Memoria RAM Es Un Sistema de Almacenamiento de Datos
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Memoria RAM es un sistema de almacenamiento de datos. RAM significa Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio, y esta nomenclatura se debe al hecho de que el sistema accede a datos almacenados de forma no secuencial, a diferencia de otros tipos de memoria. La memoria RAM es volátil, esto quiere decir que no graba de modo permanente los datos contenidos. Cuando la alimentación del sistema es cortada, todo lo que estaba en la memoria se pierde. El sistema es bastante útil para el procesamiento de datos, ya que proporciona espacio para informaciones cruciales, que pueden ser accedidas de forma casi inmediata, a diferencia de otras formas de almacenamiento, como discos duro, CDs o DVDs. El sistema operativo, así como aplicaciones de datos en uso son almacenados en la memoria RAM, permitiendo que el procesador trabaje estas informaciones rápidamente. Para la ejecución de juegos, por ejemplo, una buena cantidad de memoria RAM de alta calidad es esencial, ya que en este tipo de aplicación los archivos son accedidos a todo momento, para que sean cargados texturas, modelos, animaciones y otros tipos de datos exhibidos continuamente. Si el procesador depende de acceso al disco duro o a otro tipo de almacenamiento, la velocidad y agilidad características de un juego pueden ser comprometidas. Vale la pena destacar que no todos los tipos de memoria RAM proporcionan el mismo nivel de desempeño. Existen diversos modelos con frecuencias diferentes y capacidades de transferencia de datos cada vez mayores. Verifica debajo una comparación entre tres modelos de RAM con frecuencia de clock de 200Mhz, y nota como el desempeño se duplica con cada versión del hardware. La memoria RAM es indispensable para cualquier tipo de usuario, desde aquellos que tienen interés en juegos hasta los que utilizan procesadores de texto más pesados. El
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Memoria RAM es un sistema de almacenamiento de datos. RAM significa Random
Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio, y esta nomenclatura se debe al hecho
de que el sistema accede a datos almacenados de forma no secuencial, a diferencia
de otros tipos de memoria. La memoria RAM es volátil, esto quiere decir que no grabade modo permanente los datos contenidos. Cuando la alimentación del sistema es
cortada, todo lo que estaba en la memoria se pierde.
El sistema es bastante útil para el procesamiento de datos, ya que proporciona
espacio para informaciones cruciales, que pueden ser accedidas de forma casi
inmediata, a diferencia de otras formas de almacenamiento, como discos duro, CDs o
DVDs. El sistema operativo, así como aplicaciones de datos en uso son almacenados
en la memoria RAM, permitiendo que el procesador trabaje estas informaciones
rápidamente.
Para la ejecución de juegos, por ejemplo, una buena cantidad de memoria RAM de
alta calidad es esencial, ya que en este tipo de aplicación los archivos son accedidos
a todo momento, para que sean cargados texturas, modelos, animaciones y otros
tipos de datos exhibidos continuamente. Si el procesador depende de acceso al disco
duro o a otro tipo de almacenamiento, la velocidad y agilidad características de un
juego pueden ser comprometidas.
Vale la pena destacar que no todos los tipos de memoria RAM proporcionan el mismo
nivel de desempeño. Existen diversos modelos con frecuencias diferentes y
capacidades de transferencia de datos cada vez mayores. Verifica debajo una
comparación entre tres modelos de RAM con frecuencia de clock de 200Mhz, y nota
como el desempeño se duplica con cada versión del hardware.
La memoria RAM es indispensable para cualquier tipo de usuario, desde aquellos que
tienen interés en juegos hasta los que utilizan procesadores de texto más pesados. El
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acceso de datos directamente en el disco duro no trae agilidad, la cual es necesaria
en la mayor parte de las aplicaciones utilizadas actualmente, y el hecho de que una
memoria no es un componente caro garantiza que todo usuario debe intentar
mantener su sistema actualizado en este aspecto.
MEMORIA ROM
La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de read-only
memory ), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos,que permite solo la lectura de la información y no su escritura, independientemente de la presenciao no de una fuente de energía.
Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de manera rápida ofácil. Se utiliza principalmente para contener elfirmware (programa que está estrechamente ligado ahardware específico, y es poco probable que requiera actualizaciones frecuentes) u otro contenidovital para el funcionamiento del dispositivo, como los programas que ponen en marcha elordenador y realizan los diagnósticos.
En su sentido más estricto, se refiere solo a máscara ROM -en inglés, MROM- (el más antiguo tipode estado sólido ROM), que se fabrica con los datos almacenados de forma permanente, y por lotanto, su contenido no puede ser modificado de ninguna forma. Sin embargo, las ROM másmodernas, como EPROM y Flash EEPROM, efectivamente se pueden borrar y volver a programarvarias veces, aún siendo descritos como "memoria de solo lectura" (ROM). La razón de que se lascontinúe llamando así es que el proceso de reprogramación en general es poco frecuente,relativamente lento y, a menudo, no se permite la escritura en lugares aleatorios de la memoria. Apesar de la simplicidad de la ROM, los dispositivos reprogramables son más flexibles yeconómicos, por lo cual las antiguas máscaras ROM no se suelen encontrar en hardware
producido a partir de 2007.
La memoria flash es una tecnología de almacenamiento —derivada de la memoria EEPROM— que permite la lecto-escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. Graciasa ello, la tecnología flash , siempre mediante impulsos eléctricos, permite velocidades defuncionamiento muy superiores frente a la tecnología EEPROM primigenia, que sólo permitíaactuar sobre una única celda de memoria en cada operación de programación. Se trata de latecnología empleada en los dispositivos pendrive.
Económicamente hablando, el precio en el mercado cumple la ley de moore. En el año 2011, el
coste por MB en los discos duros son muy inferiores a los que ofrece la memoria flash y, ademáslos discos duros tienen una capacidad muy superior a la de las memorias flash.
Ofrecen, además, características como gran resistencia a los golpes, bajo consumo y por completosilencioso, ya que no contiene ni actuadores mecánicos ni partes móviles. Su pequeño tamañotambién es un factor determinante a la hora de escoger para un dispositivo portátil, así como suligereza y versatilidad para todos los usos hacia los que está orientado.
Sin embargo, todos los tipos de memoria flash sólo permiten un número limitado de escrituras yborrados, generalmente entre 10.000 y un millón, dependiendo de la celda, de la precisión delproceso de fabricación y del voltaje necesario para su borrado.
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Este tipo de memoria está fabricado con puertas lógicas NOR y NAND para almacenar los 0s ó 1scorrespondientes. Actualmente (08-08-2005) hay una gran división entre los fabricantes de un tipou otro, especialmente a la hora de elegir un sistema de archivos para estas memorias. Sin embargose comienzan a desarrollar memorias basadas en ORNAND.
Los sistemas de archivos para estas memorias están en pleno desarrollo aunque ya en
funcionamiento como por ejemplo JFFS originalmente para NOR, evolucionado a JFFS2 parasoportar ademásNAND o YAFFS, ya en su segunda versión, para NAND. Sin embargo, en lapráctica se emplea un sistema de archivos FAT por compatibilidad, sobre todo en las tarjetas dememoria extraible.
Otra característica ha sido la resistencia térmica de algunos encapsulados de tarjetas de memoriaorientadas a las cámaras digitales de gama alta. Esto permite funcionar en condiciones extremasde temperatura como desiertos o glaciares ya que el rango de temperaturas soportado abarcadesde los -25 °C hasta los 85 °C.
Las aplicaciones más habituales son:
El llavero USB que, además del almacenamiento, suelen incluir otros servicios como radio FM,grabación de voz y, sobre todo como reproductores portátiles de MP3 y otros formatos deaudio.
Las PC Card
Las tarjetas de memoria flash que son el sustituto del carrete en la fotografía digital, ya que en
las mismas se almacenan las fotos.
Existen varios estándares de encapsulados promocionados y fabricados por la mayoría de lasmultinacionales dedicadas a la producción de hardware.
[editar]Funcionalidades
Flash, como tipo de EEPROM que es, contiene una matriz de celdas conun transistor evolucionado con dos puertas en cada intersección. Tradicionalmente sólo almacenanun bit de información. Las nuevas memorias flash, llamadas también dispositivos de celdas multi-nivel, pueden almacenar más de un bit por celda variando el número de electrones que almacenan.
Estas memorias están basadas en el transistor FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection MetalOxide Semiconductor) que es, esencialmente, un transistor NMOS con un conductor (basado en unóxido metálico) adicional localizado o entre la puerta de control (CG – Control Gate) y losterminales fuente/drenador contenidos en otra puerta (FG – Floating Gate) o alrededor de la FGconteniendo los electrones que almacenan la información.
[editar]Memoria flash de tipo NOR
En las memorias flash de tipo NOR, cuando los electrones se encuentran en FG, modifican(prácticamente anulan) el campo eléctrico que generaría CG en caso de estar activo. De esta
forma, dependiendo de si la celda está a 1 ó a 0, el campo eléctrico de la celda existe o no.Entonces, cuando se lee la celda poniendo un determinado voltaje en CG, la corriente eléctricafluye o no en función del voltaje almacenado en la celda. La presencia/ausencia de corriente sedetecta e interpreta como un 1 ó un 0, reproduciendo así el dato almacenado. En los dispositivos
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de celda multi-nivel, se detecta la intensidad de la corriente para controlar el número de electronesalmacenados en FG e interpretarlos adecuadamente.
Para programar una celda de tipo NOR (asignar un valor determinado) se permite el paso de lacorriente desde el terminal fuente al terminal sumidero, entonces se coloca en CG un voltaje altopara absorber los electrones y retenerlos en el campo eléctrico que genera. Este proceso se
llama hot-electrón injection . Para borrar (poner a ―1‖, el estado natural del transistor) el contenido
de una celda, expulsar estos electrones, se emplea la técnica de Fowler-Nordheim tunnelling , unproceso de tunelado mecánico – cuántico. Esto es, aplicar un voltaje inverso bastante alto alempleado para atraer a los electrones, convirtiendo al transistor en una pistola de electrones quepermite, abriendo el terminal sumidero, que los electrones abandonen el mismo. Este proceso es elque provoca el deterioro de las celdas, al aplicar sobre un conductor tan delgado un voltaje tanalto.
Es necesario destacar que las memorias flash están subdivididas en bloques (en ocasionesllamados sectores) y por lo tanto, para el borrado, se limpian bloques enteros para agilizar elproceso, ya que es la parte más lenta del proceso. Por esta razón, las memorias flash son mucho
más rápidas que las EEPROM convencionales, ya que borran byte a byte. No obstante, parareescribir un dato es necesario limpiar el bloque primero para después reescribir su contenido.
[editar]Memorias flash de tipo NAND
Las memorias flash basadas en puertas lógicas NAND funcionan de forma ligeramente diferente:usan un túnel de inyección para la escritura y para el borrado un túnel de ‗soltado‘. Las memorias
basadas en NAND tienen, además de la evidente base en otro tipo de puertas, un coste bastanteinferior, unas diez veces de más resistencia a las operaciones pero sólo permiten accesosecuencial (más orientado a dispositivos de almacenamiento masivo), frente a las memorias flashbasadas en NOR que permiten lectura de acceso aleatorio. Sin embargo, han sido las NAND lasque han permitido la expansión de este tipo de memoria, ya que el mecanismo de borrado es más
sencillo (aunque también se borre por bloques) lo que ha proporcionado una base más rentablepara la creación de dispositivos de tipo tarjeta de memoria. Las populares memorias USB otambién llamadas Pendrives, utilizan memorias flash de tipo NAND.
[editar]Comparación de memorias flash basadas en NOR y NAND
Para comparar estos tipos de memoria se consideran los diferentes aspectos de las memoriastradicionalmente valorados.
La densidad de almacenamiento de los chips es actualmente bastante mayor en las memoriasNAND.
El coste de NOR es mucho mayor.
El acceso NOR es aleatorio para lectura y orientado a bloques para su modificación. Sinembargo, NAND ofrece tan solo acceso directo para los bloques y lectura secuencial dentro delos mismos.
En la escritura de NOR podemos llegar a modificar un solo bit. Esto destaca con la limitadareprogramación de las NAND que deben modificar bloques o palabras completas.
La velocidad de lectura es muy superior en NOR (50-100 ns) frente a NAND (10 µs de la
búsqueda de la página + 50 ns por byte).
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La velocidad de escritura para NOR es de 5 µs por byte frente a 200 µs por página en NAND.
La velocidad de borrado para NOR es de 1 ms por bloque de 64 KB frente a los 2 ms porbloque de 16 KB en NAND.
La fiabilidad de los dispositivos basados en NOR es realmente muy alta, es relativamenteinmune a la corrupción de datos y tampoco tiene bloques erróneos frente a la escasa fiabilidad
de los sistemas NAND que requieren corrección de datos y existe la posibilidad de que quedenbloques marcados como erróneos e inservibles.
En resumen, los sistemas basados en NAND son más baratos y rápidos pero carecen de unafiabilidad que los haga eficientes, lo que demuestra la necesidad imperiosa de un buen sistema dearchivos. Dependiendo de qué sea lo que se busque, merecerá la pena decantarse por uno u otrotipo.
[editar]Tarjetero flash
Un tarjetero flash es un periférico que lee o escribe en memoria flash. Actualmente, los instaladosen ordenadores (incluidos en una placa o mediante puerto USB), marcos digitales, lectores de
DVD y otros dispositivos, suelen leer varios tipos de tarjetas.
[editar]Sistemas de archivos para memorias flash
Diseñar un sistema de archivos eficiente para las memorias flash se ha convertido en una carreravertiginosa y compleja, ya que, aunque ambos (NOR y NAND) son tipos de memoria flash, tienencaracterísticas muy diferentes entre sí a la hora de acceder a esos datos. Esto es porque unsistema de ficheros que trabaje con memorias de tipo NOR incorpora varios mecanismosinnecesarios para NAND y, a su vez, NAND requiere mecanismos adicionales, innecesarios paragestionar la memoria de tipo NOR.
Un ejemplo podría ser un recolector de basura . Esta herramienta está condicionada por el
rendimiento de las funciones de borrado que, en el caso de NOR es muy lento y, además, unrecolector de basura NOR requiere una complejidad relativa bastante alta y limita las opciones dediseño del sistema de archivos. Comparándolo con los sistemas NAND, que borran mucho másrápidamente, estas limitaciones no tienen sentido.
Otra de las grandes diferencias entre estos sistemas es el uso de bloques erróneos que puedenexistir en NAND pero no tienen sentido en los sistemas NOR que garantizan la integridad. Eltamaño que deben manejar unos y otros sistemas también difiere sensiblemente y por lo tanto esotro factor a tener en cuenta. Se deberá diseñar estos sistemas en función de la orientación que sele quiera dar al sistema.
Los dos sistemas de ficheros que se disputan el liderazgo para la organización interna de las
memorias flash son JFFS (Journaling Flash File System) y YAFFS (Yet Another Flash FileSystem),ExFAT es la opción de Microsoft.
[editar]Antecedentes de la memoria flash
Las memorias han evolucionado mucho desde los comienzos del mundo de la computación.Conviene recordar los tipos de memorias de semiconductores empleadas como memoria principal
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y unas ligeras pinceladas sobre cada una de ellas para enmarcar las memorias flash dentro de sucontexto.
Organizando estos tipos de memoria conviene destacar tres categorías si las clasificamos enfunción de las operaciones que podemos realizar sobre ellas, es decir, memorias de sólo lectura,memorias de sobre todo lectura y memorias de lectura/escritura.
Memorias de sólo lectura.
ROM: (Read Only Memory): Se usan principalmente en microprogramación de sistemas.
Los fabricantes las suelen emplear cuando producen componentes de forma masiva.
PROM: (Programmable Read Only Memory): El proceso de escritura es electrónico. Se
puede grabar posteriormente a la fabricación del chip, a diferencia de las anteriores que se
graba durante la fabricación. Permite una única grabación y es más cara que la ROM.
Memorias de sobre todo lectura.
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): Se puede escribir varias veces de
forma eléctrica, sin embargo, el borrado de los contenidos es completo y a través de la
exposición a rayos ultravioletas (de esto que suelen tener una pequeña ‗ventanita‘ en el
chip).
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory): Se puede borrar
selectivamente byte a byte con corriente eléctrica. Es más cara que la EPROM.
Memoria flash: Está basada en las memorias EEPROM pero permite el borrado bloque a
bloque y es más barata y densa.
Memorias de Lectura/Escritura (RAM)
DRAM (Dynamic Random Access Memory): Los datos se almacenan como en la carga de
un condensador. Tiende a descargarse y, por lo tanto, es necesario un proceso de refresco
periódico. Son más simples y baratas que las SRAM.
SRAM (Static Random Access Memory): Los datos se almacenan formando biestables, por
lo que no requiere refresco. Igual que DRAM es volátil. Son más rápidas que las DRAM y
más caras.
[editar]Historia de la memoria flash
La historia de la memoria flash siempre ha estado muy vinculada con el avance del resto de las
tecnologías a las que presta sus servicios como routers, módems, BIOS de los PC, wireless, etc.FueFujio Masuoka en 1984, quien inventó este tipo de memoria como evolución de
las EEPROM existentes por aquel entonces. Intel intentó atribuirse la creación de esta sin éxito,aunque si comercializó la primera memoria flash de uso común.
Entre los años 1994 y 1998, se desarrollaron los principales tipos de memoria que conocemos hoy,como la SmartMedia o la CompactFlash. La tecnología pronto planteó aplicaciones en otros
campos. En 1998, la compañía Rio comercializó el primer ‗Walkman‘ sin piezas móviles
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aprovechando el modo de funcionamiento de SmartMedia. Era el sueño de todo deportista quehubiera sufrido los saltos de un discman en el bolsillo.
En 1994 SanDisk comenzó a comercializar tarjetas de memoria (CompactFlash) basadas en estos
circuitos, y desde entonces la evolución ha llegado a pequeños dispositivos de mano de laelectrónica de consumo como reproductores de MP3 portátiles, tarjetas de memoria para vídeo
consolas, capacidad de almacenamiento para las PC Card que nos permiten conectar a redesinalámbricas y un largo etcétera, incluso llegando a la aeronáutica espacial. El espectro es grande.
En informática, un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive , HDD) es un dispositivode almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética paraalmacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por unmismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y encada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada láminade aire generada por la rotación de los discos.
El primer disco duro fue inventado por IBM en 1956. A lo largo de los años, los discos duros handisminuido su precio al mismo tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opciónde almacenamiento secundario para PC desde su aparición en los años 60.1 Los discos duros hanmantenido su posición dominante gracias a los constantes incrementos en la densidad degrabación, que se ha mantenido a la par de las necesidades de almacenamiento secundario.1
Los tamaños también han variado mucho, desde los primeros discos IBM hasta los formatosestandarizados actualmente: 3,5" los modelos para PC yservidores, 2,5" los modelos paradispositivos portátiles. Todos se comunican con la computadora a través del controlador de disco, empleando una interfazestandarizado. Los más comunes hoy día son IDE (también llamado ATA oPATA), SCSI (generalmente usado en servidores y estaciones de trabajo ), Serial
ATA y FC (empleado exclusivamente en servidores).
Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel quedefina una o más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una fracción del espaciodisponible en el disco, que dependerá del formato empleado. Además, los fabricantes de discosduros, SSD y tarjetas flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos SI, que empleanmúltiplos de potencias de 1000 según la normativa IEC, en lugar de losprefijos binarios clásicos de
DISCO DURO
la IEEE, que emplean múltiplos de potencias de 1024, y son los usados mayoritariamente porlos sistemas operativos. Esto provoca que en algunos sistemas operativos sea representado comomúltiplos 1024 o como 1000, y por tanto existan ligeros errores, por ejemplo un Disco duro de 500
GB, en algunos sistemas operativos sea representado como 465 GiB (Según la IEC Gibibyte, oGigabyte binario, que son 1024 Mebibytes) y en otros como 500 GB.
Existe otro tipo de almacenamiento que recibe el nombre de Unidades de estado sólido ; aunquetienen el mismo uso y emplean las mismas interfaces, no están formadas por discos mecánicos,sino por memorias de circuitos integrados para almacenar la información. El uso de esta clase dedispositivos anteriormente se limitaba a las supercomputadoras, por su elevado precio, aunque hoyen día ya son muchísimo más asequibles para el mercado doméstico
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Al principio los discos duros eran extraíbles, sin embargo, hoy en día típicamente vienen todossellados (a excepción de un hueco de ventilación para filtrar e igualar la presión del aire).
El primer disco duro, aparecido en 1956, fue el IBM 350 modelo 1, presentado con lacomputadora Ramac I: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que unanevera actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola
separada para su manejo.
Su gran mérito consistía en el que el tiempo requerido para el acceso era relativamente constanteentre algunas posiciones de memoria, a diferencia de las cintas magnéticas, donde para encontraruna información dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el datobuscado, teniendo muy diferentes tiempos de acceso para cada posición.
La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir conmaterial magnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego erandivididas en sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutassecciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitosbinarios así grabados pueden permanecer intactos años. Originalmente, cada bit tenía unadisposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubrió cómo registrarla información de una manera más compacta.
El mérito del francés Albert Fert y al alemán Peter Grünberg (ambos premio Nobel de Física porsus contribuciones en el campo del almacenamiento magnético) fue el descubrimiento delfenómeno conocido como magnetorresistencia gigante, que permitió construir cabezales de lecturay grabación más sensibles, y compactar más los bits en la superficie del disco duro. De estosdescubrimientos, realizados en forma independiente por estos investigadores, se desprendió uncrecimiento espectacular en la capacidad de almacenamiento en los discos duros, que se elevó un60% anual en la década de 1990.
En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 Megabytes, mientras que 10 añosdespués habían superado 40 Gigabytes (40000 Megabytes). En la actualidad, ya contamos en eluso cotidiano con discos duros de más de 3 terabytes (TB), (3000000 Megabytes)
En 2005 los primeros teléfonos móviles que incluían discos duros fueron presentados por Samsungy Nokia, aunque no tuvieron mucho éxito ya que las memorias flash los acabaron desplazando,sobre todo por asuntos de fragilidad.
Características de un disco duro
Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:
Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector
deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de
lectura/escritura y la Latencia media (situarse en el sector).
Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pistadeseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hastala más central del disco.
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Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nuevainformación: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño debloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista.
Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es lamitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.
Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación,menor latencia media.
Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información ala computadora una vez la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede
ser velocidad sostenida o de pico .
Otras características son:
Caché de pista: Es una memoria tipo Flash dentro del disco duro.
Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puedeser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, Serial Attached SCSI
Landz: Zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga la computadora.
[editar]Estructura física
Componentes de un disco duro. De izquierda a derecha, fila superior: tapa, carcasa, plato, eje; fila inferior: espuma
aislante, circuito impreso de control, cabezal de lectura / escritura, actuador e imán, tornillos.
Interior de un disco duro; se aprecia la superficie de un plato y el cabezal de lectura/escritura retraído, a la izquierda.
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Dentro de un disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concéntricosllamados platos (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 ó 7 según el modelo), y quegiran todos a la vez sobre el mismo eje, al que están unidos. El cabezal (dispositivo de lectura y
escritura) está formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados verticalmente yque también se desplazan de forma simultánea, en cuya punta están las cabezas de
lectura/escritura. Por norma general hay una cabeza de lectura/escritura para cada superficie decada plato. Los cabezales pueden moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo cualcombinado con la rotación de los mismos permite que los cabezales puedan alcanzar cualquierposición de la superficie de los platos..
Cada plato posee dos caras , y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara . Si seobserva el esquema Cilindro-Cabeza-Sector de más abajo, a primera vista se ven 4 brazos, unopara cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leerla cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4platos, aunque por cuestiones comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos yexisten discos duros con un número impar de cabezas, o con cabezas deshabilitadas. Las cabezas
de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros),
debido a una finísima película de aire que se forma entre éstas y los platos cuando éstos giran(algunos discos incluyen un sistema que impide que los cabezales pasen por encima de los platoshasta que alcancen una velocidad de giro que garantice la formación de esta película). Si algunade las cabezas llega a tocar una superficie de un plato, causaría muchos daños en él, rayándologravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se
mueve a 129 km/h en el borde de un disco de 3,5 pulgadas).
[editar]Direccionamiento
Cilindro, Cabeza y Sector
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Pista (A), Sector (B), Sector de una pista (C), Clúster (D)
Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro .
Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
Cabeza: número de cabezales.
Pistas: una circunferencia dentro de una cara ; la pista 0 está en el borde exterior.
Cilindro: conjunto de varias pistas ; son todas las circunferencias que están alineadasverticalmente (una de cada cara ).
Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo elestándar actual 512 bytes, aunque próximamente serán 4KiB. Antiguamente el número desectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en laspistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció latecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores en laspistas exteriores, y utiliza más eficientemente el disco duro.
El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el CHS (cilindro-cabeza-sector), ya quecon estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Más adelante se creó otrosistema más sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques), que consiste en dividir el discoentero en sectores y asignar a cada uno un único número. Éste es el que actualmente se usa.
[editar]Tipos de conexión
Si hablamos de disco duro podemos citar los distintos tipos de conexión que poseen los mismos
con la placa base, es decir pueden ser SATA, IDE,SCSI o SAS:
IDE: Integrated Device Electronics ("Dispositivo electrónico integrado") o ATA (AdvancedTechnology Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, comolos discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hastaaproximadamente el 2004, el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos,anchos y alargados.
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SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento yvelocidad de rotación. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (StandardSCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio deacceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de informaciónpuede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los
discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2). Un
controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) conconexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajarasincrónicamente con relación al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad detransferencia.
SATA (Serial ATA): El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para
la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existen tres versiones,SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (hoy día descatalogado), SATA 2 dehasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad; y por último SATA 3 de hasta 600 MB/s elcual se está empezando a hacer hueco en el mercado. Físicamente es mucho más pequeño ycómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente.
SAS (Serial Attached SCSI ): Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor
del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con losdispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente. Unade las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar elnúmero de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferenciaconstante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS iráreemplazando a su predecesora SCSI. Además, el conector es el mismo que en lainterfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad develocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por
controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.[editar]Factor de Forma
El más temprano "factor de forma " de los discos duros, heredó sus dimensiones de las disqueteras.Pueden ser montados en los mismos chasis y así los discos duros con factor de forma, pasaron allamarse coloquialmente tipos FDD "floppy-disk drives " (en inglés).
La compatibilidad del "factor de forma" continua siendo de 3½ pulgadas (8,89 cm) incluso despuésde haber sacado otros tipos de disquetes con unas dimensiones más pequeñas.
8 pulgadas: 241,3×117,5×362 mm (9,5×4,624×14,25 pulgadas).
En 1979, Shugart Associates sacó el primer factor de forma compatible con los disco duros,
SA1000, teniendo las mismas dimensiones y siendo compatible con la interfaz de 8 pulgadasde las disqueteras. Había dos versiones disponibles, la de la misma altura y la de la mitad(58,7mm).
5,25 pulgadas: 146,1×41,4×203 mm (5,75×1,63×8 pulgadas). Este factor de forma es elprimero usado por los discos duros de Seagate en 1980 con el mismo tamaño y altura máximade los FDD de 5¼ pulgadas, por ejemplo: 82,5 mm máximo.Éste es dos veces tan alto como el factor de 8 pulgadas, que comúnmente se usa hoy; porejemplo: 41,4 mm (1,64 pulgadas). La mayoría de los modelos de unidades ópticas (DVD / CD)
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de 120 mm usan el tamaño del factor de forma de media altura de 5¼, pero también paradiscos duros. El modelo Quantum Bigfoot es el último que se usó a finales de los 90'.
3,5 pulgadas: 101,6×25,4×146 mm (4×1×5.75 pulgadas).Este factor de forma es el primero usado por los discos duros de Rodine que tienen el mismo
tamaño que las disqueteras de 3½, 41,4 mm de altura. Hoy ha sido en gran parte remplazadopor la línea "slim" de 25,4mm (1 pulgada), o "low-profile" que es usado en la mayoría de losdiscos duros.
2,5 pulgadas: 69,85×9,5-15×100 mm (2,75×0,374-0,59×3,945 pulgadas).
Este factor de forma se introdujo por PrairieTek en 1988 y no se corresponde con el tamaño delas lectoras de disquete. Este es frecuentemente usado por los discos duros de los equiposmóviles (portátiles, reproductores de música, etc...) y en 2008 fue reemplazado por unidadesde 3,5 pulgadas de la clase multiplataforma. Hoy en día la dominante de este factor de formason las unidades para portátiles de 9,5 mm, pero las unidades de mayor capacidad tienen unaaltura de 12,5 mm.
1,8 pulgadas: 54×8×71 mm.Este factor de forma se introdujo por Integral Peripherals en 1993 y se involucró con ATA-7 LIFcon las dimensiones indicadas y su uso se incrementa en reproductores de audio digital y su
subnotebook. La variante original posee de 2GB a 5GB y cabe en una ranura de expansiónde tarjeta de ordenador personal. Son usados normalmente en iPods y discos duros basados
en MP3.
1 pulgadas: 42,8×5×36,4 mm.Este factor de forma se introdujo en 1999 por IBM y Microdrive, apto para los slots tipo 2 decompact flash, Samsung llama al mismo factor como 1,3 pulgadas.
0,85 pulgadas: 24×5×32 mm.
Toshiba anunció este factor de forma el 8 de enero de 2004 para usarse en móviles yaplicaciones similares, incluyendo SD / MMC slot compatible con disco duro optimizado paravídeo y almacenamiento para micromóviles de 4G. Toshiba actualmente vende versiones de4GB (MK4001MTD) y 8GB (MK8003MTD) 5 y tienen el Record Guinness del disco duro máspequeño.
Los principales fabricantes suspendieron la investigación de nuevos productos para 1 pulgada (1,3pulgadas) y 0,85 pulgadas en 2007, debido a la caída de precios de las memorias flash, aunqueSamsung introdujo en el 2008 con el SpidPoint A1 otra unidad de 1,3 pulgadas.
El nombre de "pulgada" para los factores de forma normalmente no identifica ningún productoactual (son especificadas en milímetros para los factores de forma más recientes), pero estosindican el tamaño relativo del disco, para interés de la continuidad histórica.
[editar]Estructura lógica
Dentro del disco se encuentran:
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El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de particiones.
Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.
[editar]Funcionamiento mecánico
Un disco duro suele tener:
Platos en donde se graban los datos.
Cabezal de lectura/escritura.
Motor que hace girar los platos.
Electroimán que mueve el cabezal.
Circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria caché.
Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad.
Caja, que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algún filtro de aire.
MEMORIA DE FERRITA
Aunque hoy en día están en desuso, la practica totalidad de las memorias principales, desde mediados de ladécada de los 50, hasta los años 70, se han construido con ferritas. Una muestra de su importancia es que esel escudo de las Facultades y Escuelas de Informática se basa en un toro de ferrita.
El punto de memoria es un toro o anillo de ferrita, que presenta dos direcciones de magnetización. Lasprimeras ferritas tenían un diámetro exterior de 0.3 cm y las ultimas de 0.05 cm.
La conexión a los transductores se realiza mediante hilos de cobre barnizados, que pasan por el interior de lasferritas. La conexión se hacia con 2, 3 ó 4 hilos. Evidentemente el cosido con menos hilos era más sencillo,pero complicaba los transductores.
Las propiedades fundamentales de estas memorias son las siguientes:
Memoria estática con direccionamiento cableado, tipo RAM.
No volátil, pues, si se deja de alimentar, las polarizaciones de las ferritas se mantieneninvariables.
De lectura destructiva. La escritura exige un borrado previo, pues solamente se puedebasar del “0” al ”1”.
Solo se considera el tiempo de ciclo( lectura + escritura)pues los accesos siempre
requieren un ciclo. La velocidad de los primeros prototipos era de20 s y se ha llegado a modelos de 275ns.
La capacidad de estas memorias varia de unos pocos K a unos pocos Megas. Seconstruían con modelos de 4K.
Valores típicos de anchos de palabra han sido 8, 16, 32 y 36.
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Tipos de Memoria RAM:
1) DRAM (Dynamic Random Access Memory)
Es la memoria de acceso aleatorio dinámica. Está organizada en direcciones de memoria (Addresses) queson reemplazadas muchas veces por segundo.
Es la memoria de trabajo, por lo que a mayor cantidad de memoria, más datos se pueden tener en ella y másaplicaciones pueden estar funcionando simultáneamente, y por supuesto a mayor cantidad mayor velocidad
de proceso, pues los programas no necesitan buscar los datos continuamente en el disco duro, el cual esmuchísimo más lento.
SRAM (Static Random Access Memory)
Memoria estática de acceso aleatorio es la alternativa a la DRAM. No necesita tanta electricidad para surefresco y reemplazo de las direcciones y funciona más rápido porque no está reemplazando constantementelas instrucciones y los valores almacenados en ella. La desventaja es su altísimo coste comparado con laDRAM. Puede almacenar y recuperar los datos rápidamente y se conoce normalmente como MEMORIACACHE.
3) VRAM (video RAM)
Memoria de propósito especial usada por los adaptadores de vídeo. A diferencia de la convencional memoriaRAM, la VRAM puede ser accedida por dos diferentes dispositivos de forma simultánea. Esto permite que unmonitor pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de la pantalla al mismo tiempo que un procesadorgráfico suministra nuevos datos. VRAM permite mejores rendimientos gráficos aunque es más cara que la unaRAM normal.
4) SIMM ( Single In Line Memory Module)
Un tipo de encapsulado consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips dememoria, y que se inserta en un zócalo SIMM en la placa madre o en la placa de memoria. Los SIMMs sonmás fáciles de instalar que los antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos en
bytes en lugar de bits.
5) DIMM (Dual In Line Memory)
Un tipo de encapsulado, consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips dememoria, que se inserta en un zócalo DIMM en la placa madre y usa generalmente un conector de 168contactos.
DIP (Dual In Line Package)
Un tipo de encapsulado consistente en almacenar un chip de memoria en una caja rectangular con dos filasde pines de conexión en cada lado.
RAM Disk
Se refiere a la RAM que ha sido configurada para simular un disco duro. Se puede acceder a los ficheros de
un RAM disk de la misma forma en la que se acceden a los de un disco duro. Sin embargo, los RAM disk sonaproximadamente miles de veces más rápidos que los discos duros, y son particularmente útiles paraaplicaciones que precisan de frecuentes accesos a disco.
Dado que están constituidos por RAM normal. los RAM disk pierden su contenido una vez que la computadoraes apagada.
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MEMORIA CACHE O RAM CACHE
Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad. Puede ser tanto un área reservada dela memoria principal como un dispositivo de almacenamiento de alta velocidad independiente. Hay dos tiposde caché frecuentemente usados en las computadoras personales: memoria caché y caché de disco. Unamemoria caché, llamada también a veces almacenamiento caché ó RAM caché, es una parte de memoriaRAM estática de alta velocidad (SRAM) más que la lenta y barata RAM dinámica (DRAM) usada comomemoria principal.
La memoria caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos datos oinstrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora evita acceder a la lenta DRAM.
Cuando un dato es encontrado en el caché, se dice que se ha producido un impacto (hit), siendo un caché juzgado por su tasa de impactos (hit rate). Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida porcaché inteligente en el cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente.
El caché de disco trabaja sobre los mismos principios que la memoria caché, pero en lugar de usar SRAM dealta velocidad, usa la convencional memoria principal. Los datos más recientes del disco duro a los que se haaccedido se almacenan en un buffer de memoria. Cuando el programa necesita acceder a datos del disco, loprimero que comprueba es la caché del disco para ver si los
datos ya están ahí. La caché de disco puede mejorar drásticamente el rendimiento de las aplicaciones, dadoque acceder a un byte de datos en RAM puede ser miles de veces más rápido que acceder a un byte deldisco duro.
Tipos de Memoria CACHE
De acuerdo con el modo de traducción de las direcciones de memoria principal a direcciones de memoriacache, estas se clasifican en los siguientes tipos:
De correspondencia directa.
De asociación completa.
De asociación de conjuntos.
De correspondencia vectorizada.
Memoria cache de correspondencia directa.
Se establece una correspondencia entre el bloque K de la memoria principal y el bloque k, modulo n, de la
cache, siendo n el numero de bloques de la memoria cache.
Este tipo simple y económico, por no requerir comparaciones asociativas en las búsquedas. De todas formas,
en sistemas multiprocesador pueden registrarse graves contenciones en el caso de que varios bloques dememoria correspondan concurrentemente en un mismo bloque de la cache.
Una dirección de memoria consta de 3 campos:
Campo de etiqueta.
Campo de bloque.
Campo de palabra.
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Memoria asociativa completa
En este modelo se establece una correspondencia entre el bloque k de la memoria y el bloque j de la cache,en la que j puede tomar cualquier valor.
No se produce contención de bloques y es muy flexible, pero su implementación es cara y muy compleja, yaque el modelo se basa completamente en la comparación asociativa de etiquetas.
Memoria cache de asociación de conjuntos
Se divide la memoria en c conjuntos de n bloques, de forma que al bloque k de memoria corresponde unocualquiera de los bloques de la memoria del conjunto k, modulo c. La búsqueda se realiza asociativamentepor el campo de etiqueta y directamente por el numero del sector. De este modo se reduce el costo frente almodelo anterior, manteniendo gran parte de su flexibilidad y velocidad. Es la
Estructura más utilizada.
Memoria cache de correspondencia vectorizada
El modelo divide a la memoria principal y a le cache en n bloques. La relación se establece de cualquier sectora cualquier sector, siendo marcados los bloques no referenciados del sector como no validos. Esta estructuratambién reduce costos, minimizando el núcleo de etiquetas para la comparación asociativa.
SDRAM (Synchronous DRAM)
DRAM síncrona, un tipo de memoria RAM dinámica que es casi un 20% más rápida que la RAM EDO.
SDRAM entrelaza dos o más matrices de memoria interna de tal forma que mientras que se está accediendoa una matriz, la siguiente se está preparando para el acceso. SDRAM-II es tecnología SDRAM más rápidaesperada para 1998. También conocido como DDR DRAM o DDR SDRAM (Double Data Rate DRAM oSDRAM), permite leer y escribir datos a dos veces la velocidad bús.
FPM (Fats Page Mode)
Memoria en modo paginado, el diseño más común de chips de RAM dinámica. El acceso a los bits dememoria se realiza por medio de coordenadas, fila y columna. Antes del modo paginado, era leído pulsando lafila y la columna de las líneas seleccionadas. Con el modo pagina, la fila se selecciona solo una vez paratodas las columnas (bits) dentro de la fila, dando como resultado un rápido acceso. La memoria en modopaginado también es llamada memoria de modo Fast Page o memoria FPM, FPM RAM, FPM DRAM. Eltérmino "fast" fué añadido cuando los más nuevos chips empezaron a correr a 100 nanoseconds e inclusomás.
11) EDO (Extended Data Outpout)
Un tipo de chip de RAM dinámica que mejora el rendimiento del modo de memoria Fast Page alrededor de un10%. Al ser un subconjunto de Fast Page, puede ser substituida por chips de modo Fast Page.
Sin embargo, si el controlador de memoria no está diseñado para los más rápidos chips EDO, el rendimientoserá el mismo que en el modo Fast Page.
EDO elimina los estados de espera manteniendo activo el buffer de salida hasta que comienza el próximociclo.
BEDO (Burst EDO)
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Es un tipo más rápido de EDO que mejora la velocidad usando un contador de dirección para las siguientesdirecciones y un estado 'pipeline' que solapa las operaciones.
PB SRAM (Pipeline Burst SRAM)
Se llama 'pipeline' a una categoría de técnicas que proporcionan un proceso simultáneo, o en paralelo dentro
de la computadora, y se refiere a las operaciones de solapamiento moviendo datos o instrucciones en una'tubería' conceptual con todas las fases del 'pipe' procesando simultáneamente. Por ejemplo, mientras unainstrucción se está ejecutando, la computadora está decodificando la siguiente instrucción. En procesadoresvectoriales, pueden procesarse simultáneamente varios pasos de operaciones de coma flotante
La PB SRAM trabaja de esta forma y se mueve en velocidades de entre 4 y 8 nanosegundos.
TAG RAM
Este tipo de memoria almacena las direcciones de cualquier dato de memoria DRAM que hay en la memoriacaché. Si el procesador encuentra una dirección en la TAG RAM, va a buscar los datos directamente a lacaché, si no, va a buscarlos directamente a la memoria principal.
Cuando se habla de la CACHEABLE MEMORY en las placas para Pentium con los chipsets 430FX, 430VX,430HX y 430TX de Intel, nos referimos a la cantidad de TAG RAM, es decir, la cantidad de datos de memoriaque se pueden almacenar en la caché. Una de las desventajas del chipset 430TX frente al chipset 430HX esque solo se pueden almacenar los datos de 64 MB de memoria RAM, con lo cual, en ciertos casos, en lasplacas con este chipset se produce un descenso del rendimiento de memoria al tener instalados más de 64MB de memoria RAM en el equipo. Por ello, a pesar de la modernidad del diseño, en los servidores o lasestaciones gráficas quizás sería más conveniente utilizar una placa base con el chipset 430HX de Intel.
MEMORIA ROM
Estas letras son las siglas de Read Only Memory (memoria de solo lectura) y eso es exactamente lo que es,una memoria que se graba en el proceso de fabricación con una información que está ahí para siempre, paralo bueno y lo malo. No podemos escribir en ella pero podemos leer cada posición la veces que queramos. Setrata de la memoria interna de la máquina, que el procesador lee para averiguar el qué, el cuándo y el cómode una multitud de tareas diferentes; por ejemplo: lee las diversas instrucciones binarias que se necesitancada vez que se teclea un carácter por el teclado, o cada vez que se tiene que presentar algo en pantalla.
En la ROM está almacenado también el programa interno que nos ofrece la posibilidad de hablar con elordenador en un lenguaje muy similar al inglés sin tener que rompernos la cabeza con el lenguaje de máquina(binario). Todas estas cosas suman tanta información que es muy probable que la memoria ROM de unordenador tenga una capacidad de 8K a 16K, un número suficientemente grande para que este justificadoasombrarse ante la cantidad de información necesaria para llenar tal cantidad de posiciones, especialmentecuando sabemos que los programas ROM están escritos por expertos en ahorrar memoria. Ello sirve paraponer de manifiesto la gran cantidad de cosas que pasan en el interior de un ordenador cuando éste estáactivo.
La memoria ROM presenta algunas variaciones: las memorias PROM, EPROM y EEPROM.
MEMORIA PROM
Para este tipo de memoria basta decir que es un tipo de memoria ROM que se puede programar mediante unproceso especial, posteriormente a la fabricación.
PROM viene de PROGRAMABLE READ ONLY MEMORY (memoria programable de solo lectura ).Es undispositivo de almacenamiento solo de lectura que se puede reprogramar después de su manufactura pormedio de equipo externo . Los PROM son generalmente pastillas de circuitos integrados.
Características principales de rom y prom:
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Solo permiten la lectura.
Son de acceso aleatorio
Son permanentes o no volátiles: la información no puede borrarse
Tienen un ancho de palabra de 8 bits, con salida triestado.
MEMORIA EPROM
La memoria EPROM ( la E viene de ERASABLE -borrable-) es una ROM que se puede borrar totalmente yluego reprogramarse, aunque en condiciones limitadas. Las EPROM son mucho más económicas que las
PROM porque pueden reutilizarse.
MEMORIA EEPROM
Aún mejores que las EPROM son las EEPROM ( EPROM eléctricamente borrables) tambiénllamadas EAROM (ROM eléctricamente alterables), que pueden borrarse mediante impulsos eléctricos, sinnecesidad de que las introduzcan en un receptáculo especial para exponerlos a luz ultravioleta.
Las ROM difieren de las memorias RAM en que el tiempo necesario para grabar o borrar un byte es cientosde veces mayor, a pesar de que los tiempos de lectura son muy similares.
Características principales de este tipo de memorias:
Solo permiten la lectura.
Son de tipo no volátil, aunque pueden borrarse.
Son de acceso aleatorio.
Tienen un ancho de palabra de 8 bits, con salida triestado.
MEMORIA VIRTUAL
Es una manera de reducir el acceso constante a memoria por parte del procesador.
Cuando se está ejecutando un programa, y especialmente si se tienen varias aplicaciones abiertas, elordenador tiene que cargar en memoria RAM los valores e instrucciones de dicho/s programa/s. Pero, ¿quéocurre cuando el programa o programas que se están ejecutando requieren más memoria de la quetiene el equipo?
En este caso, el procesador toma una parte del disco duro y la convierte en memoria RAM. Es decir, se utilizael disco duro para almacenar direcciones de memoria, y aunque el disco duro es mucho más lento que la
memoria RAM (10-15 milisegundos para un disco duro moderno frente a 70-10 nanosegundos para lamemoria actual), es mucho más rápido tomar los datos en formato de memoria virtual desde el disco duro quedesde las pistas y sectores donde se almacenan los archivos de cada programa.
Los distintos modelos de memoria virtual se diferencian por sus políticas de solapamiento y por los métodosque emplean en la organización de la memoria. Los mas importantes son:
Memoria Paginada
Memoria Segmentada
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Memoria de segmentos paginados
Todos estos sistemas encuentran como problema critico que los requerimientos de la memoria de algunos
programas específicos son difíciles de predecir, y por ello, la fracción de memoria que debe asignarse a unprograma es variable en cada caso.
Además, la política de solapamiento y compartición debe tener en cuenta ciertas características internas delos programas que, invariablemente, determinan la construcción modular y estructurada de los mismos.Dichas características son:
1.- Localización Temporal: Es la tendencia de un proceso a referirse, en un futuro próximo, a elementosutilizados recientemente. Las variables y los stacks del proceso son ejemplos de elementos que ejercitan estacaracterística.
2.- Localización espacial: es la tendencia que tiene los procesos a referirse a elementos próximos la espaciovirtual antes recorrido.
3.- Localización Secuencial: tendencia de los procesos a referenciar elementos de la secuencia inmediata.
Para decidir que fracción de memoria principal ha de ser destruida o cargada en disco si ha sido modificada
cuando se necesita leer otra, las reglas o criterios mas empleados son:
Regla FIFO. Se destruye la fracción que mas tiempo lleva en la memoria principal paradejar un hueco en esta.
Regla LRU. La porción que lleva mas tiempo sin haber sido usada o actualizada.
Regla LIFO. El hueco aparece en la memoria principal destruyendo o devolviendo a
disco(si se ha modificado) la parte que lleva en memoria el menor tiempo.
Regla LFO. Deja hueco la porción que se ha pedido menos veces desde que comenzó el
proceso.
Regla RAND. Se elige una porción al azar.
Regla CLOCK. Cuando se coloca un bit de uso en cada entrada de una cola FIFO y seestablece un puntero que la convierte en circular. Es una aproximación al algoritmo LRU
con una cola FIFO simple.
MEMORIA PAGINADA
Este método organiza el espacio virtual y el físico en bloques de tamaño fijo, llamados paginas. En un
momento determinado la memoria principal contendrá algunos de los bloques lógicos. Como las distintasposiciones de un bloque lógico y uno físico están ordenadas de forma idéntica, simplemente hay que traducirel numero del bloque lógico al correspondiente del bloque físico.
Los métodos de traducción son diversos, desde el mas básico de correspondencia directa al mas complejo decorrespondencia asociativa, donde la búsqueda se realiza mediante el contenido de una memoria asociativaque mantiene las correspondencias virtual - física mas recientemente utilizadas. En la practica se utiliza una
técnica mixta en la que las paginas mas recientemente empleadas se encuentran en una memoria asociativay todas ellas en una tabla de correspondencia directa.
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Método de correspondencia directa:
La dirección virtual consta de dos campos: un numero de pagina virtual(npv) y un desplazamiento(d), dentrode la pagina indicada. Con el numero de la pagina virtual se accede a una entrada de una tabla de
paginas(TP) que proporciona la dirección física de la pagina y una serie de información complementaria.
Localizada la pagina física, el desplazamiento(d) sirve para completar la posición concreta dentro de ella.
En el momento de arranque, cada proceso activo del sistema crea en la memoria principal una Tabla de
Paginas(TP) que contiene una entrada por cada posible pagina virtual. La configuración de las entradas de TPconsta de los siguientes campos:
1.- Bit de validación(V), que, cuando esta activado, indica que la pagina existe. Si V=0, la pagina no existe yse creara cuando haga falta.
2.- Bit de Modificación(M), que indica si la pagina ha sido modificada en memoria. Este bit se utiliza en losalgoritmos de reemplazo y actualización de la memoria.
3.- Código de acceso autorizado a la pagina(CAA), que puede ser de lectura, escritura y/o ejecución; son 2bits.
4.- Dirección de la Pagina(DP), que contiene la dirección de la pagina en memoria principal o la dirección de lamisma en memoria virtual o disco, según que la pagina este activa o inactiva de acuerdo con el señalizador D.
La dirección donde comienza la Tabla de Paginas(TP) esta almacenada en el Registro de Base de la Tabla de
Paginas(RBTP). Para acceder, sucesivamente, a las entradas de la TP se incrementa el valor correspondienteal numero de pagina virtual(npv) al que se guarda en RBTP.
Para calcular la dirección física en memoria se concatena DP(numero de pagina) con el desplazamiento d.Esto, si la pagina se encuentra en la memoria principal.
El problema de este método estriba en el que el numero de entradas a la Tabla de Paginas(TP) ha de coincidircon el numero de paginas virtuales, que es muy grande.
Método de correspondencia asociativa
En este caso se dispone de una tabla inversa en tecnología asociativa, esto es, con memoria tipo CAM, quese encarga ella misma de soportar el proceso de búsqueda a muy alta velocidad, suministrando el numero depagina física o indicación de que la palabra lógica direccionada no se encuentra en memoria, en cuyo caso se
elimina una pagina de la memoria principal(si no se ha modificado) y se trae la nueva al hueco que deja.
La memoria asociativa es aquella en la que se producen múltiples accesos de forma simultanea. En un simpleacceso se pueden direccionar todas las posiciones que satisfacen un criterio de selección. Dado el elevadocoste de las memorias asociativas, la tabla CAM suele ser incompleta, albergando el conjunto de paginas―activas‖ en un momento determinado. Si la CAM origina falta, hay que acudir a la TP para comprobar si esta
en la memoria principal y, en su caso, actualizar la CAM. Si da falta la TP, hay que proceder a un cambio depagina entre memoria principal y CAM.
MEMORIA SEGMENTADA
Este método explota el concepto de modularidad de los programas construidos estructuralmente. Los módulosson conjuntos de informaciones que pueden tratarse independientemente y que se relacionan mediantellamadas interprocedimientos, constituyendo programas que se denominan segmentos.
La segmentación es una técnica que organiza el espacio virtual en bloques de tamaño variable, que reciben elnombre de segmentos y que se colocan en memoria mediante algoritmos de localización de espacio libre.
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Los elementos de un segmento se identifican mediante la dirección del segmento al que pertenecen y undesplazamiento dentro del mismo. A semejanza con el modelo anterior, existe un Registro Base de la Tabla
de Segmentos(RBTS), que direcciona el comienzo de la Tabla de Segmentos(TS), de las que existe una porcada proceso activo. Cada entrada de la Tabla de Segmentos se compone de los siguientes campos:
1.- Código de Acceso Autorizado(CAA), que indica el modo de acceso permitido al segmento.
2.- Campo de Longitud(L), que indica la longitud del segmento.
3.- Bit de Memoria/Disco(D), que indica si el segmento esta o no en memoria.
4.- Campo de Dirección de Segmento (DS), que contiene la dirección absoluta del segmento en memoria o laposición del segmento en disco, según el valor del señalizador D.
Dada la naturaleza variable en cuanto a longitud de los segmentos, se precisa algún algoritmo que localiceespacio libre para que resida el segmento apropiado, ya que no es corriente encontrar un bloque continuo enla memoria, para colocarlo completo. Estos algoritmos forman parte del mecanismo de interrupción de falta depagina y los más relevantes son:
a) De mejor ajuste: Minimiza el desperdicio, seleccionando el mejor agujero o fragmento inútil en el que se
puede colocar el segmento.
b) De peor ajuste: Localiza el agujero que maximiza el desperdicio al colocar el segmento.
c) De primer ajuste: Localiza el agujero con una dirección inicial inferior en el que se puede colocar el
segmento.
d) Algoritmo Buddy: Utiliza técnicas de compactación de memoria, fusionando espacios inútiles, de forma quese configuran bloques continuos del tamaño adecuado.
Evidentemente los segmentos pueden ser compartidos por muchos procesos. Algunos sistemas utilizan tablasauxiliares, que apoyan la búsqueda de segmentos compartidos, como la Tabla de Segmentos Activos(TSA),que indica cuales son los segmentos activos en memoria en cada instante y la Tabla de Segmentos
Conocidos(TSC), que contiene en cada entrada un nombre-segmento/numero segmento por cada segmento
ya utilizado en el proceso.
Uno de los procedimientos mas aceptados para la gestión de la memoria virtual es el que utilizan losminicomputadores PDP-II de Digital Equpiment Corporation. Por ej. la dirección virtual de 16 bits, se divide enun campo de 3 bits, que selecciona uno de los 8 registros basa de 12 bits existentes, y otro campo de 13 bitsde desplazamiento. La dirección física de 18 bits se calcula sumando el registro base, los 7 bits de mas peso
del desplazamiento precedidos de cinco ceros, y concatenando al resultado los 6 bits menos peso deldesplazamiento. Se logra variar la longitud de los segmentos entre 64 bytes y 8 Kbytes.
MEMORIA CON SEGMENTOS PAGINADOS
Esta memoria combina las ventajas de los dos modelos anteriores. Cada segmento se divide en paginas, deforma que, para acceder a cualquier elemento de un segmento, el sistema acude a la Tabla de Paginas(TP)
de dicho segmento.
Si se aplica la técnica asociativa, para realizar la traducción, el tratamiento de las interrupciones de ―fallo en elacceso‖ debe contemplar los siguientes aspectos:
Ausencia en el numero de pagina en la memoria asociativa, en cuyo caso se obtendrá la
dirección de pagina de la TP correspondiente.
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Ausencia de l numero de segmento en la memoria asociativa, supone una búsqueda en la
Tabla de Segmentos activos(TSA), en el peor de los casos, en el directorio de ficheros del
disco, para recuperar el segmento y/o los atributos.
En sistemas multiprogramados, la activación de un nuevo proceso que genera su propio
espacio de dirección invalida las entradas anteriores de la memoria asociativa.
MICRO SD
Las tarjetas microSD o Transflash corresponden a un formato de tarjeta de memoria flash máspequeña que la MiniSD, desarrollada por SanDisk; adoptada por la Asociación de TarjetasSD1 bajo el nombre de «microSD» en julio de 2005. Mide tan solo 15 × 11 × 1 milímetros, lo cual leda un área de 165 mm². Esto es tres veces y media más pequeña que la miniSD, que era hasta laaparición de las microSD el formato más pequeño de tarjetas SD, y es alrededor de un décimo delvolumen de una tarjeta SD. Sus tasas de transferencia no son muy altas, sin embargo, empresascomo SanDisk han trabajado en ello, llegando a versiones que soportan velocidades de lectura dehasta 10 Mbit/s.
Debido a que su coste como poco duplica el de una Secure Digital equivalente, su uso se ciñe aaplicaciones donde el tamaño es crítico, como losteléfonos móviles, sistemas GPS o tarjetas Flashpara consolas de mano (como GameBoy Advance, Nintendo DS o Nintendo DS
