arquitectura de memorias ram y rom
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En este documento encontrarás Tipos , Caracteristicas y Funcionamiento de Memorias RAM Y ROMTRANSCRIPT
UNIDAD I
ELABORADO POR LA LIC. YESENIA
CETINA MARRUFO
¿QUE ES UNA
MEMORIA?
¿QUE ES UNA
MEMORIA RAM?
¿QUE ES UNA
MEMORIA ROM?
¿QUE DIFERENCIA HAY
ENTRE UNA MEMORIA
ROM Y UNA MEMORIA
RAM?
Hablaremos un poco sobre el concepto y las
características de una memoria, sea de tipo
RAM o de tipo ROM, que aunque tengan
diferencias, siguen siendo un par de
dispositivos electrónicos con diminutas
diferencias pero con similares tareas
Se refiere a componentes de un
ordenador, dispositivos y medios
de grabación que retienen datos
informáticos durante algún
intervalo de tiempo.
Principalmente, partimos de la idea de que es un
dispositivo electrónico perteneciente a la unidad
central de proceso (C.P.U.), para lo que
cualquier dato contenido en la misma es
accesible casi instantáneamente.
Posee un tamaño limitado y su costo es elevado,
por lo que se suele complementar con la llamada
memoria externa o secundaria; está constituida
de semiconductores de silicio y circuitos
electrónicos. Los datos se almacenan en ella en
un conjunto de casilleros numerados desde 0 en
orden creciente (0,1,2,3,4,5…0+n).
Volatilidad
Tiempo de Acceso
Capacidad
Se dice que la información almacenada en
una memoria es volátil siempre y cuando
corra el riesgo de verse alterada en caso de
que se produzca algún fallo de suministro de
energía eléctrica.
No son volátiles aquellas en las cuales la
información, independientemente de que
exista algún fallo en el fluido eléctrico,
permanece inalterada.
Dicho de otra manera, cualquier de éstas dos
memorias (RAM y ROM) es volátil por su
incapacidad de permanecer inalterada de
cara a cualquier fallo eléctrico que presente
la misma. Por ésta simple razón específica,
las memorias RAM son volátiles por su
sensibilidad.
Es el tiempo que transcurre desde el instante
en que se lanza la operación de lectura en la
memoria y el instante en que se dispone de
la primera información buscada.
En la memoria principal, este tiempo es, en
principio, independiente de la dirección en la
que se encuentre la información a la cual
queremos acceder.
Se puede ir un poco más al grano diciendo
que el tiempo de acceso es el tiempo
requerido o necesitado para realizar
cualquier operación, sea lectura o escritura.
Es simplemente eso, el tiempo que se solicita
a la memoria para poder ejecutar cualquier
operación específica.
La capacidad de una memoria (RAM y ROM)
es el número de posiciones de un sistema, o
dicho de otra manera, número de
informaciones que puede contener una
memoria.
La capacidad total de memoria será un dato
esencial para calibrar la potencia de un
computador. La capacidad de la memoria se
mide en múltiplos de byte (8 bits): kilobytes
(1.024 bytes) y megabytes (1.024 kilobytes).
Si bien es cierto, aquí sí se aplica la frase de
a mayor capacidad, mayor velocidad. A la
hora de escoger una memoria, intenta
escoger un valor que sea óptimo (sea de 512
megabytes, 1 gigabyte o así) para que tengas
mejor rendimiento en tu computadora.
MEMORIA (RAM)
MEMORIA (ROM)
MEMORIA (EPROM)
La memoria principal o RAM es donde el
ordenador guarda los datos que está utilizando
en el momento presente.
Se llama de acceso aleatorio porque el
procesador accede a la información que está en
la memoria en cualquier punto sin tener que
acceder a la información anterior y posterior.
Es la memoria que se actualiza constantemente
mientras el ordenador está en uso y que pierde
sus datos cuando el ordenador se apaga
Cuando las aplicaciones se ejecutan,
primeramente deben ser cargadas en
memoria RAM.
El procesador entonces efectúa accesos a
dicha memoria para cargar instrucciones y
enviar o recoger datos.
Reducir el tiempo necesario para acceder a
la memoria, ayuda a mejorar las
prestaciones del sistema.
La diferencia entre la RAM y otros tipos de
memoria de almacenamiento, como los
disquetes o discos duros, es que la RAM es
mucho más rápida, y se borra al apagar el
ordenador
Es una memoria dinámica, lo que indica la
necesidad de “recordar” los datos ala
memoria cada pequeños periodos de tiempo,
para impedir que esta pierda la información.
Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la
alimentación, la memoria pierde todos los
datos. “Random Access”, acceso aleatorio,
indica que cada posición de memoria puede
ser leída o escrita en cualquier orden.
Lo contrario seria el acceso secuencial, en el
cual los datos tienen que ser leídos o escritos
en un orden.
Posiblemente, en más de una ocasión en el
ordenador aparecen errores de en la
memoria debido a que las memorias que se
están utilizando son de una velocidad
inadecuada que se descargan antes de poder
ser refrescadas.
Las posiciones de memoria están organizadasen filas y en columnas. Cuando se quiereacceder a la RAM se debe empezarespecificando la fila, después la columna ypor último se debe indicar si deseamosescribir o leer en esa posición.
En ese momento la RAM coloca los datos deesa posición en la salida, si el acceso es delectura o coge los datos y los almacena en laposición seleccionada, si el acceso es deescritura en predeterminado.
Cada celda de la RAM tiene una ubicación o
nombre en una nomenclatura aceptada por
la comunidad científica: el sistema
hexadecimal. Cada depósito de un dato en la
memoria (operando, resultado, etc.) se ubica
por una dirección en hexadecimal
SRAM (Static RAM), RAM estática
DRAM (Dynamic RAM), RAM dinámica
Una Memoria SRAM estática mantiene su
contenido mientras esté alimentada.
Una Memoria DRAM dinámica la lectura es
destructiva, es decir que la información se
pierde al leerla, para evitarlo hay que
restaurar la información contenida en sus
celdas, operación denominada refresco.
Los dos tipos difieren en la tecnología queusan para almacenar los datos.
La RAM dinámica necesita ser refrescadacientos de veces por segundo, mientras quela RAM estática no necesita ser refrescadatan frecuentemente, lo que la hace másrápida, pero también más cara que la RAMdinámica.
Ambos tipos son volátiles, lo que significaque pueden perder su contenido cuando sedesconecta la alimentación.
Es una memoria RAM electrónica construida mediantecondensadores.
Los condensadores son capaces de almacenar un bit deinformación almacenando una carga eléctrica.
Lamentablemente los condensadores sufren de fugas loque hace que la memoria DRAM necesite refrescarsecada cierto tiempo: el refresco de una memoria RAMconsiste en recargar los condensadores que tienenalmacenado un uno para evitar que la información sepierda por culpa de las fugas (de ahí lo de “Dynamic”).
La memoria DRAM es más lenta que la memoria SRAM,pero por el contrario es mucho más barata de fabricar ypor ello es el tipo de memoria RAM más comúnmenteutilizada como memoria principal.
Es un tipo de memoria que es más rápida y fiable que la máscomún DRAM (Dynamic RAM).
El término estática viene derivado del hecho que necesita serrefrescada menos veces que la RAM dinámica.
Los chips de RAM estática Tienen tiempos de acceso delorden de 10 a 30 nanosegundos, mientras que las RAMdinámicas están por encima de 30.
Las RAM estáticas no precisan de circuitería de refresco comosucede con las RAMs dinámicas, pero precisan más espacio yusan mas energía. La SRAM, debido a su alta velocidad, esusada como memoria caché.
Es el diseño más común de chips de RAM
dinámica. El acceso a los bits de memoria se
realiza por medio de coordenadas, fila y
columna.
Antes del modo paginado, era leído pulsando
la fila y la columna de las líneas
seleccionadas. Con el modo pagina, la fila se
selecciona solo una vez para todas las
columnas (bits) dentro de la fila, dando como
resultado un rápido acceso.
Esta ya no la fabrican, la
encontrábamos en los ordenadores
prehistóricos 086, 286, 386, 486
Pentium I.
Como era una memoria que
funcionaba muy bien decidieron
dejarlas de fabricar para que las
pobres empresas fabricantes no se
arruinaran.
Siglas de Vídeo RAM, una memoria de propósitoespecial usada por los adaptadores de vídeo.
A diferencia de la convencional memoria RAM,la VRAM puede ser accedida por dos diferentesdispositivos de forma simultánea.
Esto permite que un monitor pueda acceder ala VRAM para las actualizaciones de la pantallaal mismo tiempo que un procesador gráficosuministra nuevos datos.
VRAM permite mejores rendimientos gráficosaunque es más cara que la una RAM normal.
Es un tipo de encapsulado consistente en unapequeña placa de circuito impreso que almacenachips de memoria, y que se inserta en un zócaloSIMM en la placa madre o en la placa de memoria.
Los SIMMs son más fáciles de instalar que losantiguos chips de memoria individuales, y adiferencia de ellos son medidos en bytes en lugarde bits.
El primer formato que se hizo popular en loscomputadores personales tenía 3.5" de largo yusaba un conector de 32 pins. Un formato máslargo de 4.25", que usa 72 contactos y puedealmacenar hasta 64 megabytes de RAM esactualmente el más frecuente.
Es un tipo de encapsulado, consistente en
una pequeña placa de circuito impreso que
almacena chips de memoria, que se inserta
en un zócalo DIMM en la placa madre y usa
generalmente un conector de 168
contactos.
Es un tipo de encapsulado consistente en
almacenar un chip de memoria en una caja
rectangular con dos filas de pines de
conexión en cada lado.
Obsoletas, aparecieron por última vez en las
286.
Un caché es un sistema especial dealmacenamiento de alta velocidad.
Puede ser tanto un área reservada de lamemoria principal como un dispositivo dealmacenamiento de alta velocidadindependiente.
Hay dos tipos de caché frecuentementeusados en las computadoras personales:
1. Memoria caché y
2. Caché de disco
La RAM del ordenador (que es del tipo DRAM)no es lo suficientemente rápida paraalmacenar y transmitir los datos que elmicroprocesador necesita.
Para esto se usa una memoria muy rápida,estratégicamente situada entre elmicroprocesador y la RAM. Esta es lamemoria caché, que es del tipo SRAM y esunas 5 ó 6 veces más rápida que la memoriaRAM del tipo DRAM.
La memoria cache es invisible para el sistemaoperativo. Es un tipo de memoria de accesoaleatorio mucho mas rápida que la memoriaRAM.
La memoria cache es una clase de memoriaespecial de alta velocidad que esta diseñadapara acelerar el proceso de las instrucciones dememoria en la CPU. La CPU puede obtener lasinstrucciones y los datos ubicados en la memoriacache mucho más rápidamente que lasinstrucciones y datos almacenados en lamemoria principal.
Por ejemplo, en una placa madre típica de
100 MHZ, el CPU necesita hasta 180
nanosegundos para obtener información de la
memoria principal, mientras que la
información de la memoria cache sólo
necesita de 45 nanosegundos.
Por lo tanto, cuantas más instrucciones y
datos la CPU pueda obtener directamente de
la memoria cache, más rápido será el
funcionamiento de la computadora.
Mantener el tiempo de acceso promedio a la
memoria pequeño.
Reducir el ancho de banda entre memoria
principal y procesador.
La cache contiene una copia de una parte de
la memoria principal.
Cuando el procesador intenta leer una palabra
de la memoria, se comprueba si la palabra
determinada esta en la memoria cache, si
esta, se envía la palabra al procesador, si no
esta, un bloque de memoria principal,
formado por un número fijo de palabras se
introduce en la cache, este bloque contiene la
palabra buscada, y se envía al procesador.
Dado que existe una alta probabilidad que la
instrucción siguiente este relacionada con la
anterior se aceleran los tiempos en que estos
datos están disponibles.
La memoria caché está implementada con laSRAM (RAM estática). SRAM utiliza dostransistores por bit y puede almacenar datossin asistencia externa mientras el circuitoreciba energía. El segundo transistor controlala salida del primero, esto es un circuitollamado flip-flop.
Esto contrasta con la memoria DRAM (RAMdinámica), que debe ser refrescadamuchísimas veces por segundo para mantenerel contenido de sus datos.
Cada bit de la SRAM tiene entre cuatro y seis
transistores, a diferencia de la DRAM que
utiliza solo un transistor (más un capacitor).
Esta cantidad de transistores de la SRAM
hace que sea varias veces más costosa que la
DRAM. Esto explica por qué la SRAM no se
utiliza como módulo de memoria RAM y sólo
se deja para memoria caché, que debe ser
ultrarrápida
Un biestable, también llamado báscula (flip-
flop en inglés), es un multivibrador capaz de
permanecer en un estado determinado o en
el contrario durante un tiempo indefinido.
Esta característica es ampliamente utilizada
en electrónica digital para memorizar
información.
El paso de un estado a otro se realiza variandosus entradas. Dependiendo del tipo de dichasentradas los biestables se dividen en:
Asíncronos: Sólo tienen entradas de control. Elmás empleado es el biestable R (borrado) S(grabado)
Síncronos: Además de las entradas de controlposee una entrada de sincronismo o de reloj. Silas entradas de control dependen de la desincronismo se denominan síncronas y en casocontrario asíncronas. Por lo general, las entradasde control asíncronas prevalecen sobre lassíncronas
Las clases de memoria cache incluyen cache
principal (también conocida como cache L1 y una
cache secundaria (conocidas como cache L2).
La memoria cache L1 es una memoria que esta
situada dentro del microprocesador, se le conoce
también con el nombre de memoria cache
interna. Actualmente se utilizan como mínimo
64/128 Kb. El controlador de la cache utilizando
una serie de algoritmos obtiene las probables
próximas lecturas de memoria.
La memoria cache L2 es una memoria externa
que se encuentra generalmente entre el
microprocesador y la memoria. Es una memoria
súper rápida conformada por chips SRAM.
Una de las características de la cache L2 es que
es de mayor tamaño que la L1.
En el caso de los microprocesadores que tienen
la cache integrada al mismo, su principal
característica es que esta trabaja a la misma
velocidad que la interna del micro.
Trabaja sobre los mismos principios que la memoriacaché, pero en lugar de usar SRAM de alta velocidad, usala convencional memoria principal.
Los datos más recientes del disco duro a los que se haaccedido (así como los sectores adyacentes) sealmacenan en un buffer de memoria.
Cuando el programa necesita acceder a datos del disco,lo primero que comprueba es la caché del disco para versi los datos ya están ahí.
La caché de disco puede mejorar drásticamente elrendimiento de las aplicaciones, dado que acceder a unbyte de datos en RAM puede ser miles de veces másrápido que acceder a un byte del disco duro.
Es una memoria síncrona que envía los datos
dos veces por cada ciclo de reloj.
De este modo trabaja al doble de velocidad
del bus del sistema sin necesidad de
aumentar la frecuencia de reloj.
Se presenta en módulos (circuito impreso
donde se encuentra soldados los chips de
memoria RAM) DIMM de 184 contactos.
La ROM (Read Only Memory) es una «MemoriaSólo de Lectura».
En ella sólo se puede leer la información quecontiene, no es posible modificarla.
En este tipo de memoria se acostumbra aguardar las instrucciones de arranque y elfuncionamiento coordinado de la computadora.Físicamente, las memorias ROM son cápsulasde cristales de silicio. La información quecontienen se graba de una forma especial porsus fabricantes o empresas muy especializadas.
Las memorias de este tipo, al contrario que lasRAM, no son volátiles, pero se puedendeteriorar a causa de campos magnéticosdemasiado potentes.
La comunicación con el procesador se realiza,al igual que en las memorias RAM, a través delos buses de direcciones y datos.
Al existir sólo la posibilidad de lectura, la señalde control, que en la RAM se utilizaba paraindicar si se iba a leer o escribir, sólo va aintervenir para autorizar la utilización de lamemoria ROM.
Además de las ROM, en las que sólo puede
grabar información el fabricante de la
memoria, existen otros tipos de memorias no
volátiles que se pueden modificar de diversas
formas y son de una flexibilidad y potencia de
uso mayor que las simples ROM.
La utilización de este tipo de memorias
permite a los usuarios configurar computadoras
dedicadas a tareas concretas, modificando
simplemente la programación de los bancos de
memoria del sistema informático.
Memoria Programable Sólo de Lectura).
Las memorias PROM son memorias sólo de
lectura que, a diferencia de las ROM, no
vienen programadas desde la fábrica donde se
construyen, sino que es el propio usuario el
que graba, permanentemente, con medios
especiales la información que más le interesa.
Memoria Borrable y Programable Sólo de
Lectura).
Las EPROM tienen la ventaja, con respecto a las
otras memorias ROM, de que pueden ser
reutilizables ya que, aunque la información que se
almacena en ellas permanece permanentemente
grabada, ésta se puede borrar y volver a grabar
mediante procesos especiales, como puede ser el
mantenerlas durante treinta minutos bajo una
fuente de rayos ultravioletas para borrarlas.
Este tipo de chip puede reprogramarse.Contiene una ventana de cuarzo a travésde la cuál se exponen los circuitosinteriores del chip.
Cuando se aplica luz ultravioleta a travésde la ventana se produce una reacciónquímica que borra el EPROM. Para hacerel borrado y la reprogramación se deberetirar el chip de la computadora.
Read Only Memory o Memoria Borrable y
Programable Eléctricamente Sólo de
Lectura).
Las EEPROM aumentan, más si cabe, su
ventaja con respecto a los anteriores tipos
de memorias, ya que la información que se
almacena en ellas se puede manipular con
energía eléctrica y no es necesaria la
utilización de rayos ultravioletas.
Es una forma evolucionada de la memoria
EEPROM que permite que múltiples posiciones de
memoria sean escritas o borradas en una misma
operación de programación mediante impulsos
eléctricos, frente a las anteriores que sólo
permite escribir o borrar una única celda cada
vez.
Por ello, flash permite funcionar a velocidades
muy superiores cuando los sistemas emplean
lectura y escritura en diferentes puntos de esta
memoria al mismo tiempo.
