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Fundamentos de Computación
MEMORIAS
Lic. Danilo Alfonso Vargas Valenciano
Memoria de Computadora

Como el microprocesador no es capaz por
sí solo de albergar la gran cantidad de
memoria necesaria para almacenar
instrucciones y datos de programa (por
ejemplo, el texto de un programa de
tratamiento de texto), pueden emplearse
transistores como elementos de memoria
en combinación con el microprocesador.
Medición del Almacenamiento

La unidad de almacenamiento tanto en
discos como en cintas y en memoria de
trabajo (RAM) es el Byte. Un Byte está
constituido por 8 pulsos o señales,
llamados bits (abreviatura de binary digit
= dígito binario).
Continuación
Cada símbolo interpretable, que se puede
almacenar en la computadora: letras del
alfabeto, signos de puntuación, números,
otros, está formado por un byte.
 La capacidad de almacenamiento (fijo o
temporal) se mide de acuerdo a la
cantidad de bytes que pueden contener
los dispositivos, y suelen utilizarse las
siguientes unidades de medida:

Unidades de Almacenamiento de
Datos
Unidad de medida de
almacenamiento
Equivalente a
Byte (B)
8 bits
Kilobyte (KB)
1024 Bytes (= 210) bytes
Megabyte (MB)
1024 Kilobytes (= 220 bytes) (1048576 bytes)
Gigabyte (GB)
1024 Megabytes (= 230 bytes) (1073741824 bytes)
Terabyte (TB)
1024 Gigabytes (= 240 bytes) (1099511627776 bytes)
Petabyte (PB)
1024 Terabytes (= 250 bytes) (1125899906842624 bytes)
Exabyte (EB)
1024 Petaytes (= 260 bytes) (1152921504606846976 bytes)
Zettabyte (ZB)
1024 Exabytes (= 270 bytes) (1180591620717411303424 bytes)
Yottabyte (YB)
1024 Zettabytes (= 280 bytes) (1208925819614629174706176
bytes)
Tipos de Memoria
Existen varios tipos de memoria, a saber:
 a) ROM
 b) RAM
 c) Caché
Memoria ROM


Los fabricantes de computadoras siempre
acompañan el hardware del que nos
proveen con ciertas rutinas de software
básicas para comunicación con los
dispositivos a bajo nivel.
El Sistema Operativo maneja la
comunicación con los dispositivos a través
de estas rutinas.
Continuación
Por lo general el conjunto de estas
rutinas no cambia y no debe ser alterado
por los usuarios. Por ello ese chip especial
de memoria es de “solo lectura”: Read
Only Memory (ROM) = Memoria de
solo lectura.
 Estas rutinas son colocadas por el
fabricante en un chip especial de memoria
que va montado sobre la tarjeta madre
(Motherboard).

Tipos de Memoria ROM

PROM: Programable Read-Only Memory =
Memoria Programable de Solo Lectura. Se
programa utilizando un tipo de dispositivo
conocido como Quemador PROM o
Programador PROM, el cual almacena
permanentemente las instrucciones
binarias en el chip.
EPROM

Erasable Programable Read-Only Memory = Memoria
Borrable y Programable de Solo Lectura. Este tipo de
chip puede reprogramarse. Contiene una ventana
de cuarzo a través de la cuál se exponen los
circuitos interiores del chip. Cuando se aplica luz
ultravioleta a través de la ventana se produce una
reacción química que borra el EPROM. Para hacer
el borrado y la reprogramación se debe retirar el
chip de la computadora.
EEPROM

Electronically Erasable Programable ReadOnly Memory = Memoria Electrónicamente
Borrable y Programable de Solo Lectura.
Puede reprogramarse sin ser extraído de
la computadora, para lo cual debe
utilizarse un software especializado.
Flash ROM

Soluciona el problema de la lentitud de la
reprogramación de la memoria: la realiza
en bloques de 512 byte. Esto impide que
se puedan reprogramar solo pequeñas
porciones de la ROM, pero debido a la
velocidad, no es un problema. Los
fabricantes permiten que se bajen las
actualizaciones de las ROM desde
Internet.
BIOS
El conjunto de estas rutinas se conoce como
el BIOS (Basic Input – Output System =
Sistema Básico de Entrada y Salida), que
entra en acción desde el momento en que
se enciende la computadora:
 Revisa la presencia y el estado de los
dispositivos conectados al sistema.
 Revisa la cantidad de memoria disponible.
 Transfiere el control al registro de arranque,
etc.

POST


Se comprueban las funciones de la placa
principal, la memoria y el SO, mientras aun
no funciona el video. Si algo no funciona, se
emitirán unos bips en el altavoz.
Se inspecciona el sistema buscando:
◦ a) las direcciones de E/S
◦ b) las líneas IRQ
◦ c) los canales DMA.

Con ello se crea una base de datos ESCD
(Extended System Configuration Data =
Datos Extendidos de Configuración del
Sistema) de todos estos recursos.
Continuación





Las direcciones de E/S son utilizadas por los dispositivos que
necesitan mover datos desde y hacia el dispositivo.
Las líneas IRQ (Interrupt Request) se utilizan para
comunicación de algunos dispositivos con la CPU: cuando
necesitan de su atención o para alertarla si están realizando
alguna tarea.
El canal DMA (Direct Memory Access) se diseñó para
superar la diferencia de velocidad entre la transferencia de
datos de la memoria y la CPU. Así, algunos dispositivos
pueden tener acceso directo a memoria sin pasar por la
CPU (antiguamente más lenta)]
Al final se realiza una búsqueda de adaptadores de video.
A partir de este momento se mostrará en pantalla un
indicador.
CMOS
CMOS = Complementary Metal Oxyd
Semiconductor (Semiconductor
Complementario de Oxido Metálico)
 Utilizado para almacenar la configuración
de inicio de una computadora. Es capaz de
almacenar la información durante muchos
años con la ayuda de una batería de litio.
Requiere solo la millonésima parte de un
amperio para contener datos
almacenados.

Memoria CACHE
El intercambio de datos entre la CPU y la
memoria RAM es una de las tareas que se
hacen con mayor frecuencia.
 Dado que la RAM es mucho más lenta
que la CPU se ha incorporado a la CPU y
a la Motherboard, un circuito de memoria
Caché, la cuál es una memoria de alta
velocidad. Esta es una de las cosas que
mejora el desempeño del sistema en
general.

Continuación


La memoria Caché es un circuito de
memoria de alta velocidad en el que se
almacenan bloques de instrucciones del
programa en ejecución y un bloque de datos
del conjunto de datos que se está utilizando.
Esto bajo el supuesto de que los siguientes
datos o instrucciones que se van a ejecutar
están inmediatamente después de los
últimos datos o instrucciones utilizados.
Niveles (CPU, Tarjeta madre, HDD)
Caché L1
 La memoria cache L1, que significa caché de nivel 1, es un tipo de memoria pequeña y
rápida que está constituida en la unidad de procesamiento central. A menudo se refiere
como caché o caché interno principal, se utiliza para acceder a datos importantes y de
uso frecuente. La memoria L1 es el tipo más rápido y más caro de caché que está
integrado en el equipo.
Cache L2
 El caché L2 o de nivel 2 se utiliza para almacenar la información recientemente visitada.
También conocido como cache secundario, está diseñado para reducir el tiempo
necesario para acceder a los datos en los casos en que los datos ya se han utilizados
previamente. La memoria caché L2 también puede reducir el tiempo de acceso a datos
por la amortiguación de los datos que el procesador está a punto de solicitar de la
memoria, así como de instrucciones de programa. La memoria caché L2 es secundaria a la
CPU y es más lenta que la memoria caché L1, a pesar de ser a menudo mucho más
grande. Además, los datos que se solicitan desde la memoria caché L2 se copian en caché
L1. Los datos solicitados se eliminan de la memoria caché L2 si se trata de un caché
exclusivo, y se quedan allí, si se trata de una caché inclusivo. La memoria caché L2 es la
más unificada, lo que significa que se usa para almacenar los datos e instrucciones de
programas.
Cache L3
 La memoria caché L3 o de nivel 3 es una memoria que está integrada en la placa madre.
Se utiliza para alimentar a la memoria caché L2, y generalmente es más rápida que la
memoria principal del sistema, pero todavía más lenta que la memoria caché L2.
Funcionamiento
Cuando un programa está ejecutándose
y la CPU necesita ir a traer datos (o más
instrucciones) a la RAM, primero verifica
que los datos estén en la memoria caché.
 Si no los encuentra en la caché, traerá
una copia de esos datos de la RAM a la
CPU y también realizará una copia en la
memoria caché.

Continuación
La próxima vez que los necesita, los irá a
buscar a la memoria caché, de donde los
podrá extraer más rápidamente.
 El último bloque de datos leído desde la
RAM también se copia en la memoria
caché. Este bloque es, con mucha
probabilidad, el mismo que se necesitará
en la próxima lectura de datos.

Esquema de Utilización
Memoria RAM;
Basada en semiconductores
que puede ser leída y escrita
por el microprocesador u
otros
dispositivos
de
hardware tantas veces como
se quiera.
Es una memoria de
almacenamiento temporal,
donde el microprocesador
coloca las aplicaciones que
ejecuta el usuario y otra
información necesaria para
el control interno de tareas
Continuación
La memoria que auxilia a la CPU en el
procesamiento de los datos se conoce como
memoria RAM (Random Access Memory =
Memoria de Acceso Aleatorio).
 Se hace referencia a esta memoria como de
“acceso aleatorio” debido a su capacidad de
tener acceso a cada byte de forma directa. A
diferencia de la memoria ROM, la RAM es
“volátil”, es decir, pierde su contenido una
vez se apaga la computadora.

Tipos de Memoria RAM
La RAM estática (SRAM), conserva la
información mientras esté conectada la tensión
de alimentación, y suele emplearse como
memoria cache porque funciona a gran velocidad.
 La RAM dinámica (DRAM), es más lenta que
la SRAM y debe recibir electricidad
periódicamente para no borrarse. La DRAM
resulta más económica que la SRAM y se emplea
como elemento principal de memoria en la
mayoría de las computadoras.

Microcontrolador
No contiene grandes cantidades de
memoria ni es capaz de comunicarse con
dispositivos de entrada o dispositivos de
salida.
 Los microcontroladores se emplean en
videojuegos, reproductores de vídeo,
automóviles y otras máquinas.

Semiconductores

Todos los circuitos integrados se fabrican
con semiconductores, sustancias cuya
capacidad de conducir la electricidad es
intermedia entre la de un conductor y la
de un no conductor o aislante. El silicio es
el material semiconductor más habitual.
Transistores

El transistor empleado más comúnmente en
la industria microelectrónica se denomina
transistor de efecto de campo de metalóxido-semiconductor (MOSFET, siglas en
inglés). Contiene dos regiones de tipo n,
llamadas fuente y drenaje, con una región de
tipo p entre ambas, llamada canal. Encima del
canal se encuentra una capa delgada de
dióxido de silicio, no conductor, sobre la cual
va otra capa llamada puerta.
Preguntas
¿Investigue cómo se crean los
procesadores ?
1. ¿Cuál es la unidad de almacenamiento?
2. ¿Cuántos bytes tiene el número cero(0)?
3. Convierta un Terabyte a Kilobyte
4. Convierta 2048 Kb a Megabyte
5. ¿Cuál es la memoria que viene instalada
de fábrica?

Continuación
¿Qué elementos inspecciona el POST?
7. ¿Cuántos tipos de Cache existen, donde
se ubican?
8. ¿Qué se almacena en la memoria RAM?
9. ¿Cite dos tipos de memoria RAM que
existen?
10. ¿Qué es un transistor y un
semiconductor?
6.