El documento describe la historia y tipos de memoria, incluyendo RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM y memoria caché. Explica cómo la RAM evolucionó de núcleos magnéticos a circuitos integrados de silicio, y los diferentes tipos como FPM, EDO y SDRAM. También describe cómo la ROM ha cambiado de máscaras a memorias reprogramables como EPROM y flash. Finalmente, resume que la memoria virtual es ahora un componente esencial de los sistemas operativos modernos.
2. TIPOS DE MEMORIAS
MEMORIA PRINCIPAL MEMORIA DE ALMACENAJE
ESTATICAS DINAMICAS
MEMORIA DE
LECTURA
RAM (VOLATIL)
MEMORIA DE
SOLO LECTURA
ROM (VOLATIL)
MEMORIAS
BORRABLES
MEMORIAS
PERMANENTES
• EPROM
• EEPROM
• FLASH
• M-ROM
• PROM
ALMACEN
SECUNDARIO
ALMACEN DE
RESPALDO
ACCESO
SEMI
ALEATORIO
ACCESO
SERIAL
DISCOS
• FLOPPY
• DURO
• CD-
ROM
• CINTA
MAGNETICA
• BURBUJAS
MAGNETICA
S
• CCD
3. TIPOS DE MEMORIAS
MEMORIA RAM
La memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory, RAM) se
utiliza como memoria de trabajo de computadoras para el sistema
operativo, los programas y la mayor parte del software. En la RAM se
cargan todas las instrucciones que ejecuta la unidad central de
procesamiento (procesador) y otras unidades del computador.
Se denominan “de acceso aleatorio” porque se puede leer o escribir
en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para
cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder
(acceso secuencial) a la información de la manera más rápida posible.
4. HISTORIA DE LA MEMORIA RAM
Uno de los primeros tipos de memoria RAM fue la memoria de núcleo
magnético, desarrollada entre 1949 y 1952 y usada en muchos
computadores hasta el desarrollo de circuitos integrados a finales de los
años 60 y principios de los 70. Esa memoria requería que cada bit estuviera
almacenado en un toroide de material ferromagnético de algunos milímetros
de diámetro, lo que resultaba en dispositivos con una capacidad de
memoria muy pequeña. Antes que eso, las computadoras usaban relés y
líneas de retardo de varios tipos construidas para implementar las funciones
de memoria principal con o sin acceso aleatorio.
5. En 1969 fueron lanzadas una de las primeras memorias RAM basadas en
semiconductores de silicio por parte de Intel con el integrado 3101 de 64
bits de memoria y para el siguiente año se presentó una memoria DRAM
de 1024 bytes, referencia 1103 que se constituyó en un hito, ya que fue la
primera en ser comercializada con éxito, lo que significó el principio del fin
para las memorias de núcleo magnético. En comparación con los
integrados de memoria DRAM actuales, la 1103 es primitiva en varios
aspectos, pero tenía un desempeño mayor que la memoria de núcleos.
En 1973 se presentó una innovación que permitió otra miniaturización y se
convirtió en estándar para las memorias DRAM: la multiplexación en
tiempo de la direcciones de memoria. MOSTEK lanzó la referencia
MK4096 de 4096 bytes en un empaque de 16 pines,1 mientras sus
competidores las fabricaban en el empaque DIP de 22 pines. El esquema
de direccionamiento2 se convirtió en un estándar de facto debido a la gran
popularidad que logró esta referencia de DRAM.
HISTORIA DE LA MEMORIA RAM
6. Para finales de los 70 los integrados eran usados en la mayoría de
computadores nuevos, se soldaban directamente a las placas base o se
instalaban en zócalos, de manera que ocupaban un área extensa de
circuito impreso. Con el tiempo se hizo obvio que la instalación de RAM
sobre el impreso principal, impedía la miniaturización , entonces se
idearon los primeros módulos de memoria como el SIPP, aprovechando
las ventajas de la construcción modular. El formato SIMM fue una mejora
al anterior, eliminando los pines metálicos y dejando unas áreas de cobre
en uno de los bordes del impreso, muy similares a los de las tarjetas de
expansión, de hecho los módulos SIPP y los primeros SIMM tienen la
misma distribución de pines.
A finales de los 80 el aumento en la velocidad de los procesadores y el
aumento en el ancho de banda requerido, dejaron rezagadas a las
memorias DRAM con el esquema original MOSTEK, de manera que se
realizaron una serie de mejoras en el direccionamiento como las
siguientes:
HISTORIA DE LA MEMORIA RAM
7. FPM RAM
Fast Page Mode RAM (FPM-RAM) fue inspirado en técnicas como el Burst Mode
usado en procesadores como el Intel 486.3 Se implantó un modo
direccionamiento en el que el controlador de memoria envía una sola dirección y
recibe a cambio esa y varias consecutivas sin necesidad de generar todas las
direcciones. Esto supone un ahorro de tiempos ya que ciertas operaciones son
repetitivas cuando se desea acceder a muchas posiciones consecutivas.
Funciona como si deseáramos visitar todas las casas en una calle: después de la
primera vez no sería necesario decir el número de la calle únicamente seguir la
misma. Se fabricaban con tiempos de acceso de 70 ó 60 ns y fueron muy
populares en sistemas basados en el 486 y los primeros Pentium.
EDO RAM
Extended Data Output RAM (EDO-RAM) fue lanzada al mercado en 1994 y con
tiempos de accesos de 40 o 30 ns suponía una mejora sobre FPM, su
antecesora. La EDO, también es capaz de enviar direcciones contiguas pero
direcciona la columna que va utilizar mientras que se lee la información de la
columna anterior, dando como resultado una eliminación de estados de espera,
manteniendo activo el búfer de salida hasta que comienza el próximo ciclo de
lectura.
HISTORIA DE LA MEMORIA RAM
8. BEDO RAM
Burst Extended Data Output RAM (BEDO-RAM) fue la evolución
de la EDO-RAM y competidora de la SDRAM, fue presentada en
1997. Era un tipo de memoria que usaba generadores internos de
direcciones y accedía a más de una posición de memoria en cada
ciclo de reloj, de manera que lograba un desempeño un 50 %
mejor que la EDO. Nunca salió al mercado, dado que Intel y otros
fabricantes se decidieron por esquemas de memoria sincrónicos
que si bien tenían mucho del direccionamiento MOSTEK, agregan
funcionalidades distintas como señales de reloj.
HISTORIA DE LA MEMORIA RAM
9. MEMORIA ROM
La memoria de sólo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de
read-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y
dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura de la información y no su
escritura, independientemente de la presencia o no de una fuente de energía.
Cabe recordar que esta es una memoria de acceso secuencial.
Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de
manera rápida o fácil. Se utiliza principalmente en su sentido más estricto, se
refiere solo a máscara ROM (el más antiguo tipo de estado sólido ROM), que se
fabrica con los datos almacenados de forma permanente y, por lo tanto, su
contenido no puede ser modificado de ninguna forma. Sin embargo, las ROM más
modernas, como EPROM y Flash EEPROM, efectivamente se pueden borrar y
volver a programar varias veces, aun siendo descritos como "memoria de sólo
lectura" (ROM). La razón de que se las continúe llamando así es que el proceso
de reprogramación en general es poco frecuente, relativamente lento y, a menudo,
no se permite la escritura en lugares aleatorios de la memoria. A pesar de la
simplicidad de la ROM, los dispositivos reprogramables son más flexibles y
económicos, por lo cual las antiguas máscaras ROM no se suelen encontrar en
hardware producido a partir de 2007.
10. La primera EPROM, Intel 1702.
PROM D23128C en la plaqueta de una
Sinclair ZX Spectrum.
HISTORIA DE LA MEMORIA ROM
11. La memoria flash, inventada por Toshiba a mediados de los 50, y
comercializada a principio de los 60s, es un tipo de EEPROM que
hace un uso muy eficiente del chip y puede ser borrada y
reprogramada muchas veces sin daño. Los diseñadores rompieron
explícitamente con las prácticas del pasado, afirmando que
enfocaba "ser un reemplazo de los discos duros", más que tener el
tradicional uso de la ROM como una forma de almacenamiento
primario no volátil. En 2007, NAND ha avanzado bastante en su
meta, ofreciendo un rendimiento comparable al de los discos duros,
una mejor tolerancia a los golpes, una miniaturización extrema
(como por ejemplo memorias USB y tarjetas de memoria MicroSD),
y un consumo de potencia mucho más bajo. Esta memoria es sólo
de lectura, y sirve para almacenar el programa básico de iniciación,
instalado desde fábrica. Este programa entra en función en cuanto
es encendida la computadora y su primer función es la de
reconocer los dispositivos (incluyendo memoria de trabajo).
HISTORIA DE LA MEMORIA ROM
12. PROM es el acrónimo en inglés de programmable read-only memory,
que significa “memoria de solo lectura programable”. Es una memoria
digital donde el valor de cada bit depende del estado de un fusible (o
antifusible), que puede ser quemado una sola vez. Por esto la memoria
puede ser programada (pueden ser escritos los datos) una sola vez a
través de un dispositivo especial, un programador PROM. Estas
memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades
menores a las ROM, o cuando los datos deben cambiar en muchos o
todos los casos.
Pequeñas PROM han venido utilizándose como generadores de
funciones, normalmente en conjunción con un multiplexor. A veces se
preferían a las ROM porque son bipolares, habitulamente Schottky,
consiguiendo mayores velocidades.
MEMORIA PROM
13. La memoria PROM fue inventada en 1956 por Wen Tsing Chow, trabajando
para la “División Arma”, de la American Bosch Arma Corporation en Garden
City, Nueva York. La invención fue concebida a petición de la Fuerza aérea
de los Estados Unidos, para conseguir una forma más segura y flexible para
almacenar las constantes de los objetivos en la computadora digital del MBI
Atlas E/F.
La patente y la tecnología asociadas fueron mantenidas bajo secreto por
varios años mientras el Atlas E/F era el principal misil de Estados Unidos. El
término «quemar», refiriéndose al proceso de grabar una PROM, se
encuentra también en la patente original, porque como parte de la
implementación original debía quemarse literalmente los diodos internos con
un exceso de corriente para producir la discontinuidad del circuito. Las
primeras máquinas de programación de PROMs también fueron
desarrolladas por ingenieros de la División Arma bajo la dirección del Sr.
Chow y fueron ubicados el laboratorio Arma de Garden City, y en la jefatura
del Comando estratégico aéreo de las Fuerzas Aéreas.
HISTORIA DE LA MEMORIA PROM
14. MEMORIA EPROM
EPROM son las siglas de Erasable Programmable Read-Only
Memory (ROM programable borrable). Es un tipo de chip de
memoria ROM no volátil inventado por el ingeniero Dov Frohman de
Intel1 . Está formada por celdas de FAMOS (Floating Gate
Avalanche-Injection Metal-Oxide Semiconductor) o "transistores de
puerta flotante", cada uno de los cuales viene de fábrica sin carga,
por lo que son leídos como 1 (por eso, una EPROM sin grabar se lee
como FF en todas sus celdas).
15. EEPROM o E²PROM son las siglas de Electrically Erasable Programmable
Read-Only Memory (ROM programable y borrable eléctricamente). Es un
tipo de memoria ROM que puede ser programada, borrada y reprogramada
eléctricamente, a diferencia de la EPROM que ha de borrarse mediante un
aparato que emite rayos ultravioleta. Son memorias no volátiles.
Las celdas de memoria de una EEPROM están constituidas por un
transistor MOS, que tiene una compuerta flotante (estructura SAMOS), su
estado normal está cortado y la salida proporciona un 1 lógico.
Aunque una EEPROM puede ser leída un número ilimitado de veces, sólo
puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y un millón de veces.
Estos dispositivos suelen comunicarse mediante protocolos como I²C, SPI y
Microwire. En otras ocasiones, se integra dentro de chips como
microcontroladores y DSPs para lograr una mayor rapidez.
La memoria flash es una forma avanzada de EEPROM creada por el Dr.
Fujio Masuoka mientras trabajaba para Toshiba en 1984 y fue presentada
en la Reunión de Aparatos Electrónicos de la IEEE de 1984. Intel vio el
potencial de la invención y en 1988 lanzó el primer chip comercial de tipo
NOR.
MEMORIA EEPROM
16. En informática, la memoria caché es la memoria de acceso rápido de un
microprocesador, que guarda temporalmente los datos recientes de los
procesados (información).1
La memoria caché es un búfer especial de memoria que poseen las
computadoras, que funciona de manera semejante a la memoria principal,
pero es de menor tamaño y de acceso más rápido. Es usada por el
microprocesador para reducir el tiempo de acceso a datos ubicados en la
memoria principal que se utilizan con más frecuencia.
La caché es una memoria que se sitúa entre la unidad central de
procesamiento (CPU) y la memoria de acceso aleatorio (RAM) para acelerar
el intercambio de datos.
Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en la
caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que sea
menor el tiempo de acceso medio al dato. Cuando el microprocesador
necesita leer o escribir en una ubicación en memoria principal, primero
verifica si una copia de los datos está en la caché; si es así, el
microprocesador de inmediato lee o escribe en la memoria caché, que es
mucho más rápido que de la lectura o la escritura a la memoria principal.2
MEMORIA CACHÉ
17. MEMORIA CACHÉ
0 xyz
1 pdp
2 abc
3 rgf
Índice Marca Datos
0 2 abc
1 0 xyz
Memoria Principal
Memoria caché
18. CONCLUSIÓNES
La memoria virtual ha llegado a ser un componente esencial de
los S.O, convirtiéndose en una herramienta útil de gestión de
memoria.
Desde su aparición se ha comprobado que se agilizó la labor del
programador, ya que desarrollando un programa no debe
restringir su tamaño, no teniendo necesidad de conocer la
capacidad de memoria principal disponible.
Oculta también la complejidad de los algoritmos utilizados para el
intercambio de los “trozos” de los procesos.
Por dichas razones, se busca implementarla en la mayoría de los
S.O. actuales, dejado como optativa, la no utilización de la misma.
