. En la ROM está también la BIOS (basic input/output system) que contiene información básica sobre los discos, la secuencia de arranque, seguridad, Plug and Play (reconocimiento automático de dispositivos), etc... A continuación la CPU carga el sistema operativo en la RAM desde el disco. Cuando se ejecuta una aplicación, ésta se carga en memoria RAM. Los archivos que se abran desde la aplicación, se cargan en memoria. Cuando se graba un archivo o cuando se cierra una aplicación, se libera espacio de la memoria. 7

8 Memoria en USO Cada vez que algo de la computadora es abierto, se carga en memoria. Esto significa que la computadora lo pone en un área de almacenamiento temporal para que la CPU acceda a ello más rápido. La CPU pide los datos a la RAM, los procesa, y escribe nuevos datos en la RAM en un ciclo continuo. (millones de veces por segundo) Si los cambios no se guardan en un área de almacenamiento persistente antes de ser liberados, se pierden. 8

9 Tipos de memoria en una PC Las CPU son rápidas y necesitan un acceso rápido a la información. Si no tiene los datos que necesita se para y espera. No se explotaría su rendimiento al máximo. Actualmente la velocidad de una CPU está en el orden de giga Hertz, podría procesar billones de bytes por segundo. Las memorias más rápidas son muy caras. El problema se resuelve diversificando el tipo de memorias: pequeñas memorias muy caras, y grandes memorias baratas. 9

10 Memoria caché en una PC Una pequeña cantidad de memoria llamada caché primaria o de nivel 1, está dentro de la CPU (entre 2 KB y 64 KB ). La caché secundaria o de nivel 2 está en un chip fuera de la CPU, con conexión directa con la CPU (entre 256 KB y 2 MB). En la mayoría de los sistemas, los datos necesarios por la CPU están en la caché (95%), lo que reduce mucho el tiempo perdido por la CPU. 10