lunes, 11 de junio de 2012


 

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Para dar una definición de una memoria principal o RAM, creímos conveniente primero mencionar un breve concepto de la memoria humana. La memoria es una facultad fundamental del cerebro que permite al hombre retener, procesar y recordar hechos del pasado, pudiendo almacenar una capacidad prácticamente ilimitada de información por tiempo indeterminado. La memoria RAM tiene funciones similares a la humana, sólo que no trabaja únicamente con datos del pasado, sino ejecuta información/instrucciones que la computadora requiere en el momento. Otra gran diferencia gira en torno a la cantidad de información que la RAM puede almacenar, debido a que su capacidad es limitada, al igual que su tiempo de almacenamiento. Es decir, al no recibir energía eléctrica, la memoria principal de una computadora pierde la información procesada. Esta comparación que acabamos de realizar nos servirá como base para partir de una definición técnica de la memoria principal, recorriendo los distintos modelos que existieron y los actuales, su funcionamiento y composición.


La memoria es una facultad que le permite al ser humano retener y recordar hechos pasados. La palabra también permite denominar al recuerdo que se hace o al aviso que se da de algo que ya ha ocurrido, y a la exposición de hechos, datos o motivos que se refieren a una cuestión determinada.


A lo largo de la historia, la humanidad, siempre ha tenido la necesidad de trabajar con datos. Por supuesto, el mundo de la programación en la computación no podía ser menos. E igual que con todo, los comienzos
resultaron ser rudimentarios, cuando menos, teniendo que mover la información bit a bit. Mejorando esto, pasamos a formar palabras, los bytes, automatizando el proceso. Derivado de estos comienzos, acabamos con el diseño de la tabla ASCII, que asignaba 1 valor a cada una de las 256 posibles combinaciones de una red de 16x16 bytes.

Sin embargo, el proceso seguía siendo demasiado lento, además de poco productivo, pues los programadores no veían los resultados "en pantalla", si no que tenían que imprimir el estado del programa. Con el paso del tiempo, pasamos de depender de tarjetas perforadas a memorias de acceso secuencial, que tenían que ser leídas de principio a fin. Y en diferencia con estas cintas de memoria, surgió nuestra RAM, o "Memoria de Acceso Aleatorio" (Random Access Memory).

Al principio se trataba de memorias extremadamente grandes en tamaño físico, pero con una capacidad que a día de hoy nos parecería irrisoria. Sin embargo, era suficiente para las necesidades de la época.

A día de hoy, hemos pasado de usar memoria de 1kb con un coste carísimo, a un estándar de 4GB, contando en los desarrollos más punteros con memorias DDR3 a 2400mhz, en los modelos por ejemplo de G-Skill Pi. 

 Evolución de las memorias

En las calculadoras de la década de los 30 se emplean tarjetas perforadas como memorias. La dirección de las posiciones quedaba determinada por la posición de ruedas dentadas. Luego se emplearon relés electromagnéticos.

El computador ENIAC utilizaba, en 1946, válvulas electrónicas de vacío para construir sus biestables que actuaban como punto de memoria. Además, tenia una ROM de 4 bits construida a base de resistencias.

Al comienzo de la década de los 50, se usaron las líneas de retardo de mercurio con 1 Kbit por línea, como memoria. Igualmente se empleo el tubo de Williams, que tenia una capacidad de 1200 bits y consistía en un tubo de rayos catódicos con memoria.

En UNIVAC I introdujo en 1951 la primera unidad comercial de banda magnética, que tenia una capacidad de 1,44 Mbit y una velocidad de 100 pulgadas/s.

El primer computador comercial que uso memoria principal al tambor magnético fue el IBM 650 en 1954. Dicho tambor giraba a 12500 r.p.m y tenia una capacidad de 120 Kbits.

En 1953, el Mit dispuso de la primera memoria operativa de ferritas, que fue muy popular hasta mediados de los años 70.

Fue IBM, en 1968, quien diseño la primera memoria comercial de semiconductores. Tenia una capacidad de 64 bits.

También, el modelo 350 de IBM en 1956 fue quien utilizo el primer disco con brazo móvil y cabeza flotante. Su capacidad era de 40 Mbits y su tiempo de acceso, de 500 ms.

Tecnologías nuevas, como la de burbujas magnéticas, efecto Josephon, acoplamiento de carga, de tipo óptico y otras, compiten en la actualidad por desplazar a las memorias de semiconductor basadas en silicio, que ya han alcanzado capacidades superiores a 1 Mbit en una pastilla con rapidisimo tiempo de acceso y coste razonable.


Es la memoria basada en semiconductores que puede ser leída o escrita por el microprocesador u otros dispositivos de hardware. Es un acrónimo del inglés Random Access Memory, el cual es bastante inadecuado puesto a que todas las pastillas de memoria son accesibles en forma aleatoria, pero el término ya se ha arraigado. El acceso a posiciones de almacenamiento se puede realizar en cualquier orden. Actualmente la memoria RAM para computadoras personales se suele fabricar en módulos inestables llamados SIMM.

Su principal función es actuar de intermediario entre los programas en ejecución, y el registro del procesador, sirviendo los datos a éste, que se dedicará a realizar los cálculos pertinentes.


DRAM: las siglas provienen de ("Dinamic Read Aleatory Memory") ó dinámicas, debido a que sus chips se encuentran construidos a base de condensadores (capacitores), los cuáles necesitan constantemente refrescar su carga (bits) y esto les resta velocidad pero a cambio tienen un precio económico.

SRAM: las siglas provienen de ("Static Read Aleatory Memory") ó estáticas, debido a que sus chips se encuentran construidos a base de transistores, los cuáles no necesitan constantemente refrescar su carga (bits) y esto las hace sumamente veloces pero también muy caras. El término memoria Caché es frecuentemente utilizada pare este tipo de memorias, sin embargo también es posible encontrar
segmentos de Caché adaptadas en discos duros, memorias USB y unidades SSD.

SDRAM: (Synchronous DRAM) Entrelaza dos o mas matrices asi mientras se accede, la siguiente se está preparando para el acceso, permite leer y escribir datos a dos veces la velocidad bús. Es asíncrona
ya que sincroniza con la velocidad del procesador, para obtener información en cada ciclo de reloj, evitando así los estados de espera. Otra de sus caracteristicas es que soporta velocidades del bus a 100 y 133 MHz, alcanzando velocidades por debajo de 10 ns. Se encuentra mayoritariamente en los módulos DIMM de 168 contactos.

RRAM: (memoria de acceso aleatorio resistente) Es una memoria no-volátil pero más resistente, esa tecnología tiene algunas similitudes con CBRAM (tecnologías que se está desarrollando para reemplazar la memoria flash) y la fase de cambio de memoria.

DDR SDRAM: Este tipo de memorias son síncronas, envían los datos dos veces por cada ciclo de reloj,
de este modo trabaja al doble de velocidad sin necesidad de aumentar la frecuencia de reloj. Se presenta en módulos DIMM de 184.

DDR2-SDRAM: Las memorias DDR 2 son una mejora de las memorias DDR (Double Data Rate), que
permiten que los búferes de entrada/salida trabajen al doble de la frecuencia del núcleo, permitiendo que durante cada ciclo de reloj se realicen cuatro transferencias. Las mismas se encuentran en módulos DIMM de 240 contactos.

DDR3-SDRAM: Las memorias DDR 3 son una mejora de las memorias DDR 2, mejora en el rendimiento a niveles de bajo voltaje, lo que lleva a consumir menos. Los módulos DIMM DDR 3 tienen 240 pines, el mismo número que DDR 2, pero los DIMMs sin incompatibles de físicamente porque la muesca está en distinto sitio.


La memoria esta agrupada en modulos que se insertan en la tarjeta madre, los tipos de estos modulos son:

SIMM: Siglas de Single In line Memory Module, un tipo de encapsulado que consiste en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, y que se inserta en un zócalo o slot SIMM en la tarjeta madre de la computadora.

Hay SIMM's de 30 contactos, cada uno de los cuales soporta 8 bits de datos. Necesitaremos 4 SIMM's de 30 contactos para conseguir los 32 bits. Típicamente, estas placas tienen 8 zócalos divididos en dos bancos de 4 zócalos cada uno. El microprocesador sólo puede direccionar uno de los dos bancos en cada momento. En algunos computadoras, el hecho de mezclar SIMM's de diferente capacidad en el mismo
banco, puede producir efectos tales como una mala detección de la cantidad de memoria del sistema, o que la computadora no arranque.

Los SIMMs de 72 contactos se desarrollaron para satisfacer los requerimientos de expansión de memoria cada vez mayores. Un SIMM de 72 contactos soporta 32 bits de datos, es decir, cuatro veces el número de bits de datos soportado por los SIMM de 30 contactos.

DIMM: Los módulos de memoria DIMM para computadora (Dual In-Line Memory Module), son similares a los SIMM, aunque con notables diferencias. Al igual que los SIMM, los DIMM se instalan verticalmente en los sockets de memoria de la placa base o tarjeta madre de la computadora. Sin embargo, un DIMM dispone de 168 contactos, la mitad por cada cara, separados entre sí. Los DIMM se instalan en aquellas placas que soportan típicamente un bus dememoria de 64 bits o más. Típicamente, son los módulos que se montan en todas las placas Pentium-II con chipset LX.


Caché:  Es una memoria más diminuta y rápida, la cual almacena copias de datos ubicados en la memoria principal que se utilizan con más frecuencia y así reducir el tiempo de acceso a la memoria.

Flash: Usada en teléfonos móviles, cámaras de fotos, pen drives, ordenadores portátiles, etc, para guardar direcciones y otro tipo de datos.

Disco: Almacenamiento masivo

CMOS: Es un pequeño espacio de memoria RAM, mantenido por una pila eléctrica, para conservar el calendario, reloj y algunos otros datos de pequeño volumen de información.

ROM: Es la memoria en la cual se guarda la información de instrucciones que va a realizar antes del arranque de la computadora y otras informaciones críticas. La misma no es volátil por lo que la computadora puede leer información de ella, pero no escribir una nueva.
Registro: Es una memoria de alta velocidad y poca capacidad, integrada en el microprocesador, que permite guardar transitoriamente y acceder a valores muy usador, generalmente en operaciones matemáticas.


Varios son los fabricantes que están realizando pruebas a un nuevo tipo de memoria que suplantará a las actuales. Sin fecha de lanzamiento previsto, las memorias DDR4 tiene como características principales: un rango de funcionamiento que no supere los 1,2 voltios, un 20% menos que las actuales DDR3, y transferencias de hasta 3200 millones de datos por segundo, el doble que las más rápidas DDR3.


Composicion Logica
La memoria está compuesta por tablas determinadas por un número de celdas capaces de almacenar un dato o una instrucción.
Las mismas se almacenan en n posiciones. No solo existe una tabla sino que existen varias, de esta forma
la estructura queda en forma de una especie de tablero de ajedrez tridimensional.
La memoria RAM debe considerarse como una serie de varios de millones de bits que pueden ser
accedidos para lectura y escritura mediante una dirección.



Composicion Fisica
Las memorias RAM se dividen en: estáticas ("Static RAM") y dinámicas ("Dynamic RAM").
Ambas comparten la característica de perder su contenido cuando se apaga el sistema. Pero las DRAM tienen además la necesidad de que su contenido sea constantemente actualizado.




10 - Funcionamiento dentro de una computadora

Cuando las aplicaciones se van a ejecutar previamente deben ser cargadas en memoria RAM. Por lo tanto el procesador accede a dicha memoria para cargar instrucciones. La memoria RAM a diferencia de otras memorias es más rápida y borra datos al apagar el ordenador.La memoria RAM indica la necesidad de “recordar” los datos cada pequeños periodos de tiempo, para impedir que esta pierda la información. Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la alimentación, la memoria pierde todos los datos.Lo que indica que cada posición de memoria puede ser leída o escrita en cualquier orden. Lo contrario seria el accesosecuencial, en el cual los datos tienen que ser leídos o escritos en un orden predeterminado.

Para esto necesitan de una electrónica especial para su utilización, Ésta tiene como objetivo generar el refresco de la memoria. La necesidad de los refrescos de las memorias dinámicas se debe al funcionamiento de las mismas, ya que éstas se basan en generar durante un tiempo la información que contiene, transcurrido este lapso, la señal que contenía la célula biestable se va perdiendo. Para que no ocurra esta perdida, es necesario que antes que transcurra el tiempo máximo que la memoria puede mantener la señal se realice una lectura del valor que tiene y se recargue la misma.

Consideramos que cada bit de la memoria le corresponde un pequeño condensador al que le aplicamos una pequeña carga eléctrica y que  mantienen durante un tiempo en función de la constante de descarga. Por lo general el refresco de memoria se realiza cíclicamente y cuando está trabajando el DMA. El refresco de la memoria en modo normal esta a cargo del controlador del canal que también cumple la función de optimizar el tiempo requerido para la operación del refresco.

En más de una ocasión en el ordenador aparecen errores de en la memoria debido a que las memorias que se están utilizando son de una velocidad inadecuada que se descargan antes de poder ser refrescadas. Las posiciones de memoria están organizadas en filas y en columnas. Cuando se quiere acceder a la RAM se debe empezar especificando la fila, después la columna y por último se debe indicar si deseamos escribir o leer en esa posición. En ese momento la RAM coloca los datos de esa posición en la salida. 

La cantidad de memoria Ram de nuestro sistema afecta notablemente a las prestaciones, fundamentalmente cuanso se emplean sistemas operativos actuales. En general, y sobretodo cuando se ejecutan múltiples aplicaciones, puede que la demanda de memoria sea superior a la realmente existente, con lo que el sistema operativo fuerza al procesador a simular dicha memoria con el disco duro (memoria virtual). Una buena inversión para aumentar las prestaciones será por tanto poner la mayor cantidad de RAM posible, con lo que minimizaremos los accesos al disco duro. Los sistemas avanzados emplean RAM entrelazada, que reduce los tiempos de acceso mediante la segmentación de la memoria del sistema en dos bancos coordinados. Durante una solicitud particular, un banco suministra información al procesador, mientras que el otro prepara datos para el siguiente ciclo; en el siguiente acceso, se intercambian los papeles. Los módulos habituales que se encuentran en el mercado, tienen unos tiempos de acceso de 60 y 70 ns (aquellos de tiempos superiores deber ser desechados por lentos).


11 - Conclusiones

A pesar de su corta historia, la memoria RAM tuvo una evolución constante y significativa, al igual que el resto de los componentes informáticos. Su función sigue siendo la misma: cargar las instrucciones del sistema operativo, los programas y la mayoría del software de una computadora. Sin embargo, el cambio radica en la capacidad de almacenamiento, estructura, rendimiento y costo, sin descartar la variedad de fabricantes y modelos que existen actualmente. Si bien todos los componentes de una computadora son imprescindibles para el funcionamiento de la misma, la memoria RAM es un hardware fundamental, tal como lo desarrollamos a lo largo de este trabajo.

12 - Preguntas

A) ¿Qué similitud encuentra entre la memoria humana y la memoria de una computadora?
_ La memoria RAM y la humana pueden almacenar, procesar y ejecutar información.
_ Tienen capacidad ilimitada de almacenamiento.
_ La información se almacena por tiempo indeterminado.
_ Trabajan a la misma velocidad.

B) ¿Cómo eran en un principio este tipo de memorias?
_ Pequeñas y lentas.
_ Rápidas y grandes.
_ Grandes y lentas.
_ Rápidas y pequeñas.

C) ¿Cuál es la principal función de la memoria RAM?
_ Almacenar y ejecutar las instrucciones de la computadora.
_ Cargar los dispositivos de arranque de la computadora.
_ Configurar los dispositivos de arranque de la computadora.
_ Almacenar los datos más utilizados de la computadora.

D) ¿Qué significan las siglas de la memoria RAM?
_ Read Access Memory
_ Random Aleatory Memory
_ Random Access Machine
_ Read Automatic Memory

E) ¿Qué tipos de módulos existen en una memoria RAM?
_ DIMM y DDR
_ SIMM y DIMM
_ DIMM y SDRAM
_ SIMM y SDRAM

F) ¿Cómo se almacenan los datos de la memoria RAM?
_ Se almacenan en tablas y se acceden por medio de una dirección.
_ Se almacenan en direcciones y se acceden por medio de una tabla.
_ Se almacenan en el disco rígido y se accede a través de una tabla.
_ Se almacenan en tablas y se accede desde el disco rígido.

G) ¿Qué otros tipos de memoria existen en una computadora?
_ CACHÉ, ROM, CMOS, FLASH
_ ROM, SETUP, CACHÉ, FLASH
_ FLASH, POST, ROM, CMOS
_ CMOS, FLASH, BIOS, CACHÉ

H) ¿Qué tipo de operación realiza la memoria RAM para no perder datos?
_ “REFRESCAR” DATOS
_ ALMACENAR DATOS
_ EJECUTAR DATOS
_ BORRAR DATOS

I) ¿Cuál es la similitud entre la memoria DDR2 y DDR3?
_ La velocidad de los GHZ
_ Tienen la misma cantidad de pines.
_ Consumen la misma cantidad de energía.
_ Son más lentas que las DDR1

http://www.monografias.com/trabajos12/rete/rete.shtml

http://dis.um.es/~lopezquesada/documentos/IES_1011/LMSGI/curso/css/web7/
index.html

http://www.monografias.com/trabajos5/chips/chips.shtml#conba

http://www.definicionabc.com/general/memoria.php

http://www.informaticamoderna.com/Memoria_TSOP.htm

http://www.cafeonline.com.mx/computadores/memoria/
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