Algoritmia y Programación

05/02/07

INTRODUCCION

• En el proceso de manipular la información, los sistemas requieren del almacenamiento temporal o permanente de los estados lógicos. Un ejemplo de este tipo de sistemas son los microcomputadores, los cuales necesitan del microcomputadores, los cuales necesitan del almacenamiento tanto de datos como de los programas que manipulan la información.

• A continuación veremos los tipos de memorias que existen, sus aplicaciones y algunos ejemplos de memorias de uso general disponibles en el mercado.

La memoria principal son circuitos integrados capaces

de almacenar información digital, a los que tiene acceso

el microprocesador del equipo de computación. Poseen

una menor capacidad de almacenamiento que la memoria

secundaria, pero una velocidad millones de veces

superior. En los ordenadores son utilizados dos tipos de superior. En los ordenadores son utilizados dos tipos de

estos dispositivos:

MEMORIAS ROM (Read Only Memory)

MEMORIAS RAM (Ramdon Access Memory)

http://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_principal

• Las operaciones básicas de una memoria consisten en leer y almacenar información mediante el uso del bus de datos y direcciones. Estas operaciones ocurren en un orden lógico, el cual se indica a continuación:

• Apuntar a la dirección de memoria que se desea leer o escribir mediante el uso del bus de direcciones

• Selección del tipo de operación: Lectura o escritura.

• Cargar los datos a almacenar (en el caso de una • Cargar los datos a almacenar (en el caso de una operación de escritura)

• Retener los datos de la memoria (en el caso de una operación de lectura)

• Habilitar o deshabilitar la memoria para una nueva operación.

Hemos de distinguir entre la memoria principal, la memoria caché, y la memoria de video.

La primera se emplea para poder ejecutar mayores y más programas al

mismo tiempo, la segunda para acelerar los procesos de la C.P.U, y la

tercera nos permite visualizar modos de mayor resolución y con más

colores en el monitor, así como almacenar más texturas en tarjetas 3D.

Un computador convencional está equipado con una jerarquía de subsistemas de memoria diferenciados por su tecnología, prestaciones, coste y estructura.

www.unicrom.com/Cmp_estructura1.asp - 28k

Cantidad de información que puede

almacenar en bits.

La capacidad de almacenamiento es el la cantidad de información que un

dispositivo puede mantener almacenada. Se expresa en bits o bytes (por ejemplo,

10.4 megabytes). 10.4 megabytes).

La densidad de almacenamiento se refiere a la compacidad de la información

almacenada. Es la capacidad de almacenamiento dividido por una unidad de

longitud, área o volumen (por ejemplo, 1.2 megabytes per square centimeter).

La latencia es el tiempo que lleva alcanzar a una localización particular

en la memoria. Las unidades de medida más relevantes son: el

nanosegundo para la memoria principal, el milisegundo para la memoria

secundaria y el segundo para la memoria terciaria.

La tasa de lectura/escritura es el ratio al cual la información puede ser

leída de o escrita en la memoria. En una memoria de ordenador, la tasa

de lectura/escritura se suele expresar en términos de megabytes por

segundo o MB/s, aunque suele usarse también bit rate.

Memorias de Acceso Aleatorio. Denominadas usualmente RAM (Ramdon

Access Memory), son memorias en las que cualquier información puede Access Memory), son memorias en las que cualquier información puede

leerse o escribirse con el mismo tiempo de acceso, cualquiera que sea la

célula de memoria elegida.

Memoria de acceso secuencial o serie.- Para la lectura o escritura de una

determinada célula, espreciso leer todas las células que le preceden

físicamente

Memoria asociativa.- Es una memoria direccionable por su contenido, no

por una dirección.

Memoria volátil.- Es aquel tipo de memoria que pierde la información en ella almacenada, al cortar la alimentación.

Memoria no volátil.- Retienen la información en modo permanente aún después de eliminar o cortar la alimentación

MEMORIA RAM

Datos Históricos

• Las computadoras de las primeras generaciones eran diseñadas con fines sencillos como el control de máquinas como relojes y rebanadores de carne y como relojes y rebanadores de carne y funcionaban con tarjetas perforadas que estaban dotadas de dispositivos de lectura y escritura y su coste era elevado mas su desempeño era bastante limitado.

Silicio

• El silicio fue fundamental en la evolución de las

computadores, minimizó mucho el coste de

estas máquinas y potenció el rendimiento de

éstas de una manera impresionante, a esto se

le sumó la micro miniaturización fenómeno le sumó la micro miniaturización fenómeno

ayudo a que los precios de las memorias

bajaran rápidamente y se pasó de un dispositivo

único y costoso a algo importante para todos

pero asequible a diferencia del anterior.

QUE ES LA MEMORIA RAM

• RAM son las siglas de random access memory, un tipo de memoria de ordenador a la que se puede acceder aleatoriamente; es decir, se puede acceder a cualquier es decir, se puede acceder a cualquier byte de memoria sin acceder a los bytes precedentes. La memoria RAM es el tipo de memoria más común en ordenadores y otros dispositivos como impresoras.

DIPn

• DIP, o Dual in-line package por sus siglas en inglés, es una forma de encapsulamiento común en la construcción de circuitos integrados. La forma consiste en un bloque con dos hileras paralelas de pines, la cantidad de éstos depende de cada circuito. Por la posición y espaciamiento entre pines, los circuitos DIP son especialmente prácticos para construir prototipos en tablillas de protoboard. Concretamente, la separación estándar entre dos pines o terminales es de 0.1“ (2.54 mm).

• La nomenclatura normal para designarlos es DIPn, donde n es el número de pines totales del circuito. Por ejemplo, un circuito integrado DIP16 tiene 16 pines, con 8 en cada fila.

• Dada la actual tendencia a tener circuitos con un nivel cada vez más alto de integración, los paquetes DIP han sido sustituidos por paquetes SMT. Estos últimos tienen un diseño mucho más adecuado para circuitos con un alto número de puertos, mientras que los DIP raras veces se encuentran en presentaciones de más de 30 puertos.

SIPP

• SIPP es el acrónimo inglés de Single In-line Pin Package (Paquete de Pines en Línea Simple) y consiste en un circuito impreso (también llamado módulo) en el que se montan varios chips de memoria RAM, con una disposición de pines correlativa (de ahí su nombre). Tiene un pines correlativa (de ahí su nombre). Tiene un total de 30 pines a lo largo del borde del circuito, que encajan con las ranuras ó bancos de conexión de memoria de la placa base del ordenador. Se usó en sistemas 80286 y ha sido reemplazada por la SIMM, que es más fácil de instalar y proporciona 16 bits por módulo.

SIMM

SIMM (siglas de Single In-line Memory Module), un tipo de encapsulado

consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips

de memoria, y que se inserta en un zócalo SIMM en la placa base o en la

placa de memoria. Los SIMMs eran más fáciles de instalar que los más

antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos

en bytes en lugar de bits.

El primer formato que se hizo popular se empleaba en ordenadores 286; tenía

3.5" de largo y usaba un conector de 30 pins. En algunos sistemas debían

usarse a pares ya que cada banco de memoria estaba integrado por dos

módulos. Un formato más largo, de 4.25", que usa 72 contactos y puede

almacenar hasta 64 megabytes de RAM, sustituyó ventajosamente al

anterior en los sistemas Intel Pentium.

DIMM

• DIMM son las siglas de «Dual In-line Memory Module» y que podemos traducir como Módulo de Memoria lineal doble. Las memorias DIMM comenzaron a reemplazar a las SIMMs como el tipo predominante de memoria cuando los microprocesadores Intel Pentium dominaron el mercado.

• Son módulos de memoria RAM utilizados en ordenadores • Son módulos de memoria RAM utilizados en ordenadores personales. Se trata de un pequeño circuito impreso que contiene chips de memoria y se conecta directamente en ranuras de la placa base. Los módulos DIMM son reconocibles externamente por poseer sus contactos (o pines) separados en ambos lados, a diferencia de los SIMM que poseen los contactos de modo que los de un lado están unidos con los del otro.

SO DIMM

• Las memorias SO-DIMM (Small Outline DIMM) consisten en una versión compacta de los módulos DIMM convencionales, contando con 144 contactos y con un tamaño de aproximadamente la mitad de un módulo SIMM. Dado su tamaño tan compacto, estos módulos de memoria suelen emplearse en laptops, PDAs y notebooks, aunque han comenzado a sustituir a los SIMM/DIMM en impresoras de gama alta y tamaño reducido y en equipos de sobremesa y terminales ultracompactos (basados en placa base Mini-ITX).terminales ultracompactos (basados en placa base Mini-ITX).

• Los So-DIMM tienen más o menos las mismas características en voltaje y poder que las DIMM corrientes, utilizando además los mismos avances en la tecnología de memorias (por ejemplo existen DIMM y SO-DIMM con memoria pc3200 con capacidades de 512MB o 1 GB Latencia CAS) de 2.0, 2.5 y 3.0)

RIMM

• RIMM, acrónimo de Rambus Inline Memory Module, designa a los módulos de memoria RAM que utilizan una tecnología denominada RDRAM, desarrollada por Rambus Inc. a mediados de los años 1990 con el fin de introducir un módulo de memoria con niveles de rendimiento muy superiores a los módulos de memoria SDRAM de 100 Mhz y 133 Mhz disponibles en aquellos años.

• Inicialmente los módulos RIMM fueron introducidos para su uso en servidores basados en Intel Pentium III. Rambus no manufactura módulos RIMM si no que tiene un sistema de licencias para que estos sean manufacturados por terceros siendo Samsung el principal fabricante de éstos.

ACTUALIDAD DE LAS

MEMORIAS RAM

• Las memorias RAM llegan a valores difíciles de imaginar, hemos llegado a un punto al que fácilmente un PC hogareño puede llegar a los 4 GB de memoria RAM, puede llegar a los 4 GB de memoria RAM, que es un valor impresionante por el echo de que solo unos 10 años atrás las memorias llegaban como máximo a los 6.25% de 1 GB o 64 MB.

Variantes

Las memorias RAM se dividen en 2 variantes:

ESTATICAS Y DINAMICAS

Llamadas de forma diferente dependiendo de cada una de estás.

MEMORIAS ESTATICAS ���� SRAM (Las celdas de almacenamiento son registros o biestales flip-flop)

MEMORIAS DINAMICAS ���� DRAM (está constituida por celdas que almacenan los datos como cargas en la capacidad parásita de puerta de un transistor MOSFET)

COMPARACION DRAM Y SRAM

• Las RAM DINAMICAS tienen menor consumo que las que son estáticas, también son más pequeñas y simples, las DRAM utilizan una técnica de multiplexación del bus de multiplexación del bus de direcciones permitiendo reducir el número de líneas del bus.

• Las SRAM o RAM ESTATICAS son generalmente algo más rápidas que las dinámicas, aunque tienen mayor consumo energético q las DRAM

Read Only Memory

MEMORIAS ROM

•Es una memoria de acceso aleatorio (El tiempo para acceder a cualquier posición es igual para todas ellas)es igual para todas ellas)

•Soporta operaciones de lectura

•Es NO VOLATIL (Mantienen los datos almacenados si se interrumpe la alimentación)

• ROM DE MASCARA

• PROM

• EPROM

• EEPROM

• FLASH

Esta memoria se conoce simplemente como ROM y se caracteriza porque

la información contenida en su interior se almacena durante su construcción la información contenida en su interior se almacena durante su construcción

y no se puede alterar.

Son memorias ideales para almacenar microprogramas, sistemas

operativos, tablas de conversión y caracteres.

Generalmente estas memorias utilizan transistores MOS para representar

los dos estados lógicos (1 ó 0). La programación se desarrolla mediante el

diseño de un negativo fotográfico llamado máscara donde se especifican las

conexiones internas de la memoria.

Esta memoria es conocida como ROM programable de la sigla en inglés

Programmable Read Only Memory. Este tipo de memoria a diferencia de

la ROM no se programa durante el proceso de fabricación, en vez de ello

la programación la efectúa el usuario y se puede realizar una sola vez, la programación la efectúa el usuario y se puede realizar una sola vez,

después de la cual no se puede borrar o volver a almacenar otra

información.

El proceso de programación es destructivo, es decir, que una vez

grabada, es como si fuese una ROM normal. Para almacenar la

información se emplean dos técnicas: por destrucción de fusible o por

destrucción de unión.

El proceso de programación de una PROM generalmente se realiza con

un equipo especial llamado quemador.

Este tipo de memoria es similar a la PROM

con la diferencia que la información se puede

borrar y volver a grabar varias veces. Su

nombre proviene de la sigla en inglés

Erasable Read Only Memory.

La programación se efectúa aplicando en un

pin especial de la memoria una tensión entre pin especial de la memoria una tensión entre

10 y 25 Voltios durante aproximadamente 50

ms, según el dispositivo, al mismo tiempo se

direcciona la posición de memoria y se pone

la información a las entradas de datos. Este

proceso puede tardar varios minutos

dependiendo de la capacidad de memoria.

La memoria EPROM, tal como las memorias

vistas anteriormente se compone de un

arreglo de transistores MOSFET de Canal N

de compuerta aislada.

La memoria EEPROM es programable y borrable eléctricamente y su nombre

proviene de la sigla en inglés Electrical Erasable Programmable Read Only

Memory. Actualmente estas memorias se construyen con transistores de

tecnología MOS (Metal Oxide Silice) y MNOS (Metal Nitride-Oxide Silicon).

Las celdas de memoria en las EEPROM son similares a las celdas EPROM y la

diferencia básica se encuentra en la capa aislante alrededor de cada compuesta

flotante, la cual es más delgada y no es fotosensible.

Esta memoria tiene algunas ventajas con respecto a la Memoria EPROM, de

las cuales se pueden enumerar las siguientes:

•Las palabras almacenadas en memoria se pueden borrar de forma individual.

•Para borra la información no se requiere luz ultravioleta.

•Las memorias EEPROM no requieren programador.

•Para reescribir no se necesita se necesita hacer un borrado previo.•Para reescribir no se necesita se necesita hacer un borrado previo.

•Se pueden reescribir aproximadamente unas 1000 veces sin que se

•observen problemas para almacenar la información.

•El tiempo de almacenamiento de la información es similar al de las EPROM,

es decir aproximadamente 10 años.

La memoria FLASH es similar a la EEPROM, es decir que se puede

programar y borrar eléctricamente. Sin embargo esta reúne algunas de las programar y borrar eléctricamente. Sin embargo esta reúne algunas de las

propiedades de las memorias anteriormente vistas, y se caracteriza por tener

alta capacidad para almacenar información y es de fabricación sencilla, lo que

permite fabricar modelos de capacidad equivalente a las EPROM a menor

costo que las EEPROM.

Las operaciones básicas de una memoria Flash son la programación, la

lectura y borrado.

En la actualidad muchos de los sistemas electrónicos necesitan dispositivos para almacenar y/o leer información. Como ejemplo de este tipo de sistemas podemos mencionar los teléfonos electrónicos, televisores, equipos de sonido y los computadores entre otros.

El uso más difundido de estos dispositivos indiscutiblemente se

encuentra en los computadores:

Se utilizan en sistemas microprocesados, y en los microcontroladores, en

sistemas pequeños es de lectura/escritura.

En los computadores se utiliza como memoria de Cache y memoria de

vídeo.

MEMORIA RAM

La aplicación más difundida en este tipo de memoria ha sido el almacenamiento de

códigos de programas para el momento del arranque de dispositivos que utilizan

microprocesadores, como es el caso de los computadores.

Los Computadores vienen con una memoria ROM, donde se encuentran alojados

los programas del BIOS (Basic Input Output System), el cual contiene las

instrucciones y datos necesarios para activar y hacer funcionar el computador y sus

periféricos. Debido a que en esta memoria la información está disponible en

cualquier momento, los programas en una ROM son a menudo los cimientos sobre

los que se construye el resto de los programas (incluyendo el DOS).

Otra aplicación de estas memorias consiste en el almacenamiento de tablas de

datos que permiten generar funciones matemáticas. Por ejemplo existen

memorias que almacenan funciones trigonométricas y hallan el resultado con

base en el valor binario introducido en el bus de direcciones. En la figura 10.4.1,

se observa como se puede implementar un generador de una señal seno, a

partir de la información almacenada en una memoria ROM.

Como hemos visto, la aparición de las computadoras electrónicas

es bastante reciente, y ha tenido un avance vertiginoso. Tanto es

así, que hoy en día la competencia entre las empresas productoras

de computadores a provocado la aparición de nuevos modelos con de computadores a provocado la aparición de nuevos modelos con

períodos muy cortos de tiempo, los cuales a veces son de meses.

Lo que provoca un aumento en: las velocidades de los

procesadores; capacidades de almacenamiento; velocidad de

transferencia de los buses; etcétera.

Lo citado anteriormente a exigido a los fabricantes de memorias, la

constante actualización de las mismas, superándose una y otra vez

en velocidad, capacidad y almacenamiento.