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Unidad 7
LA MEMORIA INTERNA
MONTAJE
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ÍNDICE
•
•
•
•
•
•
•
Definición.
Características.
Funcionamiento.
Tipos de memoria.
Clasificación.
Seguridad.
Acceso.
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2
DEFINICIÓN
• Almacenamiento temporal de los datos
con los que está operando la CPU.
• Componentes “activos” de la arquitectura
Von Neumann:
– Procesador
– Memoria
• Metáfora biológica:
– Cerebro humano  CPU
– Memoria humana  memoria interna PC
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DEFINICIÓN
• No confundir con almacenamiento fijo:
– Discos magnéticos (HDD, FD, “pendrive”,...).
– Discos ópticos (CD, DVD,...).
• Importancia de la memoria:
– La velocidad del PC depende más de ella que
de la CPU (tamaño  dimensionamiento).
• Memoria virtual = espacio en disco duro.
– Swapping  intercambio datos memoria real.
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CARACTERÍSTICAS
• Capacidad:
– Unidades de información que caben en ella.
– Bits, Bytes, KB, MB, GB, TB...
• Velocidad:
– Frecuencia externa CPU = Velocidad bus.
– PC100, PC133,... MHz  1 GHz y más.
• Tecnología fabricación.
• Modo acceso a los datos.
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FUNCIONAMIENTO
• Representación y almacenamiento:
– Cuadrícula  filas y columnas igual longitud.
– Celda  posición memoria  dato.
posición de
memoria
• Bus del sistema:
– Bus de control
– Bus de datos  tamaño celda
– Bus de direcciones  nº posiciones memoria
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FUNCIONAMIENTO
• Ejemplo.– Bus de datos de 32 bits:
• En cada posición de memoria se almacena un
dato de 32 bits (4 bytes).
– Bus de direcciones de 16 bits:
• En la memoria se pueden almacenar 216 datos
distintos (65536 datos).
– Capacidad total de la memoria:
• 65536 * 4 = 262144 bytes = 256 KB
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TIPOS DE MEMORIA
• La memoria está presente prácticamente
en todos los dispositivos del sistema.
• Distintos nombres, en función del
componente.
– Registro  CPU
– Caché  Placa base
– Buffer  Dispositivo E/S (impresora, p. ej.)
• Formato físico y tecnología fabricación.
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TIPOS DE MEMORIA
Caché interna
(CPU y placa base)
Caché externa
(memoria expandida)
Discos (HDD, CD, DVD...)
Memoria auxiliar
(copias de respaldo)
• A menor capacidad, mayor velocidad.
• A menor velocidad, menor coste:
– “128 MB de caché son más caros que 128
MB de cinta”.
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CLASIFICACIÓN
• Permanencia de los datos:
– Memoria RAM y ROM.
• Formato físico de los módulos:
– Módulos SIMM, DIMM y RIMM.
• Tecnología empleada (sincronización):
– Memorias DRAM asíncronas y síncronas.
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MEMORIA ROM
• “Read Only Memory”:
– Sólo puede leerse.
– No se puede borrar ni escribir.
• No volátil.
– Los datos permanecen, no se pierden al
apagar el PC.
• Chip integrado en placa base (firmware):
– BIOS (“BASIC Input Output System”).
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TIPOS DE ROM
• Memoria PROM
– “Programmable ROM”.
– Chip ROM en blanco, puede grabarse 1 vez.
• Memoria EPROM
– “Erasable Programmable ROM”
– Borrables y regrabables  nº limitado veces.
• Memoria EEPROM
– “Electrically Erasable Programmable ROM”
– Flash BIOS  elimina proceso borrado.
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MEMORIA RAM
• “Random Access Memory”:
– Acceso aleatorio a los datos (no secuencial).
• Volátil.
– Se descarga en ausencia de electricidad.
• Se pueden leer, escribir y borrar los datos.
• Muy rápida y gran capacidad.
• Constituye la memoria principal del PC.
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TIPOS DE RAM
• Memoria SRAM
– “Static RAM”.
– Fabricada con transistores.
– Rápida, pero cara.
– Se utiliza en la memoria caché.
• Memoria DRAM
– “Dynamic RAM”
– Fabricada con condensadores  ”refresco”.
– Ocupan menos espacio, luego más baratas.
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Módulos SIMM
• “Single In line Memory Module”.
• Dos formatos:
– 30 contactos (longitud palabra = 8 bits).
– 72 contactos (longitud palabra = 32 bits).
• Capacidad módulo de memoria:
– 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 MB.
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Módulos DIMM
• “Dual In line Memory Module”.
• 168 contactos, en tres bloques:
– 20 + 60 + 88 = 168
• Longitud palabra de 32 y 64 bits.
• Velocidades de 66, 100, 133 y 150 Mhz.
• Memorias “SO”, “Micro”, “Mini”-DIMM.
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Módulos RIMM
• “Rambus In line Memory Module”.
• 184 contactos.
•
•
•
•
Bus propio  gran velocidad.
Cubierta  placa metálica disipadora.
Memorias “SO”, “Micro”, “Mini”-RIMM.
Velocidad: hasta 800 MHz en Pentium4.
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SINCRONIZACIÓN MEMORIA
• Sincronización = relación reloj sistema
– Correspondencia ciclo CPU-ciclo memoria.
– Controlador memoria: “ciclos CPU ociosos”.
• En realidad, toda memoria es síncrona.
– Memorias síncronas:
• SDRAM, relación 1:1 reloj sistema, no hay esperas.
– Memorias asíncronas:
• ADRAM, relación 1:N reloj sistema, estados espera.
• Divisores de frecuencia.
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MEMORIAS ADRAM
• FPM DRAM
– “Fast Page Mode”.
– Módulos SIMM (30c y 72c) de 66 MHz.
• EDO RAM
– “Extended Data Out” o “Hyper Page Mode”.
– Módulos SIMM 72c de 66 MHz.
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MEMORIAS SDRAM
• DDR SDRAM
– “Double Data Rate”.
– Módulos DIMM PC66, PC100, PC133, PC150.
• DDR DRDRAM
– “DDR Direct Rambus”.
– Módulos RIMM.
• DDR2 SDRAM
– Evolución DDR SDRAM  400 – 533 MHz.
– Módulos DIMM, SO-DIMM, mini y micro DIMM.
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SEGURIDAD
• Protección de los datos:
– Errores
• Fallos eléctricos o electrónicos.
• Ruido (interferencias) y atenuación.
– Acciones malintencionadas
• Espionaje.
• Sabotaje.
• Tipos de errores:
• Modificación, pérdida o adición de datos.
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SEGURIDAD
• Detección de errores  bits de paridad
– Paridad par = el nº de 1’s tiene que ser par
– Paridad impar = el nº de 1’s tiene que ser impar
• Se añade 1 bit de paridad par por cada...
– Fila  paridad horizontal.
– Columna  paridad vertical.
• En algunos casos, corrección de errores.
– Errores simples (cambio 0 por 1 o viceversa).
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SEGURIDAD
Nº TOTAL DE 1’s PAR
• Ejemplo nº 1.– Dato = 10011011
– Bit paridad par.
Nº de 1’s impar
1
0
0
1
1
BIT
PARIDAD
0
1
1
1
• Ejemplo nº 2.– Dato = 110011001
– 3 filas y 3 columnas.
– Paridad par por filas.
– Paridad impar por columnas.
– Bit cruce  fila paridad.
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1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
Fila de paridad
Columna
de paridad
BIT
CRUCE
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ACCESO A MEMORIA
• Tipo de acceso:
– Secuencial  cinta (datos “en orden”).
– Aleatorio  disco (cualquier dato).
• Tiempo de acceso:
– Búsqueda del dato (tacceso).
– Operación de lectura/escritura (toperación).
– tmemoria = tacceso+ toperación
– CPU/memoria  2 ciclos.
– 1 MHz (velocidad)  1 nsg (frecuencia).
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