¿Qué es memoria?
Una memoria es un dispositivo de almacenamiento de instrucciones y/o datos.
Jerarquía de memoria
La memoria de un computador esta organizada como una jerarquía (Figura 1) compuesta por diferentes niveles de almacenamiento entre los que se mueve la información a medida que la necesitan los procesos durante su ejecución.
Las limitaciones de diseño de la memoria de un computador se resumen en tres variables:
· ¿Qué cantidad?
· ¿Qué velocidad?
· ¿Qué costo?
Estas tres características compiten entre sí y generalmente se cumplen las siguientes relaciones:
· A menor tiempo de acceso, mayor costo por bit.
· A mayor capacidad, menor costo por bit.
· A mayor capacidad, mayor tiempo de acceso.
A medida que se desciende por la jerarquía (Figura 1) se tienen las siguientes condiciones:
· Disminución del costo por bit.
· Aumento de la capacidad.
· Aumento del tiempo de acceso (menos velocidad).
· Disminución de la frecuencia de acceso a la memoria por el procesador.
En el acceso a un nivel de la jerarquía se produce un fallo
cuando el dato referenciado no se encuentra en ese nivel. Se dice que hay un
acierto en caso contrario. La existencia de un fallo requiere que los datos
referenciados se copien del nivel inferior al nivel en el que se ha provocado
el fallo.
La existencia de múltiples copias de un mismo dato en una jerarquía
de memoria produce un problema de falta de coherencia. En efecto, cuando se
modifica un dato en un nivel superior de la jerarquía, se produce una
discrepancia con la copia del dato que se encuentra en el nivel inferior. Para resolver
este problema es necesario que la información modificada en un nivel superior
de la jerarquía se actualice en algún momento en el nivel inferior.
MEMORIA PRINCIPAL
La memoria principal satisface las demandas de las caches y unidades vectoriales y sirve como interfaz de entrada y salida ya que es el destino de la entrada así como la fuente para la salida, las medidas de rendimiento de la memoria principal hacen énfasis a la latencia y al ancho de banda.
MEMORIA CACHE
Cache es el nombre escogido para representar el nivel de jerarquía de memoria entre la CPU y memoria principal, y este es el uso dominante del término. Hoy en día aparecen caches en toda clase de computadoras y en algunos computadores más de una vez
En la cache se guardan las palabras de memoria de mayor uso, cuando la CPU necesita una palabra primero lo busca en la cache. Solo si la palabra no esta ahí recurre a la memoria principal, esto mejora el tiempo de acceso a los programas que se quiere usar.
MEMORIA VIRTUAL
La memoria virtual es una técnica de administración de la memoria real que permite al sistema operativo brindarle al software de usuario y a sí mismo un espacio de direcciones mayor que la memoria real o física
La mayoría de los ordenadores tienen cuatro tipos de memoria: registros en la CPU, la memoria caché (tanto dentro como fuera del CPU), la memoria física (generalmente en forma de RAM, donde la CPU pueden leer directa y razonablemente rápido) y el disco duro que es mucho más lento, pero también más grande y barato.
Muchas aplicaciones requieren acceso a más información (código y datos) que la que se puede mantener en memoria física. Esto es así sobre todo cuando el sistema operativo permite múltiples procesos y aplicaciones ejecutándose simultáneamente. Una solución al problema de necesitar mayor cantidad de memoria de la que se posee consiste en que las aplicaciones mantengan parte de su información en disco, moviéndola a la memoria principal cuando sea necesario. Hay varias formas de hacer esto. Una opción es que la aplicación misma sea responsable de decidir qué información será guardada en cada sitio (segmentación), y de traerla y llevarla. La desventaja de esto, además de la dificultad en el diseño e implementación del programa, es que es muy probable que los intereses sobre la memoria de dos o varios programas generen conflictos entre sí: cada programador podría realizar su diseño teniendo en cuenta que es el único programa ejecutándose en el sistema. La alternativa es usar memoria virtual, donde la combinación entre hardware especial y el sistema operativo hace uso de la memoria principal y la secundaria para hacer parecer que el ordenador tiene mucha más memoria principal (RAM) que la que realmente posee. Este método es invisible a los procesos. La cantidad de memoria máxima que se puede hacer ver que hay tiene que ver con las características del procesador. Por ejemplo, en un sistema de 32 bits, el máximo es 232, lo que da 4096 Megabytes (4 Gigabytes). Todo esto hace el trabajo del programador de aplicaciones mucho más fácil, al poder ignorar completamente la necesidad de mover datos entre los distintos espacios de memoria.
DISCO MAGNETICO
Un disco magnético consiste en uno o más platos de aluminio con un recubrimiento magnetizable. Originalmente estos platos llegaron a tener 50 cm de diámetro, pero en la actualidad suelen ser de 3 a 12 cm, y algunos discos para computadoras portátiles tienen diámetros de menos de 3cm y se siguen encogiendo. Una cabeza de disco contiene una bobina de inducción flota sobre la superficie y muy cerca de ella, descansando en un colchón de aire. Cuando una corriente positiva o negativa pasa por la cabeza, magnetiza la superficie justo debajo de ella, alineando las partículas magnéticas hacia la izquierda o hacia la derecha, dependiendo de la polaridad de la corriente de la unidad.
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