COMPONENTES INTERNOS: LA MEMORIA

LA MEMORIA

Cuando usted piensa en esta palabra, quizás esté sorprendido de cuántos diferentes tipos de memoria electrónica usted encuentra en la vida diaria. Muchos de estos se han hecho parte integral de nuestro vocabulario:

1.      RAM

2.      ROM  

3.      Cache 

4.      RAM Dinámica (Dinamic RAM)

5.      RAM Estática (Static RAM)              

6.      Memoria de Flash (Flash memory)

7.      Tarjetas de memoria (Memory Sticks)

8.      Memoria virtual (Virtual memory)

9.      Memoria de video (Video memory)

10.  BIOS

Cada uno de estos dispositivos utiliza diversos tipos de memoria en diversas maneras!

 En este artículo, usted aprenderá porqué hay diferentes tipos de memoria y lo que significan algunos de los términos.

Aunque la memoria es técnicamente cualquier forma de almacenaje electrónico, se utiliza lo más a menudo posible para identificar formas rápidas, temporales de almacenaje. Si la CPU de su computadora tuviera que tener acceso constantemente al disco duro para recuperar cada pedazo de datos que necesita, funcionaría muy lentamente. Cuando la información se mantiene en memoria, la CPU puede tener acceso a ella mucho más rápidamente. La mayoría de las formas de memoria se pensaron con el propósito de almacenar datos temporalmente.

Como usted puede ver en este diagrama, la CPU tiene acceso a las memorias según una jerarquía distinta. Si viene del almacenamiento permanente (el disco duro) o de las entrada (el teclado), la mayoría de los datos entran primero en la memoria de acceso al azar - random access memory  (RAM). La CPU entonces almacena pedazos de datos que necesitará tener acceso, a menudo en el cache, y mantiene ciertas instrucciones especiales en el registro.

 Todos los componentes en su computadora, tal como la CPU, el disco duro y el sistema operativo, trabajan juntos en equipo, y la memoria es una de las partes más esenciales de este equipo.

 A partir del momento usted enciende su computadora hasta el tiempo en que usted la apaga, su CPU está utilizando constantemente memoria.

Echemos una ojeada:

1.      Prenda su computadora :)

2.      La computadora carga datos de la memoria inalterable- read-only memory (ROM) y realiza una autoprueba (POST) para cerciorarse que todos los componentes principales están funcionando correctamente. Como parte de esta prueba, el regulador de la memoria comprueba todas las direcciones de memoria con una operación de lectura/grabación rápida para asegurarse de que no haya errores en los bits de memoria.

3.      La computadora carga el sistema básico de la entrada-salida - basic input/output system (BIOS) de la ROM. El BIOS proporciona la información más básica sobre los dispositivos de almacenaje, secuencia del cargador, seguridad, capacidad del encendido (autoreconocimiento del dispositivo) y algunos otros detalles.

4.      La computadora carga el sistema operativo (OS) desde el disco duro en el RAM del sistema. Generalmente, las partes críticas del sistema operativo se mantienen en el RAM mientras la computadora está encendida. Esto permite que el CPU tenga acceso inmediato al sistema operativo, el cual realza el funcionamiento y la funcionalidad del sistema en su totalidad.

5.      Cuando usted abre una aplicación, esta se carga en el RAM. Para conservar el uso del RAM, muchas aplicaciones cargan solamente las partes esenciales del programa inicialmente y después cargan otros pedazos según lo necesitado.

6.      Después de que las aplicaciones se carguen, cualquier archivo que se abra para uso en esa aplicación está cargado en el RAM.

7.      Cuando usted salve un archivo y cierra la aplicación, el archivo se escribe al dispositivo de almacenaje especificado, y entonces él y la aplicación se elimina del RAM.

En la lista arriba, cada vez que se carga o se abre algo, se coloca en el RAM. Esto significa simplemente que se ha puesto en el área del almacenamiento temporal de la computadora de modo que la CPU pueda tener acceso a esa información más fácilmente. La CPU pide los datos que necesita desde el RAM, los procesa y escribe nuevos datos que regresan al RAM en un ciclo continuo. En la mayoría de las computadoras, este mezclarse de datos entre la CPU y el RAM sucede millones de veces cada segundo. Cuando la aplicación es cerrada, él y cualquier archivo de acompañamiento se eliminan generalmente del RAM para dejar lugar para los nuevos datos. Si el cambio en los archivos no se salva a un dispositivo del almacenamiento permanente antes de ser eliminado, se pierden.

RAM

RAM (Random access memory), memoria de acceso aleatorio, la utiliza el usuario mediante sus programas, y es volátil.

La memoria RAM se utiliza en la computadora para su memoria primaria o principal. Es la que se encarga de almacenar la información mientras el computador se encuentra encendido. Esto quiere decir que cuando el computador arranca ésta se encuentra vacía inicialmente, y entonces se lee información del disco duro y se almacena en ella el sistema operativo (primero), de manera que estén disponibles rápidamente y se tenga acceso a ellas fácilmente por parte de la CPU y otros componentes de la computadora. De esta forma, la Central Processing Unit (unidad central de proceso) o CPU puede acceder rápidamente a las instrucciones y a los datos guardados en la memoria, después, cualquier otra cosa que hagamos. Al trabajar en un procesador de palabras, por ejemplo, la información se almacena aquí. La información sólo pasa al disco duro cuando grabamos. Por esto se pierde la información si se apaga el computador sin antes haberla grabado.  En palabras sencillas; el RAM, es una AREA DE TRABAJO vacía. Este espacio que se crea a discreción del integrador de equipos para construir un PC con determinado espacio (128, 256, 512 megabytes, etc.). Ello es posible insertando MODULOS de memoria en los bancos de memoria que poseen las motherboards o placas base.

La CPU cuando necesita un dato primeramente lo busca en la memoria cache L1, si no está lo busca en la L2, y si no está lo busca en la RAM. Es de acceso aleatorio por que podemos acceder a una celda determinada sin necesidad de leer toda una fila de celdas, la memoria está organizada en celdas, como una hoja cuadriculada, y para acceder a una celda determinada se utiliza el nº de fila y de columnas.

Cuando se introduce un comando desde el teclado, éste requiere que se copien datos provenientes de un dispositivo de almacenamiento (tal como un disco duro o CDROM) en la memoria, la cual suministra los datos a la CPU en forma más rápida que los dispositivos de almacenamiento.

Muchas personas confunden los términos memoria y almacenamiento, especialmente cuando se trata de la cantidad que tienen de cada uno. El término “memoria” significa la cantidad de RAM instalada en la ordenador, mientras que “almacenamiento” hace referencia a la capacidad del disco duro.

Otra diferencia importante entre la memoria y el almacenamiento consiste en que la información almacenada en el disco duro permanece intacta cuando se apaga el ordenador. En cambio, el contenido de la memoria queda borrado cuando se apaga el ordenador (como si se tiraran a la basura todos los archivos encontrados en la mesa de trabajo al final del día).

 Cuando se trabaja con un ordenador, se debe grabar el trabajo con frecuencia. La memoria del ordenador graba las modificaciones introducidas en el documento hasta que el usuario las guarda en el disco. Si por cualquier razón se interrumpe la operación del ordenador, por ejemplo, debido a un corte de luz o a un error del sistema, se perderán todas las modificaciones realizadas que no han sido grabadas hasta ese momento. En vista de que la memoria de RAM se borra al apagar la máquina, es necesario almacenar la información un unidades que puedan preservar nuestro trabajo en forma permanente. Las unidades de disco de la PC se utilizan para con este proposito. Los discos vienen en dos tipos: discos duros (hard disks) y discos flexibles/removibles o unidades ópticas (CD's o DVD's).

ROM

ROM  (read only memory), memoria de sólo lectura, en la cual se almacena ciertos programas e información que necesita la computadora las cuales están grabadas permanentemente y no pueden ser modificadas por el programador. Las instrucciones básicas para arrancar una computadora están grabadas aquí y en algunas notebooks han grabado hojas de cálculo, Basic, etc.

n la ROM está almacenado también el programa interno que nos ofrece la posibilidad de hablar con el ordenador 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 un ordenador tenga una capacidad de 8K a 16K, un número suficientemente grande para que este justificado asombrarse ante la cantidad de información necesaria para llenar tal cantidad de posiciones, especialmente cuando sabemos que los programas ROM están escritos por expertos en ahorrar memoria. Ello sirve para poner de manifiesto la gran cantidad de cosas que pasan en el interior de un ordenador cuando éste está activo.

La memoria ROM presenta algunas variaciones: las memorias PROM, EPROM y EEPROM.

Para el caso de que nos encontremos con las siglas PROM basta decir que es un tipo de memoria ROM que se puede programar mediante un proceso especial, posteriormente a la fabricación.

PROM viene de PROGRAMABLE READ ONLY MEMORY (memoria programable de solo lectura). Es un dispositivo de almacenamiento solo de lectura que se puede reprogramar después de su manufactura por medio de equipo externo. Los PROM son generalmente pastillas de circuitos integrados.

La memoria EPROM (la E viene de ERASABLE -borrable-) es una ROM que se puede borrar totalmente y luego reprogramarse, aunque en condiciones limitadas. Las EPROM son mucho más económicas que las PROM porque pueden reutilizarse.

Aún mejores que las EPROM son las EEPROM ( EPROM eléctricamente borrables) también llamadas EAROM (ROM eléctricamente alterables), que pueden borrarse mediante impulsos eléctricos, sin necesidad 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 cientos de veces mayor, a pesar de que los tiempos de lectura son muy similares.

MEMORIA CACHÉ

La memoria caché es una clase de memoria especial de alta velocidad que está diseñada para acelerar el procesamiento de las instrucciones de memoria en la CPU. La CPU puede obtener las instrucciones y los datos guardados en la memoria cache mucho más rápidamente que las instrucciones y datos guardados en la memoria principal. Por ejemplo, en una placa de sistema típica de 100 megahertzios, la CPU necesita hasta 180 nanosegundos para obtener información de la memoria principal, mientras que obtiene información de la memoria cache en sólo 45 nanosegundos. Por lo tanto, cuantas más instrucciones y datos la CPU pueda obtener directamente de la memoria cache, tanto más rápido será el funcionamiento de la computadora.

Las clases de memoria caché incluyen caché principal (conocida también como caché de Nivel 1 [L1]) y caché secundario (conocida también como caché de Nivel 2[L2]). La memoria caché también puede ser interna o externa. La memoria caché interna se incorpora en la CPU de la computadora, mientras que la externa se encuentra fuera de la CPU.

 La memoria caché principal es la que se encuentra más próxima a la CPU. Normalmente, la memoria caché principal se incorpora en la CPU, y la memoria caché secundaria es externa. Los primeros modelos de ciertas computadoras personales tienen chips de CPU que no incluyen memoria caché interna. En estos casos, la memoria caché externa, si existiera, sería en realidad caché primaria (l1).

 El “cerebro” del sistema de memoria caché es el controlador de memoria caché. Cuando un controlador de memoria cache recupera una instrucción de la memoria principal, también guarda en la memoria caché las próximas instrucciones. Esto se hace debido a que existe una alta probabilidad de que las instrucciones adyacentes también sean necesarias. Esto aumenta la probabilidad de que la CPU encuentre las instrucciones que necesita en la memoria caché, permitiendo así que la computadora funcione con mayor rapidez.

MEMORIA VIRTUAL

La memoria virtual es usada por la computadora para guardar datos simulando la memoria RAM en el almacenamiento del disco. Esta es una gran ayuda, ya que una máquina con poca memoria RAM puede ejecutar programas grandes gracias a la memoria virtual.

El problema de la memoria virtual es que es más lenta que la RAM, y las computadoras que la usan tardan mucho en recuperar datos guardados en memoria virtual ya que el disco es un dispositivo mecánico.

MEMORIA CMOS

Esta permite que lagunas instrucciones de inicialización no sean permanentes al emplear corriente de una batería para guardar información del sistema vital, como las especificaciones del disco duro.

 Al cambiar la configuración del sistema, se debe actualizar la información en el CMOS, por ejemplo: al cambiar un disco duro.