INTRODUCCIÓN A LA UNIDAD DE MEMORIA

INTRODUCCIÓN A LA UNIDAD DE
MEMORIA
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía.
Memoria interna: tipos y tecnologías de memorias.
Mapas de memoria.
Memorias secuenciales (pilas, colas). Memoria externa.
BIBLIOGRAFÍA:
z T. L. Floyd: Fundamentos de Sistemas Digitales. Cáp. 2
z W. Stalling (5ª ed.): Cáp. 4
z J. Wakerly: Digital Design: Principles and Practices. Cáp. 10
z C. Baena et al: Cáp. 10
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EC - I.I. 07/08 U. Memoria
Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Memoria: Almacena bits
9 Término con doble lectura:
• Unidad funcional del computador:
Donde se guarda la información digital
• Dispositivo (de memoria):
Medio físico donde se guardan los bits
9 La unidad funcional contiene muchos tipos distintos de
dispositivos de memoria
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Características de los dispositivos de memoria
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•
Tipo de almacenamiento físico
Capacidad y organización
Modo de acceso
Operaciones con la memoria
Mantenimiento de la información
Tiempo y velocidad de acceso
Coste
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Tipos de almacenamiento físico:
Cada bit se almacena en una celda
• Semiconductoras: La celda es un condensador o uno o varios
transistores. Ejemplos: Biestables, Registros, ROM (Read Only Memory),
RAM (Random Access Memory), Flash, CCD (Charge Coupled Device), …
• Magnéticas: La celda es un elemento que se magnetiza por
campos EM. Ejemplos: Discos, Cintas, Ferritas, …
• Ópticas (magneto-ópticas): La celda se calienta por láser y se
magnetiza; se lee por láser. Ejemplos: CDROMs, DVDs, …
• Otras: Tarjetas perforadas, criogénicas, etc.
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Capacidad y organización
• Capacidad: Cantidad de bits que almacenan
Ejemplos: 16 Gbits, 64 Kbits, 64 KB (1 B = 1 Byte = 8 bits)
• Organización: Es la estructura o forma en que
está guardada o se accede a la información
Ejemplos:
– Por paquetes, sectores, bloques,… Son grupos de cientos o miles de
bits.
– Por palabras: dirección de la palabra y anchura de la palabra.
Ejemplos para la capacidad de 64 Kbits:
8Kdireccionesx8bit; 16Kdireccionesx4bits; 4 Kdireccionesx16bits
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Modo de acceso
• Aleatorio: El acceso a una palabra no
depende de su dirección
Ejemplos: RAM y ROM
• Secuencial: El acceso depende de la
posición física, por lo que para acceder a una
palabra hay que pasar antes por otras
Ejemplos: Disco, Cinta, CCD, LIFO (Last In First Out)
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Operaciones con memoria 1
• Escritura (Write): Un dato se almacena en
memoria
• Lectura (Read): Se accede a un dato
almacenado en la memoria
– Lectura destructiva (DRO: Destructive Read Out): se pierde el
dato leído
– Lectura no destructiva (NDRO: No DRO): el dato se conserva
almacenado tras leerlo.
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Operaciones con memoria 2
• Todas las memorias tienen lectura, pero no todas tienen
escritura
• Ejemplos de memorias de sólo lectura: ROM, CD-ROM,
tarjetas o cintas perforadas
• Ejemplos de memorias con lectura y escritura (RWM:
Read Write Memory): disco, RAM, ferrita
• El concepto de sí/no escritura es discutible en algunas
tecnologías: EAROM (Electrically Alterable ROM),
NVRAM (No Volatil RAM). A veces se dice que son
memorias híbridas o sobre todo de lectura
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Mantenimiento de la información
• Memoria volátil: Pierden los datos
almacenados si no hay alimentación
Ejemplos de memoria volátil: Registros, RAM
Ejemplos de memoria no volátil: ROM, DVD, Flash
• En las RWM semiconductoras:
ƒ Estáticas (SRAM: Static RAM): El bit se
mantiene en el tiempo
ƒ Dinámicas (DRAM: Dynamic RAM): El bit se
pierde en el tiempo. Para evitarlo, se realiza
una operación de refresco.
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Velocidad y tiempo de acceso
•
•
Velocidad de acceso: Cantidad de bits que se transfieren por
segundo (Baudios)
Tiempo de acceso (taccess): Intervalo de tiempo que transcurre entre
la orden de acceso y el acceso al dato
Ejemplo de acceso de lectura a ROM o RAM:
Direcciones
Dir. 2
Dir. 1
Selección chip (CS)
Bus Datos
taccessCS
Dato 1
Dato 2
taccessDirecc
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Coste
•
•
•
•
Coste: Es lo que cuesta almacenar un bit
Desde los comienzos se está abaratando continuamente
Depende mucho del tipo de dispositivo
Entre los más baratos (los de mayor capacidad, cintas) y
los más caros (biestables o registros específicos) hay
varios órdenes de magnitud (1 a 1,000.000?)
• Velocidad: Varía enormemente (1 a 1.000,000.000?)
• Coste y velocidad suelen variar a la vez y en contra de
la capacidad: los más rápidos son los más caros y con
menor capacidad
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Jerarquía en Memoria
Memoria
interna o
principal.
Caché
Periféricos
CPU
Buses CPU:
AB, DB y CB
Compromiso entre velocidad/coste/capacidad de
los dispositivos y las características del uso de
la información en el computador
Memoria
externa,
secundaria
o masiva.
Capacidad
Coste y velocidad
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Jerarquía en Memoria
•
CPU:
Registros y biestables
•
Caché (Datos/Programa):
RAM máxima velocidad
•
Memoria Principal:
RAM y ROM
•
Memoria Masiva:
Discos magnéticos y ópticos,
cintas, flash, etc.
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Características generales del sistema de memoria: jerarquía
Jerarquía en Memoria: Ejemplo
Caché-2
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Memoria Masiva
CPU-2
I/O
Caché-1
Memoria Principal
CPU-1
Interconexión
CPU-Memoria
Computador con dos procesadores que
comparten memoria principal y externa
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