memoria

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGOESCUELA DE INGENERIA DE COMPUTACION Y SISTEMAS

ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA DE COMPUTADORASINFORMACION CLARA Y PRECISA PARA PRIMER EXAMEN PARCIAL

ING.LUCIO CARRANZA MEDINA PROFESOR DEL CURSO

Unidad de Memoria

Unidad de Memoria: conjunto de celdas de almacenamiento junto con los circuitos asociados que se necesitan para meter y sacar la información del almacenamiento.

Palabra: un grupo de bits que representa información binaria (un número, un código de instrucción, uno o más caracteres alfanuméricos, etc.), y está almacenada en la memoria. Se introduce o saca del almacenamiento como una unidad.

8 bits = 1 byte una palabra de 16 bits está formada de 2 bytes una palabra de 32 bits está formada de 4 bytes

Capacidad de la memoria: cantidad total de bytes que puede almacenar.

Estructura interna de la unidad de memoria: queda especificada por el número de palabras que contiene y la cantidad de bits en cada palabra.

Líneas de dirección: se usan para seleccionar una palabra en particular.

Capacidad o intervalo de direccionamiento: si tenemos k líneas de dirección, la capacidad o intervalo de direccionamiento queda limitado a 2k.

ING.NELSON LUCIO CARRANZA MEDINA DOCENTE-UPAO




Dirección de memoria: número de identificación que se le asigna a cada palabra en la memoria. Comienzan en cero y continúan con 1, 2, 3, hasta 2k -1 donde k es la cantidad de líneas de dirección.

¿Cómo se selecciona una palabra específica en la memoria?Se selecciona una palabra específica en la memoria al aplicar la dirección binaria de k bits a las líneas de dirección. Un decodificador dentro de la memoria acepta esta dirección y abre las trayectorias necesarias para seleccionar los bits de la palabra especificada.

Si una memoria tiene 1024 palabras, requiere una dirección de 10 bits, y por lo tanto, 10 líneas de dirección.

Si una memoria tiene 232 palabras, requiere una dirección de 32 bits, y 32 líneas de dirección.

Memorias Volátiles y No Volátiles:La memoria es volátil si no retiene datos en forma confiable luego de un corte en la energía, y no volátil en caso contrario.

Modos de acceso: Acceso Secuencial o en Serie: implica que para tener acceso a la n-

ésima celda de memoria, se tuvo que haber pasado por las n-1 celdas anteriores. Ejemplo: la cinta magnética.

Acceso Aleatorio: Se puede acceder directamente a cualquier celda de la memoria.





Tipos de Memoria

1. Memoria de Acceso Aleatorio. RAM (Random Access Memory)

Se puede acceder a las celdas de la memoria para la transferencia de información en cualquier posición aleatoria deseada.

El proceso de ubicar una palabra en la memoria es igual y requiere la misma cantidad de tiempo, sin importar la ubicación física de las celdas en la memoria.

Es volátil.

o n líneas de entrada de datos: proporcionan la información que se va almacenar en la memoria.

o n líneas de salida de datos: proporcionan la información que sale de la memoria.

o





o

o k líneas de direccionamiento: proporcionan un número binario que k bits que especifica una palabra particular elegida entre las 2k palabras disponibles dentro de la memoria.

o líneas de control: lectura, escritura





Operaciones que puede ejecutar una RAM

Lectura1. Aplicar la dirección binaria de la palabra deseada a las líneas de

dirección.2. Activar Lectura

Escritura1. Aplicar la dirección binaria de la palabra deseada a las líneas de

dirección.2. Aplicar los bits de los datos que deben almacenarse en la memoria a

las líneas de entada de datos.3. Activar Escritura.





2. Memoria de Sólo Lectura. ROM (Read Only Memory)

Unidad de memoria que sólo ejecuta la operación de lectura; no tiene la posibilidad de escritura.

La información binaria almacenada en ella se hace permanente durante la producción del hardware de la unidad.

Es no volátil.

Tiene acceso aleatorio.

o k líneas de entrada de dirección: para seleccionar una de las 2k

palabras de memoria.o n líneas de salida: una para cada bit de la palabra





Tipos de ROM

ROM propiamente dicho.La ROM se programa por la compañía que la produce. El cliente especifica la tabla de verdad que quiere que satisfaga la ROM. Una ves que esto queda programado ya no puede modificarse.

PROM. Memoria de Sólo Lectura Programable.Los usuarios de la PROM pueden obtener en sus propios laboratorios la relación deseada entre direcciones de salida y palabras almacenadas utilizando instrumentos especiales llamados programadores de PROM. Una ves que esto queda programado ya no puede modificarse.

EPROM. Erasable PROM. (PROM borrable)La EPROM se puede borrar colocándola bajo una luz ultravioleta especial durante un cierto periodo. Luego puede reprogramarse.

EEPROM. Electrically Erasable PROM. (PROM borrable eléctricamente)

Se puede borrar con señales eléctricas en lugar de luz ultravioleta. Luego puede reprogramarse.





Organización de la Memoria

La unidad de memoria es un componente esencial en cualquier computadora digital, porque almacena programas y datos.

La capacidad total de memoria de una computadora puede considerarse como una jerarquía de componentes que consiste de todos los sistemas de almacenamiento que se emplean.





Memoria Principal

Unidad de memoria que se comunica directamente con la CPU.

Almacena solo los programas y datos que necesita en ese momento el procesador.

Es relativamente rápida.

Se comunica directamente con los dispositivos de memoria auxiliar, mediante un procesador de E/S.

Se comunica directamente con la memoria caché.

Tecnología fundamental: circuitos integrados semiconductores (RAM). La RAM tiene dos modos de operación posibles:

o RAM estática: flips-flops internos que almacenan información binaria. La información almacenada es válida mientras la unidad está encendida.

o RAM dinámica: conjunto de pequeños condensadores que pueden estar cargados o descargados. Debe refrescarse cada pocos milisegundos para impedir la pérdida de información. Tienen mayor capacidad que las estáticas.

Una parte más pequeña de la memoria principal es ROM.





Memoria Auxiliar

Son los dispositivos que proporcionan almacenamiento de respaldo.

Almacenan la información que en ese momento no utiliza la CPU, como programas del sistema, grandes archivos de datos, etc., que se trasladan a la memoria principal cuando se los necesita y que son enviados de vuelta a la memoria auxiliar cuando ya no se necesitan en la memoria principal.

Tiene gran capacidad de almacenamiento.

Es relativamente barata.

Tiene baja velocidad de acceso.

Ejemplos: cintas y discos magnéticos.

No se comunica directamente con la CPU.

La transferencia de la memoria auxiliar a la principal, por lo general se realiza mediante el acceso directo a memoria de grandes bloques de datos.





Memoria Caché

Por lo general la velocidad de la CPU es mayor que el tiempo de acceso de la memoria principal, con lo que resulta que la velocidad de procesamiento está limitada, principalmente, por la velocidad de la memoria principal.

Para remediar esto se usa una pequeña memoria caché extremadamente rápida, entre la CPU y la memoria principal, cuyo tiempo de acceso se acerca a un tiempo de ciclo de reloj del procesador.

Pone disponible para la CPU los programas y datos actuales a una velocidad rápida.

Es relativamente cara.

Almacena segmentos de programas que se ejecutan en ese momento en la CPU y datos temporales que se necesitan con frecuencia en los cálculos presentes.

Se comunica directamente con la CPU.

Procesador de E/S

administra las transferencias entre las memorias principal y auxiliar.





Dispositivos de Memoria Auxiliar

Las características importantes de cualquier dispositivo de memoria auxiliar son:

Modo de accesoSecuencial o Aleatorio

Tiempo de accesoTiempo promedio requerido para llegar a una localidad de almacenamiento en la memoria y obtener su contenido.

Velocidad de transferenciaCantidad de caracteres o palabras por segundo que puede transferir el dispositivo, después que se ha colocado en el inicio del registro.

Capacidad

Costo

La memoria auxiliar se organiza en registros o bloques.

Registro: cantidad específica de caracteres o palabras. Siempre se hace la lectura o escritura de registros completos.





Cintas Magnéticas

Fue el primer tipo de memoria secundaria.

La cinta se va desenrollando del carrete de alimentación y se va enrollando en el de la bobina, pasando por una cabeza de grabación.

Variando la corriente en la cabeza de grabación, la computadora escribe información en la cinta, en forma de pequeños puntos magnetizados.

Cada columna contiene un byte de información y un bit de paridad.

Son dispositivos de acceso secuencial.





Discos Magnéticos

Plato circular construido de metal o plástico cubierto con material magnetizado.

Se pueden usar ambos lados del disco.

Pueden apilarse varios discos en un eje con cabezas de lectura-escritura disponibles para cada superficie.

Todos los discos giran juntos a alta velocidad.

Los bits se almacenan en la superficie magnetizada en puntos a lo largo de círculos concéntricos llamados pistas.

A la posición radial de las cabezas (distancia desde el eje) se le llama cilindro.

Las pistas se dividen en secciones llamadas sectores.

Un sector consta de un cierto número de bytes, por lo general 512.

La cantidad mínima que puede transferirse es un sector.





Para la transferencia de información se debe especificar: o Cilindro y cabeza: determinan una pistao Número de sector donde se inicia la informacióno Número de palabras a transmitiro Dirección de memoria principal de donde viene o a donde va la

informacióno Si la información será leída del disco a la memoria o viceversa

Tiempo de lectura / escritura: es la suma de:o Tiempo de búsqueda: la cabeza se mueve hasta el cilindro

deseado.o Tiempo de latencia rotacional: se espera hasta el sector deseadoo Tiempo de transferencia

Con los discos magnéticos se implementan los discos duros y los discos flexibles o disquetes.


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