MEMORIA INTERNA Transistor El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor (resistencia de transferencia). Los transistores son componentes esenciales para nuestra civilización porque toda la electrónica moderna los utiliza, ya sea en forma individual (discreta) como también formando parte de circuitos integrados, analógicos o digitales, de todo tipo: microprocesadores, controladores de motores eléctricos, procesadores de señal, reguladores de voltaje, etc. Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los enseres domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadores, reproductores de audio y vídeo, hornos de microondas, lavarropas automáticos, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorecentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, etc. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/transistor Memoria El término memoria identifica el almacenaje de datos que viene en forma chips, y el almacenaje de la palabra se utiliza para la memoria que existe en las cintas o los discos. Por otra parte, el término memoria se utiliza generalmente como taquigrafía para la memoria física, que refiere a los chips reales capaces de llevar a cabo datos. Algunos ordenadores también utilizan la memoria virtual, que amplía memoria física sobre un disco duro. Cada ordenador viene con cierta cantidad de memoria física, referida generalmente como memoria principal o RAM. Se puede pensar en memoria principal como arreglo de celdas de memoria, cada una de los cuales puede llevar a cabo un solo byte de información. Un ordenador que tiene 1 megabyte de la memoria, por lo tanto, puede llevar a cabo cerca de 1 millón de bytes (o caracteres) de la información. La memoria funciona de manera similar a un juego de cubículos divididos usados para clasificar la correspondencia en la oficina postal. A cada bit de datos se asigna una dirección. Cada dirección corresponde a un cubículo (ubicación) en la memoria. Para guardar información en la memoria, el procesador primero envía la dirección para los datos. El controlador de memoria encuentra el cubículo adecuado y luego el procesador envía los datos a escribir.
Para leer la memoria, el procesador envía la dirección para los datos requeridos. De inmediato, el controlador de la memoria encuentra los bits de información contenidos en el cubículo adecuado y los envía al bus de datos del procesador. Hay varios tipos de memoria: RAM (memoria de acceso aleatorio): Éste es igual que memoria principal. Cuando es utilizada por sí misma, el término RAM se refiere a memoria de lectura y escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM. Esto está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos leídos. La mayoría de la RAM es volátil, que significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se pierden. ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad pequeña de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir. PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un chip de memoria en la cual usted puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM, usted no puede reusarlo para salvar algo más. Como las ROM, los PROMS son permanentes. EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un EPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a la luz ultravioleta. EEPROM (eléctricamente memoria inalterable programable borrable): Un EEPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a una carga eléctrica. La memorización consiste en la capacidad de registrar sea una cadena de caracteres o de instrucciones (programa) y tanto volver a incorporarlo en determinado proceso como ejecutarlo bajo ciertas circunstancias. 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.
Es una memoria dinámica, lo que indica la necesidad de "recordar" los datos a la memoria cada pequeños periodos de tiempo, para impedir que esta pierda la información. Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la alimentación, la memoria pierde todos los datos. "Random Access", acceso aleatorio, indica que cada posición de memoria puede ser leída o escrita en cualquier orden. Lo contrario seria el acceso secuencial, en el cual los datos tienen que ser leídos o escritos en un orden predeterminado. Es preciso considerar que a cada BIT de la memoria le corresponde un pequeño condensador al que le aplicamos una pequeña carga eléctrica y que mantienen durante un tiempo en función de la constante de descarga. Generalmente el refresco de memoria se realiza cíclicamente y cuando esta trabajando el DMA. El refresco de la memoria en modo normal esta a cargo del controlador del canal que también cumple la función de optimizar el tiempo requerido para la operación del refresco. Posiblemente, en más de una ocasión en el ordenador aparecen errores de en la memoria debido a que las memorias que se están utilizando son de una velocidad inadecuada que se descargan antes de poder ser refrescadas. Las posiciones de memoria están organizadas en filas y en columnas. Cuando se quiere acceder a la RAM se debe empezar especificando la fila, después la columna y por último se debe indicar si deseamos escribir o leer en esa posición. En ese momento la RAM coloca los datos de esa posición en la salida, si el acceso es de lectura o coge los datos y los almacena en la posición seleccionada, si el acceso es de escritura. La cantidad de memoria RAM de nuestro sistema afecta notablemente a las prestaciones, fundamentalmente cuando se emplean sistemas operativos actuales. En general, y sobretodo cuando se ejecutan múltiples aplicaciones, puede que la demanda de memoria sea superior a la realmente existente, con lo que el sistema operativo fuerza al procesador a simular dicha memoria con el disco duro (memoria virtual). Una buena inversión para aumentar las prestaciones será por tanto poner la mayor cantidad de RAM posible, con lo que minimizaremos los accesos al disco duro. Los sistemas avanzados emplean RAM entrelazada, que reduce los tiempos de acceso mediante la segmentación de la memoria del sistema en dos bancos coordinados. Durante una solicitud particular, un banco suministra la información al procesador, mientras que el otro prepara datos para el siguiente ciclo; en el siguiente acceso, se intercambian los papeles. Los módulos habituales que se encuentran en el mercado, tienen unos tiempos de acceso de 60 y 70 ns (aquellos de tiempos superiores deben ser desechados por lentos). Es conveniente que todos los bancos de memoria estén constituidos por módulos con el mismo tiempo de acceso y a ser posible de 60 ns. Hay que tener en cuenta que el bus de datos del procesador debe coincidir con el de la memoria, y en el caso de que no sea así, esta se organizará en bancos, habiendo de tener cada banco la cantidad necesaria de módulos hasta llegar al ancho buscado. Por tanto, el ordenador sólo trabaja con bancos completos, y éstos sólo pueden componerse de módulos del mismo tipo y capacidad. Como existen restricciones a la hora de colocar los módulos, hay que tener en cuenta que no siempre podemos alcanzar todas las configuraciones de memoria. Tenemos que rellenar siempre el banco primero y después el banco número dos, pero siempre rellenando los dos zócalos de cada banco (en el caso de que tengamos dos) con el mismo tipo de memoria. Combinando diferentes tamaños en cada banco podremos poner la cantidad de memoria que deseemos.
Tipos de memorias 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. 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). Para acceder a este tipo de memoria se debe especificar la fila (página) y seguidamente la columna. Para los sucesivos accesos de la misma fila sólo es necesario especificar la columna, quedando la columna seleccionada desde el primer acceso. Esto hace que el tiempo de acceso en la misma fila (página) sea mucho más rápido. Era el tipo de memoria normal en los ordenadores 386, 486 y los primeros Pentium y llegó a alcanzar velocidades de hasta 60 ns. Se presentaba en módulos SIMM de 30 contactos (16 bits) para los 386 y 486 y en módulos de 72 contactos (32 bits) para las últimas placas 486 y las placas para Pentium. 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. La ventaja de la memoria EDO es que mantiene los datos en la salida hasta el siguiente acceso a memoria. Esto permite al procesador ocuparse de otras tareas sin tener que atender a la lenta memoria. Esto es, el procesador selecciona la posición de memoria, realiza otras tareas y cuando vuelva a consultar la DRAM los datos en la salida seguirán siendo válidos. Se presenta en módulos SIMM de 72 contactos (32 bits) y módulos DIMM de 168 contactos (64 bits). 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.
La memoria EDO está pensada para funcionar a una velocidad máxima de BUS de 66 Mhz, llegando a alcanzar 75MHz y 83 MHz. Sin embargo, la memoria SDRAM puede aceptar velocidades de BUS de hasta 100 MHz, lo que dice mucho a favor de su estabilidad y ha llegado a alcanzar velocidades de 10 ns. Se presenta en módulos DIMM de 168 contactos (64 bits). El ser una memoria de 64 bits, implica que no es necesario instalar los módulos por parejas de módulos de igual tamaño, velocidad y marca 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. La memoria FPM (Fast Page Mode) y la memoria EDO también se utilizan en tarjetas gráficas, pero existen además otros tipos de memoria DRAM, pero que SÓLO de utilizan en TARJETAS GRÁFICAS, y son los siguientes: MDRAM (Multibank DRAM) Es increíblemente rápida, con transferencias de hasta 1 GIGA/s, pero su coste también es muy elevado.
SGRAM (Synchronous Graphic RAM) Ofrece las sorprendentes capacidades de la memoria SDRAM para las tarjetas gráficas. Es el tipo de memoria más popular en las nuevas tarjetas gráficas aceleradoras 3D. VRAM Es como la memoria RAM normal, pero puede ser accedida al mismo tiempo por el monitor y por el procesador de la tarjeta gráfica, para suavizar la presentación gráfica en pantalla, es decir, se puede leer y escribir en ella al mismo tiempo. WRAM (Window RAM) Permite leer y escribir información de la memoria al mismo tiempo, como en la VRAM, pero está optimizada para la presentación de un gran número de colores y para altas resoluciones de pantalla. Es un poco más económica que la anterior. Para procesadores lentos, por ejemplo el 486, la memoria FPM era suficiente. Con procesadores más rápidos, como los Pentium de primera generación, se utilizaban memorias EDO. Con los últimos procesadores Pentium de segunda y tercera generación, la memoria SDRAM es la mejor solución. La memoria más exigente es la PC100 (SDRAM a 100 MHz), necesaria para montar un AMD K6-2 o un Pentium a 350 MHz o más. Va a 100 MHz en vez de los 66 MHZ usuales. La memoria ROM se caracteriza porque solamente puede ser leída (ROM=Read Only Memory). Alberga una información esencial para el funcionamiento del computador, que por lo tanto no puede ser modificada porque ello haría imposible la continuidad de ese funcionamiento. ROM, siglas para la memoria inalterable, memoria de computadora en la cual se han grabado de antemano los datos. Una vez que los datos se hayan escrito sobre un chip ROM, no pueden ser quitados y pueden ser leídos solamente. Distinto de la memoria principal (RAM), la ROM conserva su contenido incluso cuando el ordenador se apaga. ROM se refiere como siendo permanente, mientras que la RAM es volátil. La mayoría de los ordenadores personales contienen una cantidad pequeña de ROM que salve programas críticos tales como el programa que inicia el ordenador. Además, las ROM se utilizan extensivamente en calculadoras y dispositivos periféricos tales como impresoras láser, cuyas fuentes se salvan a menudo en las ROM. Una variación de una ROM es un PROM (memoria inalterable programable). PROM son manufacturados como chips en blanco en los cuales los datos pueden ser escritos con dispositivo llamado programador de PROM. La unidad de memoria Los registros de un computador digital pueden ser clasificados del tipo operacional o de almacenamiento. Un circuito operacional es capaz de acumular información binaria en sus flip-flops y además tiene compuertas combinacionales capaces de realizar tare as de procesamiento de datos. Un registro de almacenamiento se usa solamente para el almacenamiento temporal de la información binaria. Esta informaci6n no puede ser alterada cuando se transfiere hacia adentro y afuera del registro. Una unidad de memoria es una colección de registros de almacenamiento conjuntamente con los circuitos asociados necesarios par a transferir información hacia adentro y afuera de los registros. Los registros de almacenamiento en una unidad de memoria se llaman registros de memoria.
La mayoría de los registros en un computador digital son registros de memoria, a los cuales se transfiere la informaci6n para almacenamiento y se encuentran pocos registros operacionales en la unidad procesadora. Cuando se lleva a cabo el procesamiento de datos, la información de los registros seleccionados en la unidad de memoria se transfiere primero a los registros operacionales en la unidad procesadora. Los resultados intermedios y finales que se obtienen en los registros operacionales se transfieren de nuevo a los registros de memoria seleccionados. De manera similar, la informaci6n binaria recibida de los elementos de entrada se almacena primero en los registros de memoria. La información transferida a los elementos de salida se toma de los registros en la unidad de memoria. El componente que forma las celdas binarias de los registros en una unidad de memoria debe tener ciertas propiedades básicas, de las cuales las más importantes son: 1. debe tener una propiedad dependiente de dos estados par a la representación binaria. 2. debe ser pequeño en tamaño. 3. el costo por bit de almacenamiento debe ser lo mas bajo posible. 4. el tiempo de acceso al registro de memoria debe ser razonablemente rápido. Ejemplos de componentes de unidad de memoria son los núcleos magnéticos los CI semiconductores y las superficies magnéticas de las cintas, tambores y discos. Una unidad de memoria almacena información binaria en grupos llamados palabras, cada palabra se almacena en un registro de memoria. Una palabra en la memoria es una entidad de n bits que se mueven hacia adentro y afuera del almacenamiento como una unidad. Una palabra de memoria puede representar un operando, una instrucción, o un grupo de caracteres alfanuméricos o cualquier información codificada binariamente. La comunicación entre una unidad de memoria y lo que la rodea se logra por medio de dos señales de control y dos registros externos. Las señales de control especifican la dirección de la trasferencia requerida, esto es, cuando una palabra debe ser acumulada en un registro de memoria o cuando una palabra almacenada previamente debe ser transferida hacia afuera del registro de memoria. Un registro externo especifica el registro de memoria particular escogido entre los miles disponibles; el otro especifica la configuración e bits particular de la palabra en cuestión. El registro de direcciones de memoria especifica la palabra de memoria seleccionada. A cada palabra en la memoria se le asigna un número de identificaci6n comenzando desde 0 hasta el número máximo de palabras disponible. Par a comunicarse con una palabra de memoria especifica, su número de localización o dirección se transfiere al registro de direcciones. Los circuitos internos de la unidad de memoria aceptan esta dirección del registro y abren los caminos necesarios par a seleccionar la palabra buscar. Un registro de dirección con n bits puede especificar hasta 2n palabras de memoria. Las unidades de memoria del computador pueden tener un rango entre 1.024 palabras que necesitan un registro de direcciones de bits, hasta 1.048.576= 22" palabras que necesitan un registro de direcciones de 20 bits. Las dos señales de control aplicadas a la unidad de memoria se llaman lectura y escritura. Una señal de escritura especifica una función de transferencia entrante; una señal de lectura específica, una función de trasferencia saliente. Cada una es referenciada por la unidad de memoria.
Después de aceptar una de las señales, los circuitos de control interno dentro de la unidad de memoria suministran la funci6n deseada. Cierto tipo de unidades de almacenamiento, debido a las características de sus componentes, destruyen la informaci6n almacenada en una celda cuando se lea el bit de ella. Este tipo de unidad se dice que es una memoria de lectura destructible en oposici6n a una memoria no destructible donde la informaci6n permanece en la celda después de haberse leído. En cada caso, la informaci6n primaria se destruye cuando se escribe la nueva informaci6n. La secuencia del control interno en una memoria de lectura destructible debe proveer señales de control que puedan causar que la palabra sea restaurada en sus celdas binarias si la aplicaci6n requiere de una funci6n no destructiva. La informaci6n transferida hacia adentro y afuera de los registros en la memoria y al ambiente externo, se comunica a través de un registro comúnmente llamado (buffer register) registro separador de memoria (otros nombres son registro de información y registro de almacenamiento). Cuando la unidad de memoria recibe una señal de control de escritura, el control interno interpreta el contenido del registro separador como la configuraci6n de bits de la palabra que se va a almacenar en un registro de memoria. Con una señal de control de lectura, el control interno envía la palabra del registro de memoria al registro separador. En cada caso el contenido del registro de direcciones especifica el registro de memoria particular referenciado para escritura o lectura. Por medio de un ejemplo se puede resumir las características de trasferencia de informaci6n de una unidad de memoria. Considérese una unidad de memoria de 1.024 palabras con 8 bits por palabra. Par a especificar 1.024 palabras, se necesita una direcci6n de 10 bits, ya que 21 = 1.024. Por tanto, el registro de direcciones debe contener diez flipflops. El registro separador debe tener ocho flip-flops para almacenar los contenidos de las palabras transferidas hacia dentro y afuera de la memoria. La unidad de memoria tiene 1.024 registros con números asignados desde 0 hasta 1.023. La secuencia de operaciones necesarias par a comunicarse con la unidad de memoria par a prop6sitos de transferir una palabra hacia afuera dirigida al BR es: 1. Transferir los bits de direcci6n de la palabra seleccionada al AR. 2. Activar la entrada de control de lectura. La secuencia de operaciones necesarias par a almacenar una nueva palabra a la memoria es: 1. Transferir los bits de direcci6n de la palabra seleccionada al MAR. 2. Transferir los bits de datos de la palabra al MBR. 3. Activar la entrada de control de escritura. En algunos casos, se asume una unidad de memoria con la propiedad de lectura no destructiva. Tales memorias pueden ser construidas con CI semiconductores. Ellas retienen la informaci6n en el registro de memoria cuando el registro se catea durante el proceso de lectura de manera que no ocurre pérdida de informaci6n. Otro componente usado comúnmente en las unidades de memoria es el núcleo magnético. Un núcleo magnético tiene la característica de tener lecturas destructivas, es decir, pierde la informaci6n binaria almacenada durante el proceso de lectura. Debido a la propiedad de lectura destructiva, una memoria de núcleos magnéticos debe tener funciones de control adicionales par a reponer la palabra al registro de memoria. Una señal de control de lectura aplicada a una memoria de núcleos magnéticos transfiere el contenido de la palabra direccionada a un registro externo y al mismo tiempo se borra el registro de memoria. La secuencia de control interno en
una memoria de núcleos magnéticos suministra entonces señales apropiadas par a causar la recuperaci6n de la palabra en el registro de memoria. La trasferencia de informaci6n de una memoria de núcleos magnéticos durante una operación. Una operación de lectura destructiva transfiere la palabra seleccionada al MBR pero deja el registro de memoria con puros ceros. La operación de memoria normal requiere que el contenido de la palabra seleccionada permanezca en la memoria después de la operación de lectura. Por tanto, es necesario pasar por una operación de recuperación que escribe el valor del MBR en el registro de memoria seleccionada. Durante la operación de recuperaci6n, los contenidos del MAR y el MBR deben permanecer in variables. Una entrada de control de escritura aplicada a una memoria de núcleos magnéticos causa una trasferencia de información. Para transferir la nueva información a un registro seleccionado, se debe primero borrar la información anterior borrando todos los bits de la palabra a 0. Después de hacer lo anterior, el contenido del MBR se puede transferir a la palabra seleccionada. El MAR no debe cambiar durante la operación para asegurar que la misma palabra seleccionada que se ha borrado es aquella que recibe la nueva información. Una memoria de núcleo magnético requiere dos medios ciclos par a leer o escribir. El tiempo que se toma la memoria par a cubrir los dos medios ciclos se llama tiempo de un ciclo de memoria. El modo de acceso de un sistema de memoria se determina por el tipo de componentes usados. En una memoria de acceso aleatorio, se debe pensar que los registros están separados en el espacio, con cada registro ocupando un lugar espacial particular en una memoria de núcleos magnéticos. En una memoria de acceso secuencial, la informaci6n almacenada en algún medio no es accesible inmediatamente pero se obtiene solamente en ciertos intervalos de tiempo. Una unidad de cinta magnética es de este tipo. Cada lugar de la memoria pasa por las cabezas de lectura y escritura a la vez pero la información se lee solamente cuando se ha logrado la palabra solicitada. El tiempo de acceso de una memoria es el tiempo requerido par a seleccionar una palabra o en la lectura o en la escritura. En una memoria de acceso aleatorio, el tiempo de acceso es siempre el mismo a pesar del lugar en el espacio particular de la palabra. En una memoria secuencial, el tiempo de acceso depende de la posici6n de la palabra en el tiempo que se solicita. Si la palabra esta justamente emergiendo del almacenamiento en el tiempo que se solicita, el tiempo de acceso es justamente el tiempo necesario par a leerla o escribirla. Pero, si la palabra por alguna razón esta en la última posición, el tiempo de acceso incluye también el tiempo requerido para que todas las otras palabras se muevan pasando por los terminales. Así, el tiempo de acceso a una memoria secuencial es variable. Las unidades de memoria cuyos componentes pierden información almacenada con el tiempo o cuando se corta el suministro de energía, se dice que son volátiles. Una unidad de memoria de semiconductores es de esta categoría ya que sus celdas binarias necesitan potencia externa par a mantener las señales necesarias. En contraste, una unidad de memoria no volátil, tal como un núcleo magnético o un disco magnético, retiene la información almacenada una vez que se hay a cortado el suministro de energía. Esto es debido a que la información acumulada en los componentes magnéticos se manifiestan por la dirección de magnetización, la oval se retiene cuando se corta la energía. Una propiedad no volátil es deseable en los computadores digitales porque muchos programas útiles se dejan permanentemente en
la unidad de memoria. Cuando se corte el suministro de energía y luego se suministre, los programas almacenados previamente y otra información no se pierden pero continúan acumulados en la memoria. Memoria Caché Funcionalmente, la memoria caché es igual a la memoria principal. Sin embargo, físicamente en la computadora es un componente distinto. Se puede definir como una memoria rapida y pequeña, situada entre la memoria principal y el procesador, especialmente diseñada para contener información que se utiliza con frecuencia en un proceso con el fin de evitar accesos a otras memorias (principal), reduciendo considerablemente el tiempo de acceso al ser más rápida que el resto de la memoria principal. Cuando el procesador lee datos o los almacena en la memoria principal, los datos también se almacenan en la memoria caché. Si el microprocesador los necesita de nuevo, los lee de la caché y no de la principal. Al ser ésta muy rápida la velocidad se incrementa considerablemente. La cantidad de memoria caché en una computadora que disponga de esta memoria es bastante menor que la cantidad de memoria principal (no caché), y además la caché es bastante más cara. Lo principal es acelerar la computadora a un bajo costo. El Caché facilita a la computadora ejecutar tareas más fácilmente. Para entender lo básico del Caché, hagámoslo con un ejemplo muy sencillo, donde interviene un bibliotecario. Imaginemos que el bibliotecario está detrás del mostrador. Su función es proporcionar los libros que se le piden. Para hacer más sencilla la explicación digamos que un usuario no puede tomar los libros por si solo: se le deben pedir al bibliotecario, mismo que buscará en todos los estantes relacionados con lo que queremos. Supongamos ahora que el bibliotecario no posee un caché. Llega el primer usuario y pide un libro de Historia Universal. El bibliotecario va hacia los estantes, toma el libro, regresa al mostrador y le da el libro al usuario. Cuando el usuario lo devuelve, el bibliotecario lo deposita en el estante. Regresa al mostrador y atiende al siguiente usuario. Digamos que el próximo lector pide el mismo libro de Historia Universal. El bibliotecario debe repetir el proceso. Existirá alguna manera en la cual el bibliotecario no invierta tanto tiempo y pueda proporcionar los libros más populares rápidamente? En efecto, hay una forma. Debemos ponerle un caché al bibliotecario. Por ejemplo, que tuviese una mochila en la espalda en donde pudiese guardar 10 libros, los más populares. Con este nuevo concepto, al iniciar el día el bibliotecario tiene la mochila vacía. El primer cliente llega y pide el libro de Historia Universal. Todo sigue igual: el bibliotecario va a los estantes, toma el libro y se lo da al lector. Ahora el lector lo devuelve. Pero la historia cambia. En lugar de que el bibliotecario lo ponga en un estante, lo coloca en su mochila y espera al siguiente lector (claro, si tiene espacio diaponible en la mochila). Otro lector llega y pide el mismo libro. Ahora el bibliotecario lo busca en su mochila y lo tiene a la mano, dándoselo de inmediato al usuario. Y qué pasa si el siguiente usuario pide un libro que no está en el caché (la mochila)? En este caso el bibliotecario sería menos eficiente con un caché que si él, ya que le toma tiempo verificar que no trae el libro en la mochila. Sin embargo, uno de los retos en el diseño de chachés es que no sean tan grandes
de forma que no impacten el funcionamiento del equipo. SI el bibliotecario tiene un caché de 10 libros será muy rápida la localización, pero si el caché fuera de 200 libros, eso equivale a buscar en una pequeña biblioteca. Con el ejemplo anterior se pueden detectar varios detalles de la memoria Caché. 1. La tecnología Caché es usar un tipo de memoria más rápida pero más pequeña, para acelerar el acceso a una mayor memoria que es más lenta. 2. Cuando se usa un caché se debe verificar si lo que se pide está en el caché. Si la búsqueda es positiva, entonces se acelaran muchos procesos de la computadora. Si la respuesta es negativa, entonces se debe buscar en todo el espacio disponible. 3. Todo Caché es mucho menor en tamaño que la memoria a la cual acelera. 4. Puede haber múltiples capas de caché. En el ejemplo usado la mochila del bibliotecario es caché de primer nivel. Un segundo nivel sería un estante con los 100 textos más pedidos. 5. Existen cachés para memoria RAM, discos duros y otros dispositivos de almacenamiento, como las cintas. 6. La consulta de información en Internet, por ejemplo, es almacenada en un caché, que consiste en copias de las páginas WWW que se han visitado. Si el caché es muy grande se tiene la ventaja de no bajar toda la información de una página visitada continuamente, porque mucho de su contenido reside aún en la computadora local. Sin embargo, tiene un efecto contrario, y es que si el caché es tan grande y se visita una página nueva, el sistema puede tardar mucho en buscarla en su caché, para de todas formas tener que bajarla del servidor remoto. MICROPROCESADOR MEMORIA TÍPICA NOTAS 386 DRAM o FPM en módulos SIMM de 30 contactos, de unos 100 u 80 ns 486 lentos FPM en módulos SIMM de 30 contactos, de 80 ó 70 ns Memoria difícil de encontrar, actualización poco interesante Típico de DX-33 o velocidades inferiores 486 rápidos Pentium lentos FPM en módulos SIMM de 72 contactos, de 70 ó 60 ns, a veces junto a módulos de 30 contactos Típico de DX2-66 o superiores y Pentium 60 ó 66 MHz Pentium FPM o EDO en módulos SIMM de 72 contactos, de 70 ó 60 ns Pentium MMX AMD K6 Celeron Pentium II hasta 350 MHz EDO en módulos SIMM de 72 contactos, de 60 ó 50 ns SDRAM de 66 MHz en módulos DIMM de 168 contactos, de menos de 20 ns Suelen admitir también PC100 o PC133; también en algunos K6-2
Pentium II 350 MHz o más Pentium III AMD K6-2 AMD K6-III AMD K7 Athlon Pentium III Coppermine (de 533 MHz o más) AMD K7 Athlon AMD Duron SDRAM de 100 MHz (PC100) en módulos DIMM de 168 contactos, de menos de 10 ns SDRAM de 133 MHz (PC133) en módulos DIMM de 168 contactos, de menos de 8 Aún muy utilizada; suelen admitir también PC133