Su definición es: almacenes
internos en el ordenador. El término memoria
identifica el almacenaje de datos que viene
en forma chips, y el almacenaje de la palabra se utiliza para
la memoria que
existe en las cintas o los discos. Por otra parte, el
término memoria se
utiliza generalmente como taquigrafía para la memoria
física,
que refiere a los chips reales capaces de llevar a cabo datos. Algunos
ordenadores también utilizan la memoria
virtual, que amplía memoria física sobre un
disco
duro.
Cada ordenador viene con cierta cantidad de memoria física, referida
generalmente como memoria principal
o RAM. Se puede
pensar en memoria principal como arreglo de celdas de memoria,
cada una de los cuales puede llevar a cabo un solo byte de
información.
Un ordenador que tiene 1 megabyte de la memoria,
por lo tanto, puede llevar a cabo cerca de 1 millón de
bytes (o caracteres) de la información.
La memoria funciona de manera similar a un juego de
cubículos divididos usados para clasificar la
correspondencia en la oficina postal. A
cada bit de datos se asigna
una dirección. Cada dirección corresponde a un cubículo
(ubicación) en la
memoria.
Para guardar información en la memoria, el
procesador
primero envía la dirección para los datos. El
controlador de memoria encuentra el cubículo adecuado y
luego el procesador
envía los datos a
escribir.
Para leer la memoria, el procesador
envía la dirección para los datos requeridos. De
inmediato, el controlador de la memoria encuentra los bits de
información contenidos en el
cubículo adecuado y los envía al bus de datos del procesador.
Hay varios tipos de
memoria:
- RAM (memoria de acceso aleatorio): Éste es
igual que memoria principal. Cuando es utilizada por sí
misma, el término RAM se
refiere a memoria de lectura y
escritura;
es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como
leerlos de RAM. Esto
está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer
lectura de
los datos leídos. La mayoría de la RAM es
volátil, que significa que requiere un flujo constante
de la electricidad
para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de
poder sea
interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se
pierden. - ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen
casi siempre una cantidad pequeña de memoria de solo
lectura que
guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la
memoria ROM no
se puede escribir. - PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un
chip de memoria en la cual usted puede salvar un programa. Pero
una vez que se haya utilizado el PROM, usted no puede reusarlo
para salvar algo más. Como las ROM, los PROMS son
permanentes. - EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un
EPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado
exponiéndolo a la luz
ultravioleta. - EEPROM (eléctricamente memoria inalterable
programable borrable): Un EEPROM es un tipo especial de PROM
que puede ser borrado exponiéndolo a una carga
eléctrica.
MEMORIA RAM
Memoria de la
computadora, denominada Memoria de Acceso Aleatorio, es un
área de almacenamiento a
corto plazo para cualquier tipo de dato que la computadora
está usando.
RAM a menudo se confunde con el almacenamiento.
Para una aclaración, comparemos la computadora
con una oficina. El
gabinete de archivos
representa el almacenamiento
(unidad de disco duro) y
el escritorio representa la RAM. Los archivos a usar
se recuperan del almacenamiento.
Mientras los archivos
están en uso se guardan en la RAM, un área de
trabajo de fácil acceso. Cuando los archivos dejan de
usarse se regresan al sector de almacenamiento o
se eliminan.
RAM, son las siglas para la memoria de acceso al azar,
un tipo de memoria de computadora
que se puede alcanzar aleatoriamente; es decir, cualquier byte de
memoria puede ser alcanzado sin el tocar los bytes precedentes.
La RAM es el tipo más común de memoria encontrado
en ordenadores y otros dispositivos, tales como impresoras.
Hay dos tipos básicos de RAM:
Estos 2 tipos difieren en la tecnología que
utilizan para almacenar datos, RAM dinámica que es el tipo más
común. La RAM dinámica necesita ser restaurada millares
de veces por segundo. La RAM estática
no necesita ser restaurada, lo que la hace más
rápida; pero es también más costosa que la
DRAM.
Ambos tipos de RAM son volátiles, significando
que pierden su contenido cuando se interrumpe el suministro de
poder.
En uso común, el término RAM es
sinónimo de memoria principal, la memoria disponible para
los programas. Por
ejemplo, un ordenador con la RAM de los 8M tiene aproximadamente
8 millones de bytes de memoria que los programas puedan
utilizar. En contraste, la ROM (memoria inalterable) se refiere a
la memoria especial usada para salvar los programas que
inician el ordenador y realizan diagnóstico. La mayoría de los
ordenadores personales tienen una cantidad pequeña de ROM
(algunos tantos miles de bytes). De hecho, ambos tipos de
memoria (ROM y RAM) permiten el acceso al azar. Para ser
exacto, por lo tanto, RAM se debe referir como RAM de lectura/escritura y
ROM como RAM inalterable.
RAM DINÁMICA
Un tipo de memoria física usado en la
mayoría de los ordenadores personales. El término
dinámico indica que la memoria debe ser restaurado
constantemente (reenergizada) o perderá su
contenido.
La RAM (memoria de acceso aleatorio) se refiere a veces
como DRAM para distinguirla de la RAM estática
(SRAM). La RAM estática
es más rápida y menos volátil que la RAM
dinámica, pero requiere más potencia y es
más costosa.
RAM ESTÁTICA
Abreviatura para la memoria de acceso al azar estática.
SRAM es un tipo de memoria que es más rápida y
más confiable que la DRAM más común (RAM
dinámica). El término se deriva del
hecho de que no necesitan ser restaurados como RAM
dinámica.
Mientras que DRAM utiliza tiempos de acceso de cerca de
60 nanosegundos, SRAM puede dar los tiempos de acceso de hasta
sólo 10 nanosegundos. Además, su duración de
ciclo es mucho más corta que la de la DRAM porque no
necesita detenerse brevemente entre los accesos.
Desafortunadamente, es también mucho más
costoso producir que DRAM. Debido a su alto costo, SRAM se
utiliza a menudo solamente como memoria caché.
MEMORIA ROM
ROM, siglas para la memoria inalterable, memoria de
computadora en
la cual se han grabado de antemano los datos. Una vez que los
datos se hayan escrito sobre un chip ROM, no pueden ser quitados
y pueden ser leídos solamente.
Distinto de la memoria principal (RAM), la ROM conserva
su contenido incluso cuando el ordenador se apaga. ROM se refiere
como siendo permanente, mientras que la RAM es
volátil.
La mayoría de los ordenadores personales
contienen una cantidad pequeña de ROM que salve programas
críticos tales como el programa que
inicia el ordenador. Además, las ROM se utilizan
extensivamente en calculadoras y dispositivos periféricos tales como impresoras
láser, cuyas fuentes se
salvan a menudo en las ROM.
Una variación de una ROM es un PROM (memoria
inalterable programable). PROM son manufacturados como chips en
blanco en los cuales los datos pueden ser escritos con
dispositivo llamado programador de PROM.
LA UNIDAD DE MEMORIA
Los registros de un
computador
digital pueden ser clasificados del tipo operacional o de
almacenamiento. Un circuito operacional es capaz de acumular
información binaria en sus flip-flops y
además tiene compuertas combinacionales capaces de
realizar tare as de procesamiento de
datos.
Un registro de
almacenamiento se usa solamente para el almacenamiento temporal
de la información binaria. Esta informaci6n no puede ser
alterada cuando se transfiere hacia adentro y afuera del registro. Una
unidad de memoria es una colección de registros de
almacenamiento conjuntamente con los circuitos
asociados necesarios par a transferir información hacia
adentro y afuera de los registros. Los
registros de
almacenamiento en una unidad de memoria se llaman registros de
memoria.
La mayoría de los registros en un computador
digital son registros de memoria, a los cuales se transfiere la
informaci6n para almacenamiento y se encuentran pocos registros
operacionales en la unidad procesadora. Cuando se lleva a cabo el
procesamiento de
datos, la información de los registros seleccionados
en la unidad de memoria se transfiere primero a los registros
operacionales en la unidad procesadora. Los resultados
intermedios y finales que se obtienen en los registros
operacionales se transfieren de nuevo a los registros de memoria
seleccionados. De manera similar, la informaci6n binaria recibida
de los elementos de entrada se almacena primero en los registros
de memoria. La información transferida a los elementos de
salida se toma de los registros en la unidad de
memoria.
El componente que forma las celdas binarias de los
registros en una unidad de memoria debe tener ciertas propiedades
básicas, de las cuales las más importantes son: (1)
debe tener una propiedad
dependiente de dos estados par a la representación
binaria. (2) debe ser pequeño en tamaño. (3) el
costo por bit de
almacenamiento debe ser lo mas bajo posible. (4) el tiempo de acceso
al registro de
memoria debe ser razonablemente rápido.
Ejemplos de componentes de unidad de memoria son los
núcleos magnéticos los CI semiconductores y
las superficies magnéticas de las cintas, tambores y
discos.
Una unidad de memoria almacena información
binaria en grupos llamados
palabras, cada palabra se almacena en un registro de
memoria. Una palabra en la memoria es una entidad de n bits que
se mueven hacia adentro y afuera del almacenamiento como una
unidad. Una palabra de memoria puede representar un operando, una
instrucción, o un grupo de
caracteres alfanuméricos o cualquier información
codificada binariamente. La
comunicación entre una unidad de memoria y lo que la
rodea se logra por medio de dos señales de control y dos
registros externos. Las señales de control
especifican la dirección de la trasferencia requerida,
esto es, cuando una palabra debe ser acumulada en un registro de
memoria o cuando una palabra almacenada previamente debe ser
transferida hacia afuera del registro de memoria. Un registro
externo especifica el registro de memoria particular escogido
entre los miles disponibles; el otro especifica la
configuración e bits particular de la palabra en
cuestión.
El registro de direcciones de memoria especifica la
palabra de memoria seleccionada. A cada palabra en la memoria se
le asigna un número de identificaci6n comenzando desde 0
hasta el número máximo de palabras disponible. Par
a comunicarse con una palabra de memoria especifica, su
número de localización o dirección se
transfiere al registro de direcciones.
Los circuitos
internos de la unidad de memoria aceptan esta dirección
del registro y abren los caminos necesarios par a seleccionar la
palabra buscar. Un registro de dirección con n bits puede
especificar hasta 2n palabras de memoria.
Las unidades de memoria del computador
pueden tener un rango entre 1.024 palabras que necesitan un
registro de direcciones de bits, hasta 1.048.576= 22" palabras
que necesitan un registro de direcciones de 20 bits.
Las dos señales de control aplicadas
a la unidad de memoria se llaman lectura y
escritura. Una
señal de escritura
especifica una función de transferencia entrante; una
señal de lectura específica, una función de
trasferencia saliente. Cada una es referenciada por la unidad de
memoria.
Después de aceptar una de las señales, los
circuitos de
control
interno dentro de la unidad de memoria suministran la funci6n
deseada. Cierto tipo de unidades de
almacenamiento, debido a las características de sus componentes,
destruyen la informaci6n almacenada en una celda cuando se lea el
bit de ella. Este tipo de unidad se dice que es una memoria de
lectura destructible en oposici6n a una memoria no destructible
donde la informaci6n permanece en la celda después de
haberse leído. En cada caso, la informaci6n primaria se
destruye cuando se escribe la nueva informaci6n. La secuencia del
control
interno en una memoria de lectura destructible debe proveer
señales de control que
puedan causar que la palabra sea restaurada en sus celdas
binarias si la aplicaci6n requiere de una funci6n no
destructiva.
La informaci6n transferida hacia adentro y afuera de los
registros en la memoria y al ambiente
externo, se comunica a través de un registro
comúnmente llamado (buffer register) registro separador de
memoria (otros nombres son registro de información y
registro de almacenamiento). Cuando la unidad de memoria recibe
una señal de control de
escritura, el
control
interno interpreta el contenido del registro separador como
la configuraci6n de bits de la palabra que se va a almacenar en
un registro de memoria.
Con una señal de control de lectura, el control
interno envía la palabra del registro de memoria al
registro separador. En cada caso el contenido del registro de
direcciones especifica el registro de memoria particular
referenciado para escritura o lectura. Por medio de un ejemplo se
puede resumir las características de trasferencia de
informaci6n de una unidad de memoria. Considérese una
unidad de memoria de 1.024 palabras con 8 bits por palabra. Par a
especificar 1.024 palabras, se necesita una direcci6n de 10 bits,
ya que 21° = 1.024. Por tanto, el registro de direcciones
debe contener diez flip-flops. El registro separador debe tener
ocho flip-flops para almacenar los contenidos de las palabras
transferidas hacia dentro y afuera de la memoria. La unidad de
memoria tiene 1.024 registros con números asignados desde
0 hasta 1.023.
La secuencia de operaciones
necesarias par a comunicarse con la unidad de memoria par a
prop6sitos de transferir una palabra hacia afuera dirigida al BR
es:
1. Transferir los bits de direcci6n de la palabra
seleccionada al AR.
2. Activar la entrada de control de
lectura.
La secuencia de operaciones
necesarias par a almacenar una nueva palabra a la memoria
es:
1. Transferir los bits de direcci6n de la palabra
seleccionada al MAR.
2. Transferir los bits de datos de la palabra al
MBR.
3. Activar la entrada de control de
escritura.
En algunos casos, se asume una unidad de memoria con la
propiedad de
lectura no destructiva. Tales memorias
pueden ser construidas con CI semiconductores.
Ellas retienen la informaci6n en el registro de memoria cuando el
registro se catea durante el proceso de
lectura de manera que no ocurre pérdida de informaci6n.
Otro componente usado comúnmente en las unidades de
memoria es el núcleo magnético. Un núcleo
magnético tiene la característica de tener lecturas
destructivas, es decir, pierde la informaci6n binaria almacenada
durante el proceso de
lectura.
Debido a la propiedad de
lectura destructiva, una memoria de núcleos
magnéticos debe tener funciones de
control adicionales par a reponer la palabra al registro de
memoria. Una señal de control de lectura aplicada a una
memoria de núcleos magnéticos transfiere el
contenido de la palabra direccionada a un registro externo y al
mismo tiempo se borra
el registro de memoria. La secuencia de control
interno en una memoria de núcleos magnéticos
suministra entonces señales apropiadas par a causar la
recuperaci6n de la palabra en el registro de memoria. La
trasferencia de informaci6n de una memoria de núcleos
magnéticos durante una operación.
Una operación de lectura destructiva transfiere
la palabra seleccionada al MBR pero deja el registro de memoria
con puros ceros. La operación de memoria normal requiere
que el contenido de la palabra seleccionada permanezca en la
memoria después de la operación de lectura. Por
tanto, es necesario pasar por una operación de
recuperación que escribe el valor del MBR
en el registro de memoria seleccionada. Durante la
operación de recuperaci6n, los contenidos del MAR y el MBR
deben permanecer in variables.
Una entrada de control de escritura aplicada a una
memoria de núcleos magnéticos causa una
trasferencia de información. Para transferir la nueva
información a un registro seleccionado, se debe primero
borrar la información anterior borrando todos los bits de
la palabra a 0. Después de hacer lo anterior, el contenido
del MBR se puede transferir a la palabra seleccionada. El MAR no
debe cambiar durante la operación para asegurar que la
misma palabra seleccionada que se ha borrado es aquella que
recibe la nueva información.
Una memoria de núcleo magnético requiere
dos medios ciclos
par a leer o escribir. El tiempo que se
toma la memoria par a cubrir los dos medios ciclos
se llama tiempo de un
ciclo de memoria.
El modo de acceso de un sistema de
memoria se determina por el tipo de componentes usados. En una
memoria de acceso aleatorio, se debe pensar que los registros
están separados en el espacio, con cada registro ocupando
un lugar espacial particular en una memoria de núcleos
magnéticos.
En una memoria de acceso secuencial, la informaci6n
almacenada en algún medio no es accesible inmediatamente
pero se obtiene solamente en ciertos intervalos de tiempo. Una
unidad de cinta magnética es de este tipo. Cada lugar de
la memoria pasa por las cabezas de lectura y escritura a la vez
pero la información se lee solamente cuando se ha logrado
la palabra solicitada. El tiempo de acceso de una memoria es el
tiempo requerido par a seleccionar una palabra o en la lectura o
en la escritura. En una memoria de acceso aleatorio, el tiempo de
acceso es siempre el mismo a pesar del lugar en el espacio
particular de la palabra. En una memoria secuencial, el tiempo de
acceso depende de la posici6n de la palabra en el tiempo que se
solicita. Si la palabra esta justamente emergiendo del
almacenamiento en el tiempo que se solicita, el tiempo de acceso
es justamente el tiempo necesario par a leerla o escribirla.
Pero, si la palabra por alguna razón esta en la
última posición, el tiempo de acceso incluye
también el tiempo requerido para que todas las otras
palabras se muevan pasando por los terminales.
Así, el tiempo de acceso a una memoria secuencial
es variable.
Las unidades de memoria cuyos componentes pierden
información almacenada con el tiempo o cuando se corta el
suministro de energía, se dice que son volátiles.
Una unidad de memoria de semiconductores
es de esta categoría ya que sus celdas binarias necesitan
potencia externa
par a mantener las señales necesarias. En contraste, una
unidad de memoria no volátil, tal como un núcleo
magnético o un disco magnético, retiene la
información almacenada una vez que se hay a cortado el
suministro de energía.
Esto es debido a que la información acumulada en
los componentes magnéticos se manifiestan por la
dirección de magnetización, la oval se retiene
cuando se corta la energía. Una propiedad no
volátil es deseable en los computadores digitales porque
muchos programas
útiles se dejan permanentemente en la unidad de memoria.
Cuando se corte el suministro de energía y luego se
suministre, los programas almacenados previamente y otra
información no se pierden pero continúan acumulados
en la memoria.
Métodos de direccionamiento
Hemos visto que generalmente (aunque no necesariamente)
una instrucción consta de una parte de operación y
una de dirección. La parte de dirección puede
contener la dirección de un operando utilizado en la
ejecución de la instrucción. En otras ocasiones la
parte dirección de la instrucción puede no contener
la dirección donde se encuentra el operando, sino la
dirección donde se encuentra la dirección del
operando. En el primer caso la dirección se describe como
la dirección directa; en el segundo caso es una
operación indirecta. En las computadoras,
minicomputadoras y microcomputadoras se emplea una amplia gama de
modos de direccionamiento de los que consideraremos algunos en
esta sección.
- DIRECTO. En el direccionamiento directo, como ya
señalamos, la instrucción contiene la
dirección de la posición de memoria donde se
encuentra el operando. - INDIRECTO. En el direccionamiento indirecto,
señalamos de nuevo, la dirección contiene no la
dirección donde se encuentra el operando, sino la
dirección donde se encuentra la dirección del
operando. - RELATIVO. En el direccionamiento relativo la parte
dirección de la instrucción contiene el
número N. En memoria la dirección del operando se
encuentra sumando el numero N al número del contador del
programa. - INDEXADO. En el direccionamiento indexado como en el
relativo, la parte dirección de la instrucción
contiene un numero N que puede ser positivo o negativo. Sin
embargo para utilizar el direccionamiento indexado, el computador
debe estar equipado con un registro especial empleado para
permitir direccionamiento indexado, y denominado naturalmente
registro índice. La posición de memoria donde se
localiza el operando se encuentra mediante la suma I +
N. - REGISTRO INDIRECTO. Algunos computadores que
incorporan la facultad del direccionamiento de registro
indirecto tienen un registro especial, a menudo llamado
registro (P). Este registro contiene la dirección de
memoria del operando. Una instrucción que invoque
realmente direccionamiento de registro indirecto no tiene bits
significativos en su parte dirección. En lugar de ello,
la instrucción completa se incluye en los bits asignados
a la parte de operación de la instrucción. Una
instrucción típica que use un registro de
direccionamiento indirecto debería especificar "cargar"
el acumulador con el operando localizado en la dirección
de memoria dada en el registro (p). - INMEDIATO. EN el direccionamiento inmediato, la parte
de dirección de la instrucción contiene no la
dirección del operando sino el mismo
operando. - INHERENTE. Ordinariamente una dirección que es
parte de una instrucción se refiere a una
posición de memoria. Cuando una instrucción
indica una fuente o un destino de datos y no se direcciona
específicamente, ya no se hace referencia a la
posición de memoria, se dice que la instrucción
tiene una dirección inherente.
Autor:
Carlos Eduardo Barradas
Joel Balboa Martinez