U2S1: Memoria Principal (Aspectos Generales)

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEZIUTLÁN
MATERIA:
ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS
ENERO - JUNIO 2017

ASPECTOS GENERALES
MEMORIA PRINCIPAL DEL
SISTEMA

INTRODUCCIÓN
Sistema Digital
Una característica importante de un
Sistema Digital es la habilidad de
Almacenar Información, a diferencia de
los sistemas analógicos.
Circuito Analógico
Circuito Digital

Memoria Principal
La memoria es el sitio de la computadora
donde se guardan las instrucciones o los
programas, al igual que los datos de entrada
y salida.
En los modelos von Neumann y Harvard, la
memoria principal es, junto al CPU, uno de
los elementos más importantes en una
computadora.
INTRODUCCIÓN

MEMORIA PRINCIPAL
Medición del Almacenamiento
La unidad de almacenamiento, tanto en
memorias de trabajo (Cache, RAM, ROM),
como el almacenamiento secundario o
terciario Discos Flexibles, Duros y demás, es el
Byte.
Un Byte está constituido por 8 bits

JERARQUÍA DE MEMORIAS
MEM. INTERNA
ns
μs
ms
s
MEM. EXTERNA

PROPIEDADES GENERALES
DEL DIRECCIONAMIENTO
Orden de los Bytes en Memoria (Endianness)
Expresa el orden en cómo se ordenan los bytes
en las localidades de la memoria.
El ingeniero Danny Cohen establece dos modos
de ordenamiento denominados Big Endian y
Little Endian.
Dr. Danny Cohen

En este modo los bytes más significativos se
almacenan en las posiciones más altas de la
memoria y los bytes menos significativos se
almacenan en las posiciones más bajas.
Little Endian
Ej.
A = 12 34 56 78 h
POSICIÓN DATO
0 78
1 56
2 34
3 12
LSB
MSB

En este modo los bytes más significativos se
almacenan en las posiciones más bajas de la
memoria y los bytes menos significativos se
almacenan en las posiciones más altas.
Ej.
A = 12 34 56 78 h
POSICIÓN DATO
0 12
1 34
2 56
3 78
LSB
MSB
Big Endian

CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN
MEMORIA
PRINCIPAL
Método de Acceso
Soporte
Físico
Alterabilidad
Volatilidad
Duración de la
Información
Ubicación en la
Computadora
Acceso Aleatorio (RAM)
Acceso Secuencial (SAM)
Acceso Directo (DAM)
Asociativo (CAM)
Lectura, Escritura (Temporal)
Sólo Lectura (Permanente)
Flash
Semiconductoras
Magnéticas
Ópticas
Magneto-Ópticas
Volátiles
No Volátiles
Estática
Dinámica
Integrada
Interna
Externa

MÉTODOS DE ACCESO
DE MEMORIAS

MÉTODOS DE ACCESO
Los métodos de acceso de una memoria hacen
referencia a los modos en cómo se obtienen o
se leen los datos en los sectores o celdas de
almacenamiento.
Métodos de Acceso

Acceso Secuencial (SAM)
Tiempo de acceso dependiente de la posición de memoria
D1
D2
D3
MÉTODOS DE ACCESO

Acceso Directo (DAM)
Acceso directo a un sector con tiempo de acceso dependiente del sector, y acceso
secuencial dentro del sector
D1
D2
D3
DECODIFICADOR
MÉTODOS DE ACCESO
Sector 1 Sector 2 Sector 3 Sector 4

Acceso Aleatorio (RAM)
Acceso directo a cualquier sector y tiempo de acceso constante e independiente de la
posición en memoria
D1
D2
D3
DECODIFICADOR
Dirección: Sector 02, Posición 07 0 0 1 0 0 1 1 1
Sector Posición
MÉTODOS DE ACCESO

Acceso Por Contenido o Asociativo (CAM)
Tipo especial de memoria que realiza una búsqueda a altas velocidades en todas las
localidades y devuelve las direcciones o sectores donde se encuentran los datos solicitados
y, en algunas arquitecturas, el dato mismo.
D1
D2
D3
MÉTODOS DE ACCESO

SOPORTE FÍSICO
DE MEMORIAS

El soporte físico de una memoria hace
referencia al fenómeno físico que se utiliza para
que la información se lea, se escriba, se
almacene o se represente; es decir, cómo se
registran o se muestran los 1’s y 0’s, o los
estados Altos y Bajos.
SOPORTE FÍSICO
Métodos de Acceso

Las memorias a base de semiconductores son las
memorias de mayor utilidad para el
almacenamiento temporal de datos y de
instrucciones.
Están construidas a base de transistores MOSFET,
Capacitores o Fusibles. Los bits se representan
eléctricamente mediante niveles de voltaje o
existencia o ausencia de carga eléctrica.
Memorias Semiconductoras
Memorias EPROM o
EEPROM
Memorias SRAM o
DRAM
Memorias Caché
SOPORTE FÍSICO

Las memorias a base de materiales magnéticos
tienen la finalidad de que la información que
se guarde sea principalmente en forma
permanente y/o transportable.
Los bits se representan mediante niveles
magnéticos en materiales especiales sobre los
que se induce un campo magnético que se
conserva por periodos muy largos de tiempo.
Memorias Magnéticas
SOPORTE FÍSICO
Discos Duros
Floppys 3 ½
Floppy 5 ¼

Las memorias de lectura y escritura óptica
requieren de un sistema que emita un láser
óptico para leer los relieves de un material
fotosensible.
Los 1’s y 0’s se representan mediante dichos
relieves, donde un 0 es un hueco o sector, y
un 1 es una sección lisa o un sector de menor
profundidad.
Memorias Ópticas
SOPORTE FÍSICO

ALTERABILIDAD
DE MEMORIAS

La alterabilidad de una memoria tiene que
ver con las acciones que tiene una memoria
para manipular o leer los datos almacenados
en su estructura o sus sectores.
Dependiendo del tipo de soporte físico o la
información contenida, se determina si la
memoria puede modificar el contenido o
sólo leerlo.
ALTERABILIDAD
Alterabilidad de la Información

Las memorias a base de semiconductores y
magnéticas (Registros, Caché, RAM, HDD’s, etc.)
permiten que la computadora pueda leer los datos
almacenados en sectores cargados, escribir en
sectores vacíos y sobrescribir el contenido de los
mismos.
Memorias de Lectura/Escritura
ALTERABILIDAD
Algunas memorias semiconductoras, al igual que
algunos dispositivos ópticos, se consideran de sólo
lectura, porque la información contenida en sus
sectores sólo está disponible para ser leída. Para
poder escribir en ellas existen técnicas de borrado o
quemado, sin embargo, algunos dispositivos, una
vez realizando escritura sobre ellos, no pueden
modificarse
Memorias de sólo Lectura

VOLATILIDAD
DE MEMORIAS

Una propiedad relacionada con la Alterabilidad
de la información de una memoria es la
Volatilidad de su contenido, lo que se traduce
como la capacidad que tienen una memoria
para conservar su información.
VOLATILIDAD
Volatilidad

Memoria Volátil
Requiere de energía constante
para mantener la información
almacenada; por tanto, si
ocurre una caída de tensión o
un corte en el suministro, los
datos alojados se pierden.
(Registros, Caché, RAM)
Memorias Semiconductoras
Memoria No Volátil
Memoria que retiene la
información almacenada
incluso en ausencia de
corriente eléctrica; se utiliza
para configuraciones y
almacenamientos a largo plazo.
(ROM, HDD, Discos, Flash, etc)
Memorias Semiconductoras,
Magnéticas, Ópticas
VOLATILIDAD

Celda Básica de una
Memoria Volátil
Celda Básica de una
Memoria No Volátil
VOLATILIDAD

DURACIÓN DE LA INFORMACIÓN
DE MEMORIAS

La volatilidad de una memoria se debe principalmente
a que ciertos datos deben ser susceptibles de
modificarse por requerimientos del procesador.
Así mismo, algunos datos deben durar periodos
razonables de tiempo.
Las memorias semiconductoras, dependiendo de sus
celdas, consumirán su carga eléctrica a una
determinada velocidad, o bien, se mantendrán
cargadas durante un determinado periodo de tiempo.
Duración o Conservación de la Información

Una memoria es estática si la información que
contiene no requiere de mucha energía para
conservar la información y su información se
conserva más o menos de forma perdurable.
Sus celdas de memoria están fabricadas a base de
FET’s o MOSFETS, los cuales no requieren de mucho
voltaje para mantenerse encendidos.
Almacenamiento Estático
Celda Estática

Celda Estática

Celda Dinámica
Una memoria es dinámica si la información que contiene se
pierde al transcurrir el tiempo. Para que éste escenario no
ocurra, se requiere Recargar el contenido o Refrescarlo
mediante una señal o pulso que fije en corriente alta en caso
de los 1’s o corriente baja en el caso de los 0’s.
A éste proceso se le denomina REFRESH. Sus celdas de
memoria están hechas en su mayoría por transistores y
capacitores, los cuales conservan una carga, pero la consumen
de forma más rápida.
Almacenamiento Dinámico

Celda Dinámica

UBICACIÓN FÍSICA EN LA COMPUTADORA
DE MEMORIAS

Memoria Integrada
La integran los registros
internos y las memorias
caché, que forman parte del
mismo procesador
Memoria Interna
Contempla la memoria
principal (RAM y ROM) la
cual se hallan próximas al
CPU.
Memoria Externa
La ubicación física de una memoria con respecto a la ubicación del procesador está en
función de los datos que almacenen, y la celeridad con la que el CPU requiere de dicha
información.
UBICACIÓN FÍSICA
Son los elementos que no
están próximos al
procesador o no forman
parte de la computadora.
(HDD’s, Flash, Discos.)

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