La memoria es un bloque fundamental del computador, cuya misión consiste en
almacenar los datos y las instrucciones. La memoria principal, es el órgano que
almacena los datos e instrucciones de los programas en ejecución.
A veces la memoria principal no tiene la suficiente capacidad para contener
todos los datos e instrucciones, en cuyo caso se precisan otras memorias
auxiliares o secundarias, que funcionan como periféricos del sistema y cuya
información se traspasa a la memoria principal cuando se necesita.
La memoria solo puede realizar dos operaciones básicas: lectura y escritura.
En la lectura, el dispositivo de memoria debe recibir una dirección de la
posición de la que se quiere extraer la información depositada previamente. En
la escritura, además de la dirección, se debe suministrar la información que se
desea grabar.
EVOLUCION DE LAS MEMORIAS
En las calculadoras de la década de los 30 se emplean tarjetas perforadas
como memorias. La dirección de las posiciones quedaba determinada por la
posición de ruedas dentadas. Luego se emplearon relés electromagnéticos.
El computador ENIAC utilizaba, en 1946, válvulas electrónicas de vacío para
construir sus biestables que actuaban como punto de memoria. Además, tenia una
ROM de 4 bits construida a base de resistencias.
Al comienzo de la década de los 50, se usaron las líneas de retardo de
mercurio con 1 Kbit por línea, como memoria. Igualmente se empleo el tubo de
Williams, que tenia una capacidad de 1200 bits y consistía en un tubo de rayos
catódicos con memoria.
En UNIVAC I introdujo en 1951 la primera unidad comercial de banda magnética,
que tenia una capacidad de 1,44 Mbit y una velocidad de 100 pulgadas/s.
El primer computador comercial que uso memoria principal al tambor magnético
fue el IBM 650 en 1954. Dicho tambor giraba a 12500 r.p.m y tenia una capacidad
de 120 Kbits.
En 1953, el Mit dispuso de la primera memoria operativa de ferritas, que fue
muy popular hasta mediados de los años 70.
Fue IBM, en 1968, quien diseño la primera memoria comercial de
semiconductores. Tenia una capacidad de 64 bits.
También, el modelo 350 de IBM en 1956 fue quien utilizo el primer disco con
brazo móvil y cabeza flotante. Su capacidad era de 40 Mbits y su tiempo de
acceso, de 500 ms.
Tecnologías nuevas, como la de burbujas magnéticas, efecto Josephon,
acoplamiento de carga, de tipo óptico y otras, compiten en la actualidad por
desplazar a las memorias de semiconductor basadas en silicio, que ya han
alcanzado capacidades superiores a 1 Mbit en una pastilla con rapidisimo tiempo
de acceso y coste razonable.
MEMORIA RAM
Es la memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory). 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.
Hay dos tipos básicos de RAM:
DRAM (Dynamic RAM), RAM dinámica,
SRAM (Static RAM), RAM estática
Los dos tipos difieren en la tecnología que usan para almacenar los datos. La
RAM dinámica necesita ser refrescada cientos de veces por segundo, mientras que
la RAM estática no necesita ser refrescada tan frecuentemente, lo que la hace
más rápida, pero también más cara que la RAM dinámica. Ambos tipos son
volátiles, lo que significa que pueden perder su contenido cuando se desconecta
la alimentación.
En el lenguaje común, el termino RAM es sinónimo de memoria principal, la
memoria disponible para programas. Se refiere a la memoria RAM tanto como
memoria de lectura y escritura como así a un tipo de memoria volátil.
Tipos de Memoria RAM:
1) DRAM (Dynamic Random Access Memory)
Es la memoria de acceso aleatorio dinámica. Está organizada en direcciones de
memoria (Addresses) que son reemplazadas muchas veces por segundo.
Es la memoria de trabajo, por lo que a mayor cantidad de memoria, más datos
se pueden tener en ella y más aplicaciones pueden estar funcionando
simultáneamente, y por supuesto a mayor cantidad mayor velocidad de proceso,
pues los programas no necesitan buscar los datos continuamente en el disco duro,
el cual es muchísimo más lento.
SRAM (Static Random Access Memory)
Memoria estática de acceso aleatorio es la alternativa a la DRAM. No necesita
tanta electricidad para su refresco y reemplazo de las direcciones y funciona
más rápido porque no está reemplazando constantemente las instrucciones y los
valores almacenados en ella. La desventaja es su altísimo coste comparado con la
DRAM. Puede almacenar y recuperar los datos rápidamente y se conoce normalmente
como MEMORIA CACHE.
3) VRAM (video RAM)
Memoria de propósito especial usada por los adaptadores de vídeo. A
diferencia de la convencional memoria RAM, la VRAM puede ser accedida por
dos diferentes dispositivos de forma simultánea. Esto permite que un monitor
pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de la pantalla al mismo tiempo
que un procesador gráfico suministra nuevos datos. VRAM permite mejores
rendimientos gráficos aunque es más cara que la una RAM normal.
4) SIMM ( Single In Line Memory Module)
Un tipo de encapsulado consistente en una pequeña placa de circuito impreso
que almacena chips de memoria, y que se inserta en un zócalo SIMM en la placa
madre o en la placa de memoria. Los SIMMs son más fáciles de instalar que los
antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos en
bytes en lugar de bits.
5) DIMM (Dual In Line Memory)
Un tipo de encapsulado, consistente en una pequeña placa de circuito impreso
que almacena chips de memoria, que se inserta en un zócalo DIMM en la placa
madre y usa generalmente un conector de 168 contactos.
DIP (Dual In Line Package)
Un tipo de encapsulado consistente en almacenar un chip de memoria en una
caja rectangular con dos filas de pines de conexión en cada lado.
RAM Disk
Se refiere a la RAM que ha sido configurada para simular un disco duro. Se
puede acceder a los ficheros de un RAM disk de la misma forma en la que se
acceden a los de un disco duro. Sin embargo, los RAM disk son aproximadamente
miles de veces más rápidos que los discos duros, y son particularmente útiles
para aplicaciones que precisan de frecuentes accesos a disco.
Dado que están constituidos por RAM normal. los RAM disk pierden su contenido
una vez que la computadora es apagada.
MEMORIA CACHE O RAM CACHE
Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad. Puede
ser tanto un área reservada de la memoria principal como un dispositivo de
almacenamiento de alta velocidad independiente. Hay dos tipos de caché
frecuentemente usados en las computadoras personales: memoria caché y caché de
disco. Una memoria caché, llamada también a veces almacenamiento caché ó RAM
caché, es una parte de memoria RAM estática de alta velocidad (SRAM) más que la
lenta y barata RAM dinámica (DRAM) usada como memoria principal.
La memoria caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a
los mismos datos o instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la
computadora evita acceder a la lenta DRAM.
Cuando un dato es encontrado en el caché, se dice que se ha producido un
impacto (hit), siendo un caché juzgado por su tasa de impactos (hit rate). Los
sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente en
el cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente.
El caché de disco trabaja sobre los mismos principios que la memoria caché,
pero en lugar de usar SRAM de alta velocidad, usa la convencional memoria
principal. Los datos más recientes del disco duro a los que se ha accedido se
almacenan en un buffer de memoria. Cuando el programa necesita acceder a datos
del disco, lo primero que comprueba es la caché del disco para ver si los
datos ya están ahí. La caché de disco puede mejorar drásticamente el
rendimiento de las aplicaciones, dado que acceder a un byte de datos en RAM
puede ser miles de veces más rápido que acceder a un byte del disco duro.
Tipos de Memoria CACHE
De acuerdo con el modo de traducción de las direcciones de memoria principal
a direcciones de memoria cache, estas se clasifican en los siguientes tipos:
De correspondencia directa.
De asociación completa.
De asociación de conjuntos.
De correspondencia vectorizada.
Memoria cache de correspondencia directa.
Se establece una correspondencia entre el bloque K de la memoria principal y
el bloque k, modulo n, de la cache, siendo n el numero de bloques de la memoria
cache.
Este tipo simple y económico, por no requerir comparaciones asociativas en
las búsquedas. De todas formas, en sistemas multiprocesador pueden registrarse
graves contenciones en el caso de que varios bloques de memoria correspondan
concurrentemente en un mismo bloque de la cache.
Una dirección de memoria consta de 3 campos:
Campo de etiqueta.
Campo de bloque.
Campo de palabra.
Memoria asociativa completa
En este modelo se establece una correspondencia entre el bloque k de
la memoria y el bloque j de la cache, en la que j puede tomar
cualquier valor.
No se produce contención de bloques y es muy flexible, pero su implementación
es cara y muy compleja, ya que el modelo se basa completamente en la comparación
asociativa de etiquetas.
Memoria cache de asociación de conjuntos
Se divide la memoria en c conjuntos de n bloques, de forma que
al bloque k de memoria corresponde uno cualquiera de los bloques de la
memoria del conjunto k, modulo c. La búsqueda se realiza
asociativamente por el campo de etiqueta y directamente por el numero del
sector. De este modo se reduce el costo frente al modelo anterior, manteniendo
gran parte de su flexibilidad y velocidad. Es la
Estructura más utilizada.
Memoria cache de correspondencia vectorizada
El modelo divide a la memoria principal y a le cache en n bloques. La
relación se establece de cualquier sector a cualquier sector, siendo marcados
los bloques no referenciados del sector como no validos. Esta estructura también
reduce costos, minimizando el núcleo de etiquetas para la comparación
asociativa.
SDRAM (Synchronous DRAM)
DRAM síncrona, un tipo de memoria RAM dinámica que es casi un 20% más rápida
que la RAM EDO. SDRAM entrelaza dos o más matrices de memoria interna de tal
forma que mientras que se está accediendo a una matriz, la siguiente se está
preparando para el acceso. SDRAM-II es tecnología SDRAM más rápida esperada para
1998. También conocido como DDR DRAM o DDR SDRAM (Double Data Rate DRAM o
SDRAM), permite leer y escribir datos a dos veces la velocidad bús.
FPM (Fats Page Mode)
Memoria en modo paginado, el diseño más común de chips de RAM dinámica. El
acceso a los bits de memoria se realiza por medio de coordenadas, fila y
columna. Antes del modo paginado, era leído pulsando la fila y la columna de las
líneas seleccionadas. Con el modo pagina, la fila se selecciona solo una vez
para todas las columnas (bits) dentro de la fila, dando como resultado un rápido
acceso. La memoria en modo paginado también es llamada memoria de modo Fast Page
o memoria FPM, FPM RAM, FPM DRAM. El término "fast" fué añadido cuando los más
nuevos chips empezaron a correr a 100 nanoseconds e incluso más.
11) EDO (Extended Data Outpout)
Un tipo de chip de RAM dinámica que mejora el rendimiento del modo de memoria
Fast Page alrededor de un 10%. Al ser un subconjunto de Fast Page, puede ser
substituida por chips de modo Fast Page.
Sin embargo, si el controlador de memoria no está diseñado para los más
rápidos chips EDO, el rendimiento será el mismo que en el modo Fast Page.
EDO elimina los estados de espera manteniendo activo el buffer de salida
hasta que comienza el próximo ciclo.
BEDO (Burst EDO)
Es un tipo más rápido de EDO que mejora la velocidad usando un contador de
dirección para las siguientes direcciones y un estado 'pipeline' que solapa las
operaciones.
PB SRAM (Pipeline Burst SRAM)
Se llama 'pipeline' a una categoría de técnicas que proporcionan un proceso
simultáneo, o en paralelo dentro de la computadora, y se refiere a las
operaciones de solapamiento moviendo datos o instrucciones en una 'tubería'
conceptual con todas las fases del 'pipe' procesando simultáneamente. Por
ejemplo, mientras una instrucción se está ejecutando, la computadora está
decodificando la siguiente instrucción. En procesadores vectoriales, pueden
procesarse simultáneamente varios pasos de operaciones de coma flotante
La PB SRAM trabaja de esta forma y se mueve en velocidades de entre 4 y 8
nanosegundos.
TAG RAM
Este tipo de memoria almacena las direcciones de cualquier dato de memoria
DRAM que hay en la memoria caché. Si el procesador encuentra una dirección en la
TAG RAM, va a buscar los datos directamente a la caché, si no, va a buscarlos
directamente a la memoria principal.
Cuando se habla de la CACHEABLE MEMORY en las placas para Pentium con los
chipsets 430FX, 430VX, 430HX y 430TX de Intel, nos referimos a la cantidad de
TAG RAM, es decir, la cantidad de datos de memoria que se pueden almacenar en la
caché. Una de las desventajas del chipset 430TX frente al chipset 430HX es que
solo se pueden almacenar los datos de 64 MB de memoria RAM, con lo cual, en
ciertos casos, en las placas con este chipset se produce un descenso del
rendimiento de memoria al tener instalados más de 64 MB de memoria RAM en el
equipo. Por ello, a pesar de la modernidad del diseño, en los servidores o las
estaciones gráficas quizás sería más conveniente utilizar una placa base con el
chipset 430HX de Intel.
MEMORIA ROM
Estas letras son las siglas de Read Only Memory (memoria de solo lectura) y
eso es exactamente lo que es, una memoria que se graba en el proceso de
fabricación con una información que está ahí para siempre, para lo bueno y lo
malo. No podemos escribir en ella pero podemos leer cada posición la veces que
queramos. Se trata de la memoria interna de la máquina, que el procesador lee
para averiguar el qué, el cuándo y el cómo de una multitud de tareas diferentes;
por ejemplo: lee las diversas instrucciones binarias que se necesitan cada vez
que se teclea un carácter por el teclado, o cada vez que se tiene que presentar
algo en pantalla.
En la ROM está almacenado también el programa interno que nos ofrece la
posibilidad de hablar con el ordenador en un lenguaje muy similar al inglés sin
tener que rompernos la cabeza con el lenguaje de máquina (binario). Todas estas
cosas suman tanta información que es muy probable que la memoria ROM de un
ordenador tenga una capacidad de 8K a 16K, un número suficientemente grande para
que este justificado asombrarse ante la cantidad de información necesaria para
llenar tal cantidad de posiciones, especialmente cuando sabemos que los
programas ROM están escritos por expertos en ahorrar memoria. Ello sirve para
poner de manifiesto la gran cantidad de cosas que pasan en el interior de un
ordenador cuando éste está activo.
La memoria ROM presenta algunas variaciones: las memorias PROM, EPROM y
EEPROM.
MEMORIA PROM
Para este tipo de memoria basta decir que es un tipo de memoria ROM que se
puede programar mediante un proceso especial, posteriormente a la fabricación.
PROM viene de PROGRAMABLE READ ONLY MEMORY (memoria programable de
solo lectura ).Es un dispositivo de almacenamiento solo de lectura que se puede
reprogramar después de su manufactura por medio de equipo externo . Los PROM son
generalmente pastillas de circuitos integrados.
Características principales de rom y prom:
-
Solo permiten la lectura.
-
Son de acceso aleatorio
-
Son permanentes o no volátiles: la información no puede borrarse
-
Tienen un ancho de palabra de 8 bits, con salida triestado.
MEMORIA EPROM
La memoria EPROM ( la E viene de ERASABLE -borrable-) es una ROM que
se puede borrar totalmente y luego reprogramarse, aunque en condiciones
limitadas. Las EPROM son mucho más económicas que las PROM porque pueden
reutilizarse.
MEMORIA EEPROM
Aún mejores que las EPROM son las EEPROM ( EPROM eléctricamente
borrables) también llamadas EAROM (ROM eléctricamente alterables), que
pueden borrarse mediante impulsos eléctricos, sin necesidad de que las
introduzcan en un receptáculo especial para exponerlos a luz ultravioleta.
Las ROM difieren de las memorias RAM en que el tiempo necesario para grabar o
borrar un byte es cientos de veces mayor, a pesar de que los tiempos de lectura
son muy similares.
Características principales de este tipo de memorias:
-
Solo permiten la lectura.
-
Son de tipo no volátil, aunque pueden borrarse.
-
Son de acceso aleatorio.
-
Tienen un ancho de palabra de 8 bits, con salida triestado
¿Pero entonces qué es la Teoría del
Caos?, podríamos decir que la Teoría del Caos es
todo lo anterior y mucho mas. Es encontrar el orden en el
desorden y constituye el principal afán de quienes, en los
diversos campos de la ciencia,
adoptan esta nueva perspectiva. Por ejemplo en la geometria
moderna surgen figuras "caóticamente raras y bellas" como
resultado de modelos
recursivos que generan comportamientos impredecibles, sin embargo
estos conservan un cierto orden. Estas formas son conocidas como
fractales.
