Presentación de PowerPoint

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).
Cada símbolo interpretable, que se puede almacenar en la computadora: letras del
alfabeto, signos de puntuación, etc., 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:
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)
La Memoria de la Computadora
Circuitos de memoria:
Existen varios tipos de memoria, a saber: a) ROM, b) RAM, y c)
Caché.
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. 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.
Estas rutinas son colocadas por el fabricante en un chip especial de memoria que va
montado sobre la tarjeta madre (Motherboard).
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.
Tipos de memoria ROM
Hay varios tipos de ROM que pueden ser utilizados en una computadora personal:
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 Read-Only 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.
¿Cómo pasa el sistema, cuando se enciende, del estado de
letargo al de funcionamiento?
Esto se realiza mediante un proceso llamado POST. La rutina POST es una función del
circuito ROM-BIOS.
POST = power-on self test (autocomprobación en la conexión o en el encendido).
En los equipos IBM y compatibles, cuando se aplica voltaje, lo primero que hace es
ejecutar esta rutina, cuyas primeras líneas están almacenadas a partir de la dirección
FFFF0 (hexadecimal).
La primera acción de la rutina POST es realizar la comprobación del sistema, para
verificar que todos los componentes funcionan correctamente:
Se comprueban las funciones de la placa principal, 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 y 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. [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)]
Se realiza una búsqueda de adaptadores de video. A partir de este momento se
mostrará en pantalla un indicador.
¿Qué es el CMOS?
Algunas veces se le confunde con el BIOS o se les nombra indistintamente.
CMOS = Complementary Metal
Complementario de Oxido Metálico)
Oxyd
Semiconductor
(Semiconductor
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 Caché
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.
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 de Memoria Caché
Existen dos tipos de memoria caché:
Caché N1 (de Nivle 1 = L1)
Caché N2 (de Nivle 2 = L2)
Antiguamente, la memoria caché solo venía en circuitos montados sobre la
motherboard. Actualmente, se puede encontrar memoria caché incorporada dentro del
microprocesador.
La caché que está más cerca del procesador es la de nivel 1.
La caché de nivel 2 puede encontrarse en la motherboard, o incluso en un segundo
bloque de caché dentro del procesador.
Memoria Caché: Funcionamiento
La memoria caché funciona de la siguiente manera:
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.
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.
Esquena de utilización de la memoria caché
Memoria RAM
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.
Memorias Temporales.
RAM
 Memorias de acceso aleatorio (Random Access
Memories):
 Cualquier localidad de memoria puede ser accesada
tan rápido como otra.
 Diferente a un dispositivo secuencial.
 Memorias temporales. (Dependiente de polarización).
Necesidad de RAM?
 Circuitos electrónicos de procesamiento
requiere una RAM.
 La cantidad de memoria depende de la
aplicación.
 Control de Temperatura ( Pocos Bytes)
 Complejo – Computador (Millones Bytes)
 “La capacidad de memoria aumenta cada vez
debido a la complejidad de las aplicaciones pero
hacer fácil al usuario.”
Tipos de Memoria RAM
 Dos grandes tipos de Memoria RAM:
 ESTATICAS
 DINAMICAS.
 Ambas son temporales, Cada una de ellas posee
ventajas y desventajas.
Memorias Estáticas o SRAM.
 Static Memory.
 Antigua y simple
 La celda o unidad básica de
almacenamiento es el FF.
 FF transistores MOSFET
•la celda se activa mediante un nivel activo a
la entrada superior y los datos se cargan o se
leen a través de las líneas laterales.
RAM
 Las celdas de memoria se agrupan en
filas y columnas para conformar el
arreglo básico de la memoria.
 Cada una de las filas se habilita de
forma simultánea para recibir o cargar
los datos del bus de entrada/salida.
OTRAS SRAM
 SRAM Sincrónica:Este tipo de memoria tiene
una entrada de reloj, la cual le permite operar en
sincronía con otros dispositivos. simplifica enormemente
el diseño de sistemas de alta prestaciones.
 SRAM de Ráfaga:son sincrónicas y se
caracterizan por incluir un contador que permite que la
memoria genere internamente la dirección a la que debe
acceder.accesos hasta cuatro posiciones de memoria con
una sola dirección de referencia. (Velocidad)
 SRAM Pipeline:
las memorias pipeline incluyen
un buffer para almacenar la dirección y los datos actuales
proporcionados por la memoria, De esta forma, se puede
enviar la nueva dirección antes de terminar la lectura,
consiguiendo así que la CPU no espere la finalización del
acceso a una posición
Memoria RAM dinámica
 DRAM (Dinamic Random Access Memory).
 Se compone de celdas de memoria construidas
con condensadores.
 Las celdas de memoria son de fabricación más
sencillas en comparación a las celdas a base de
transistores
DRAM
 La operación de la celda es similar a la de un
interruptor
 inconveniente que tiene este tipo de memorias
consiste en que hay que recargar la
información almacenada en las celdas.
 Refresco. Circuiteria Adicional.
SRAM & DRAM
Memoria
Ventajas
Desventajas
SRAM

La velocidad de acceso es
alta.

Para retener los datos solo
necesita estar energizada.

Son mas fáciles de
diseñar.

Menor capacidad, debido a
que cada celda de
almacenamiento requiere mas
transistores.

Mayor costo por bit.

Mayor consumo de
Potencia.
DRAM

Mayor densidad y
capacidad.

Menor costo por bit.

Menor consumo de
potencia.

La velocidad de acceso es
bajar.

Necesita recargar de la
información. almacenada para
retenerla.

Diseño complejo.
Aplicaciones de las Memorias
 Necesidad de Almacena teléfonos electrónicos,
televisores, equipos de sonido y los computadores
entre otros.
 La memoria RAM es uno de los componentes más
importantes en un computador.
 Se utilizan en sistemas microprocesados, y en los
microcontroladores, en sistemas pequeños es de
lectura/escritura.
 En los computadores se utiliza como memoria de
Cache y memoria de vídeo.
Uso de memoria RAM
 En los computadores se utiliza como memoria
de Cache y memoria de vídeo.
 SIMM y DIMM que contienen 8, 16, 32, 64 o
128 MB cada uno
Un tipo de memoria que se utiliza comúnmente en las
computadoras portátiles se llama SO DIMM o DIMM de
delineado pequeño. La principal diferencia entre un SO
DIMM y un DIMM es que el SO DIMM, debido a que su
uso
es
para
computadoras
portátiles,
es
significativamente más chico que el DIMM estándar. Los
SO DIMMs de 72 pines tienen 32 bits y los de 144
tienen 64 bits de ancho.
SIMMS significa Módulo sencillo de memoria en línea.
Con los SIMMs, los chips de memoria se soldan sobre
un conjunto de tarjetas circuitos impresos (PCB), que se
insertan en un socket en la tarjeta del sistema.
Los primeros SIMMs transferían 8 bits de datos a la vez.
Más tarde, a medida que los CPUs comenzaron a leer
datos en fragmentos de 32 bits, se desarrolló un SIMM
más amplio, que podía suministrar 32 bits de datos al
mismo tiempo.
Los Módulos duales de memoria en línea, o DIMMs,
se parecen mucho a los SIMMs. Como los SIMMs, la
mayoría de los DIMMs se instalan en forma vertical en
los sockets de expansión. La diferencia principal entre
los dos es que un SIMM, las pines de los lados
opuestos de la tarjeta están “unidas” para formar un
contacto eléctrico; en un DIMM, las pines opuestas
permanecen eléctricamente aisladas para formar dos
contactos separados.
Memoria ROM
 Almacenamiento de códigos de programas para el
momento del arranque de dispositivos que utilizan
microprocesadores.
 Los Computadores vienen con una memoria ROM,
donde se encuentran alojados los programas del
BIOS (Basic Input Output System).
 Apoyo a los sistemas operativos. DOS
LA ROM BIOS
Funciones matemáticas y Generadores de
Señales
 Existen memorias que almacenan
funciones trigonométricas y hallan el
resultado con base en el valor binario
introducido en el bus de direcciones.
Memorias Comerciales
 Capacidad de la Memoria.
 4096 X 20  Capacidad de 81,920 bits.
 4096  Numero de Palabras
 20 Numero de Bits por palabra.
 Múltiplos de 1K =1024
 Múltiplos de 1M  2 ^20 =1’048.576.
 DIP 8k, 16k, 32k, 64k, 128k, o 8M, 16M, 32M, etc.
Memorias funcionalidad.
 A0...An (Bus de direcciones):.
 D0...Di (Bus de Datos)
 CS (Chip Select)
 OE (Output Enable)
 R/W’ (Read/Write’)
 VCC y GND (Alimentación):
MEMORIA SRAM - MCM6264C
 Motorola y desarrollada
con tecnología CMOS.
 8K x 8.
 R/W  12 ns
 Potencia 100 mW
MEMORIA DRAM – 4116
 DRAM de 16K x 1
 arreglo de 128 filas y 128 columnas donde cada uno de
los bits se ubican con una dirección de 14 bits.
MEMORIAS PROM - 74S473
 512 palabras de 8 bits.
MEMORIA EPROM - 27C16B
 24 pines tiene una
capacidad de 2048
palabras de 8 bits, es
decir 2KB.
 Las salidas de esta
memoria son triestado,
lo que permite escribir o
leer los datos con el
mismo bus de datos.
MEMORIA FLASH - 27F256
 La capacidad de esta
memoria es de 32K X 8 y
como memoria Flash tiene
la característica particular
de ser borrada en un tiempo
muy corto (1 seg.).
 El tiempo de programación
por byte es de 100 ms y el
tiempo de retención de la
información es de
aproximadamente 10 años.
Memorias en un Procesador
Arquitectura de una PC
Arquitecturas de Microcomputadores
 Arquitectura Von-Neuman
 Los microcomputadores basados en esta arquitectura se
caracterizan por tener un solo bus para direcciones y
datos, es decir, que el mismo bus se emplea para enviar y
recibir instrucciones y datos
 Arquitectura de Harvard :
 Esta arquitectura se caracteriza por tener por separado el
bus de datos y el bus de direcciones
Procesadores Digitales
MICROCONTROLADOR