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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIO DE LA COSTA CHICA

INGENIERIA EN TIC`S ARQUTECTURA DE COMPUTADORAS

ING. JULIO CESAR RENDON HERNANDEZ

Concepto En informática, se llama memoria (o, también, almacenamiento) a los dispositivos que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo.

Arquitectura de computadoras

¿En qué consiste la memoria? Un ordenador utiliza la memoria para guardar las instrucciones y los datos temporales que se necesitan para ejecutar las tareas. De esta manera, la unidad central de proceso o CPU puede acceder rápidamente a las instrucciones y a los datos guardados en la memoria.

Entonces podemos decir que las memorias son circuitos electrónicos en forma de Chips, capaces de almacenar datos de manera temporal o permanente.

La memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. Las «celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. El número de celdas varían mucho de computador a computador, y las tecnologías empleadas para la memoria han cambiado bastante; van desde los relés electromecánicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsos acústicos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip. En general, la memoria puede ser reescrita varios millones de veces (memoria RAM); se parece más a una pizarra que a una lápida (memoria ROM que sólo puede ser escrita una vez.

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Jerarquías de las Memorias

CACHE DE INSTRUC.

REGISTROS

CACHE DE NIVEL 2

MEMORIA RAM

CACHE DE DATOS

Aumenta el tamaño Aumenta el costo por Byte y la velocidad de acceso

DISCO DURO

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Jerarquías de las Memorias Diseño implica optimizar la organización del sistema de memoria con el fin de minimizar el tiempo medio de acceso a memoria para una carga de Trabajo típica. O sea, se deben generar varios niveles de memoria, tamaño y velocidadMemoria grande y lenta: almacena instrucciones y datos de programas Memoria rápida y pequeña: almacena el conjunto de instrucciones y datos más utilizado por los programas

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Memorias Tipos de memoria

• En función de la persistencia de datos: persistentes y volátiles. • En función de la naturaleza del medio: electrónicas, magnéticas y ópticas. • En función del tipo de memoria semiconductora: RAM, ROM y PROM.

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Clasificación de las Memorias Existen 3 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

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LA MEMORIA SRAM O CACHE

• Tanto el procesador como el disco rígido y la motherboard poseen su propia memoria caché, que básicamente 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 caché 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 aplicación logre ser más rápido.

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MEMORIA VIRTUAL O SWAP • Este tipo de memoria, que funciona de manera similar a la caché, es creada por Windows o Linux para ser utilizada exclusivamente por el sistema operativo. En el caso de Linux esta denominada memoria swap generalmente está ubicada en una partición diferente del disco, mientras que en el sistema de Microsoft es un archivo dentro del sistema operativo mismo

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MEMORIA VIRTUAL O SWAP • En muchas ocasiones la memoria virtual suele producir ciertos problemas que ocasionan que la PC se cuelgue, ya que este tipo de memoria ha sido creada por el sistema dentro del disco rígido y a veces puede llegar a superar la capacidad de proceso. • En la ejecución de programas mediante la memoria virtual, sólo obtendremos como resultado que nuestra PC se vuelva más lenta, ya que le resta velocidad de proceso al disco rígido.

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• La mejor forma de evitar este inconveniente es expandir la cantidad de memoria RAM de nuestra PC, para que el sistema no necesite de la creación de memoria virtual extra, y por ende relentice los procesos durante nuestro trabajo

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Memorias Rom 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.

1. Rom 2. Prom

3. Eprom 4. EEprom

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TIPOS DE ROM PROM (Programmable 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 Programmable 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.

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Memorias 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.

La memoria

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Páginas lógicas EMS 64 bytes CMOS RAM (286/386/486)

ROM BIOS

1024 kb

Marco de página

896 kb

16 Mb 1088 kb

832 kb

Memoria de video

Superior

Memoria Expandida

4,096 Mb

768 kb 640 kb Convencional

expandida

MEMORIA Shadow RAM (386/486))

Memoria Extendida Memoria alta (HMA)

Extendida

La memoria

Memoria convencional

0 kb

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Las memorias en una PC Mayor velocidad (y costo)

Memoria caché Memoria central Memoria expandida Memoria secundaria Memoria auxiliar

Comparativas entre tipos de memoria

Mayor capacidad

Registros internos

La memoria

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La memoria La frecuencia del reloj se puede incrementar El ancho del bus se puede incrementar

CPU

Memoria RAM

El uso que hace la CPU de la RAM puede optimizarse

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LA MEMORIA CACHE

La memoria

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La memoria

LA MEMORIA CACHE • La caché es una memoria especial de alta velocidad, diseñada para acelerar el procesamiento de instrucciones del microprocesador, el cual, puede acceder a los datos almacenados en caché mucho más rápidamente que a aquellos datos almacenados en la memoria RAM. • A modo de ejemplo, un Pentium a 100 Mhz, tarda 180 nanosegundos en leer un dato de la RAM, mientras que tan sólo tarda 45 nanosegundos en leerlo de la caché.

La memoria

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Los dos niveles de memoria caché El sistema de la memoria caché intenta asegurar que se recogen los datos importantes constantemente de la RAM, de modo que la CPU ( idealmente) nunca debe esperar los datos

Núcleo del procesador

Memoria Caché de datos L1

Memoria Caché L2

Memoria RAM

La memoria

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Los dos niveles de memoria caché

Núcleo del procesador

Memoria Caché de datos L1 Memoria Caché de instrucción L1

Memoria Caché L2

Puente norte

Memoria RAM

Memoria caché L2 • Es mucho mayor que la L1 y unificada del orden de 256kb ó 512 kb. • Su función es leer constantemente cantidades de datos ligeramente mayores de la Memoria RAM , para que estén disponibles para la memoria caché L1.

• En procesadores anteriores , la memoria caché L2 estaba situada fuera del chip: en la placa base, o en un módulo Está incorporada en el núcleo del procesador. Es un fragmento de memoria RAM, que suele ser de 8, 16,32, 64 especial junto a la CPU ó 128 Kbytes, que funciona a la misma frecuencia de reloj (primeros Pentium II) que el resto de la CPU . • Actualmente la caché L2 Por lo tanto la memoria caché L1 forma parte del esta integrada en el procesador. interior del chip Memoria caché L1

Se puede dividir en dos secciones: • L1 para datos • L1 para instrucciones

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La memoria

LA MEMORIA RAM DE TRABAJO

La memoria

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Los tres tipos de Memorias de trabajo más comunes usadas en una PC Tipo de memoria DRAM SDRAM

DDR RAM

Rambus RAM

Num. de contactos

Ancho

Utilización

168

64 bits

Tipo de memoria más antiguo y ligeramente más lento. Utilizado en todos los procesadores. Pronto desaparecerá del mercado.

184

64 bits (128 bits)

184

16 bits (32 bits)

Una versión nueva y más rápida de la memoria SD RAM. Utilizada tanto en Athlon como en el Pentium 4. Memoria RAM avanzada. Sólo se utiliza para Pentium 4 con ciertos chipsets de Intel.