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Unidad 7 LA MEMORIA INTERNA MONTAJE 1 ÍNDICE • • • • • • • Definición. Características. Funcionamiento. Tipos de memoria. Clasificación. Seguridad. Acceso. MONTAJE 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 MONTAJE 3 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. MONTAJE 4 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. MONTAJE 5 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 MONTAJE 6 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 MONTAJE 7 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. MONTAJE 8 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”. MONTAJE 9 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. MONTAJE 10 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”). MONTAJE 11 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. MONTAJE 12 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. MONTAJE 13 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. MONTAJE 14 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. MONTAJE 15 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. MONTAJE 16 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. MONTAJE 17 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. MONTAJE 18 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. MONTAJE 19 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. MONTAJE 20 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. MONTAJE 21 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). MONTAJE 22 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. MONTAJE 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 Fila de paridad Columna de paridad BIT CRUCE 23 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). MONTAJE 24