Memorias, Cache

7/18/2019 Memorias, Cache

http://slidepdf.com/reader/full/memorias-cache-56d623c24b37f 1/28

Características de la Memori

• Desempeño de la Memoria• Tipos de Memoria• Dirección de la Memoria• Capacidades de Memorias• Método de Acceso



A) Desempeño de la MemorLa memoria cumple un papel muy importante en la computadora y sufuncio

namiento, ya que se trata del dispositivo donde se almacena temtoda la información con la que trabajan los microprocesadores para prdevolver los resultados que se requieren.

Imagine que un empleado debe realizar una serie de tareas contables. donde se guardan los documentos podría considerarse equivalente a uduro; los documentos a los datos a procesar; el escritorio sería equiva

memoria de la computadora donde se almacena temporalmente la infose encuentra en procesamiento; mientras que la persona vendría a ser procesador que realizará las distintas tareas:



Primero se sacan del cajón (disco duro) los documentos y se los lleva a un(memoria) donde se apilan para poder trabajar.

Se toma un documento de la pila para que el empleado (microprocesadorcálcu

los necesarios, así como otras tareas y se ingresan las modificacionesde datos procesados en dicho documento.

Se regresa dicho documento procesado a otra parte del escritorio (memorcolocarán los documentos procesados.

Luego se toma otro documento de la pila de documentos no procesados ydos pasos anteriores. Eso se reitera una y otra vez hasta que todos los dochayan sido procesados.

Cuando se terminan de procesar todos los documentos se toman y se vueguardar en el cajón (disco duro) de almacenamiento de archivos.

La analogía anterior es una buena comparación del modo de funcionar dememoria.



B) Tipos de Memoria

Memoria Volátil:

Estas memorias necesitan refrescar su contenido continuamente pmantener la información, por lo tanto necesitan una fuente de eleen todo momento. Un ejemplo de memoria volátil son las memorRAM.

Memoria No Volátil:Tipo de memoria que puede retener información almacenada incuando no recibe electricidad. Ejemplos de memorias no volátilesROM, las memorias flash y la mayoría de los medios de almacenmagnéticos (discos duros, disquetes, etc.), discos ópticos (CDs, Dentre otros.



Memoria RAM

(Random Access Memory - Memoria de Acceso Aleatorio). Tipo dmemoria donde la computadora guarda información para que pprocesada más rápidamente. En la memoria RAM se almacena toinformación que está siendo usada en el momento.

La información que contienen es renovada continuamente y cuan

computadora se reinicia o se apaga, toda la información contenidpierde, por eso es llamada memoria volátil.

Tipos de memoria RAM: SRAM, DRAM.Tipos de módulo de memorias RAM: SIMM, DIMM, RIMM.



C) Dirección de Memoria(Memory Address). La dirección de memoria es un identificador único para una memoria, con las cuales una CPU u otros dispositivos puede almacenar, modific

datos de la misma.En la mayoría de las computadoras, cada dirección de memoria apunta a un soloalmacenamiento, lo que es llamado direccionamiento por bytes. Algunos micropson diseñados para direccionamiento por palabras, en estos casos, las unidades dalmacenamiento mínimas son más grandes que un byte.

Una dirección de memoria absoluta, indica con precisión la ubicación en memorninguna referencia intermedia.

Tanto la memoria física como la memoria virtual emplean direcciones de memora sus datos. En la memoria física, la dirección accede a la memoria RAM real, y lamemoria virtual hace referencia a un espacio del disco duro que simula memoria

Por lo general, las direcciones de memoria se expresan en base hexadecimal.



D) Capacidades de Memoria- Diskette de 3.5 : 1.44 Mb

- CD-ROM : 700 Mb- DVD-ROM : La capacidad va de 4.7 Gb hasta los 15.9 Gb

- Discos Duros : En discos duros las capacidades mas comunes son 40

Gb, 100 Gb, 160 Gb, 350 Gb, y hasta el momento la mayor capacidad d

duro es 1.6 Tb (1600 Gb).

- PenDrives

: Las capacidades van desde los 32 Mb hasta los 32 Gb.-Las memorias RAM en los pc estándar van desde los 32 Mb hasta los

mas modernos). Normalmente hoy en día puedes encontrar computad

RAM de 256 Mb, 512 Mb, 1 Gb, 2 Gb, 4 Gb.



D) Método de Acceso

Acceso secuencial (SAM: Sequencial Access Memory). Se emplea por ser de grcapacidad de almacenamiento pero es lenta.

Acceso directo (DAM: Direct Access Memory): primero se produce un acceso luego uno secuencial.

Acceso aleatorio (RAM: Random Access Memory). Igual tiempo de acceso perdirecto.

Acceso asociativo (CAM: Content Addressable Memory). Modo de acceso porFunciona de la siguiente forma: se busca en toda la memoria al mismo tiempose encuentra lo que buscamos, se da la dirección donde se ha encontrado.



Consiste en distribuir la información de diversos dispositivos

memoria, de forma que, cerca del procesador se ubique el modmemoria más rápido y de menor capacidad

El dispositivo más lento y de mayor capacidad contiene la totacódigo y los datos de un programa

El procesador percibe que la velocidad del sistema es aproximla velocidad del dispositivo más rápido

JERARQUIA DE MEMORI



Principio de Localidad: Los programas acceden a una porción relativamente pequeña de

de direcciones en un determinado lapso de tiempo.

Localidad temporal• Si un ítem es referenciado en determinado momento, es común q

ser referenciado poco tiempo después Localidad Espacial Cuando un ítem es referenciado en determinado momento, es co

los ítems con direcciones “cercanas” también sea accedidos pocodespués.

¿POR QUE FUNCIONA L JERARQUIA?



- Localidad Temporal Mantener los datos más recientemente accedidos “cercanos” al

procesador

- Localidad Espacial

Mover bloques de palabras contiguas al nivel superior

¿COMO FUNCIONA?



- Registros <-> Memoria

por el compilador (programador?)

cache <-> memoria

por el hardware

memoria <-> discos

por el hardware y el sistema operativo (memoria virtual)

por el programador (archivos)

¿COMO SE MANEJA LA JERARQUIA?



JERARQUIA CAPACIDAD EN

OCTETOSTIEMPO DE ACCESO T

REGISTROS 512 2NS E

MEMORIA CACHE 512KB 2NS S

MEMORIA PRINCIPAL 512 MB 40NS S

DISCO DURO 3,5 GB-1 TB 10 MS M

CD-ROM 650 MB 100MS O

DVD 4,7-17GB O



Accesso “Aleatorio”

- El tiempo de acceso es el mismo para cualquier posición- DRAM: Dynamic Random Access Memory

- Alta densidad, baja potencia, barata, lenta- Dinámica: necesita ser “refrescada” regularmente

- SRAM: Static Random Access Memory- Baja densidad, alta potencia, cara, rápida

- Estática: su contenido no se pierde mientras se mantenga la alim- Tecnología de Acceso “Non-so-random”

- Tiempo de acceso varía según la posición y el momento- Ejemplos: Disco, CDROM

-Tecnología de Acceso Secuencial: tiempo de acceso lineal con la posición

TECNOLOGIAS DE MEMO



Tiempo de Acceso

- Tiempo transcurrido entre presencia de direcciones y obtenciódatos válidos

Tiempo de Ciclo de Memoria

- Tiempo entre dos accesos consecutivos- Tiempo de Ciclo: acceso + recuperación

Tasa de Transferencia

- Tasa a la que se mueven los datos

ALGUNAS MEDIDAS DERENDIMIENTO



¿Como funciona?

Cada vez que se accede por vez primera a determinado dato, ealmacenado en caché, posteriormente al intentar leer el mismorecurrirá a la información almacenada en caché, ahorrando tieacceso. La memoria caché se renueva a todo momento.



Concepto

Con el objetivo de lograr un tiempo de acceso menor a los datosalmacenados en distintos tipos de memoria, existen sistemas de hsoftware llamados caché, los cuales almacenan estos datos de forduplicada. La memoria caché contenida dentro de una CPU, memRAM o memoria principal de la computadora, y es por esta razónmejora la capacidad de procesamiento del mismo.

Básicamente, la memoria caché de un procesador es un tipo de m

volátil (del tipo RAM), pero de una gran velocidad. En la actualidmemoria está integrada en el procesador, y su cometido es almacserie de instrucciones y datos a los que el procesador accedecontinuamente, con la finalidad de que estos accesos sean instantEstas instrucciones y datos son aquellas a las que el procesador nestar accediendo de forma continua, por lo que para el rendimienprocesador es imprescindible que este acceso sea lo más rápido yposible.



Tipos de Memoria Caché

A los tipos de memoria cache se le puede considerar desde dode vista: Tanto de Hardware, como del punto de vista Funcion



Tipos

L1: memoria caché interna (situada dentro del propio procesador y pde acceso aún más rápido y aún más cara). La caché de primer nivel muy pocos kilobytes (unos 32, 64, 128 o 256 Kb).

L2: memoria caché externa (situada entre el procesador y la RAM). Ltamaños típicos de la memoria caché L2 oscilan en la actualidad entr4 Mb: la memoria caché es un tipo especial de memoria que poseen lordenadores.

Tipo compuesto L3: esta memoria se encuentra en algunas placas base. A medida que

microprocesadores comenzaron a incluir cachés L2 dentro de susarquitecturas, se comenzó a llamar caché L3 al caché extra integradoplacas base, entre el microprocesador y la memoria principal. Simpleque una vez fue el caché L2, ahora se denomina L3 cuando se usa encon cachés L2 integrados.



Memoria RAM como caché: Las unidades de almacenamiento (discos duros, flexibles, etc.) y otros muchos periféricos utilizan la memoria RAM como sist

caché, una zona de la RAM contiene la información que se ha buscado últimadichos dispositivos, de forma que basta con acceder a la RAM para recuperar

Disco duro como caché: Se emplea al disco duro como caché a dispositivos aúlentos (unidades CD-ROM). Estos sistemas de caché suelen estar gobernadosmediante software, que se suele integrar en el sistema operativo. La caché dealmacena direcciones concretas de sectores, almacena una copia del directorioalgunos casos almacena porciones o extensiones del programa o programas e

ejecución. Los navegadores Web utilizan el disco duro como caché, al solicitar una pág

el navegador acude a Internet y comprueba la fecha de la misma. Si la páginamodificada, se toma directamente del disco duro, con lo que la carga es muy caso contrario se descarga desde Internet y se actualiza la caché, con un ciertoespera. En el caso de los navegadores Web, el uso del disco duro es más que sya que es extremadamente más rápido que el acceso a Internet.



Diseño

En el diseño de la memoria caché se deben considerar varios factores que idirectamente en el rendimiento de la memoria y por lo tanto en su objetivoaumentar la velocidad de respuesta de la jerarquía de memoria. Estos factopolíticas de ubicación, extracción, reemplazo, escritura y el tamaño de la cabloques.

Política de ubicación Decide dónde debe colocarse un bloque de memoria principal que entra en

caché. Las más utilizadas son:

1. Directa 2. Asociativa 3. Asociativa por conjuntos



Política de extracción

La política de extracción determina cuándo y qué bloque de mprincipal hay que traer a memoria caché. Existen dos políticasextendidas:

1. Por demanda

2. Con pre búsqueda



Política de reemplazo

Determina qué bloque de memoria caché debe abandonarla cuexiste espacio disponible para un bloque entrante. Básicamentcuatro políticas que son:

1. Aleatoria 2. FIFO

3. Menos recientemente usado (LRU

4. Menos frecuencias usadas (LFU

Memorias, Cache

Documents

Transcript of Memorias, Cache