El documento describe diferentes tipos de memoria utilizados en computadoras. Explica que la memoria RAM es volátil y se usa para almacenar instrucciones y datos temporales, mientras que la memoria ROM es de solo lectura y almacena programas fundamentales. También describe discos duros magnéticos, ópticos y memorias de estado sólido como opciones para almacenamiento masivo permanente.

1. INSTRUCTOR: Ing. ABEL RAUL DIAZ CASTILLO

2. Memorias
* Memoria RAM (Random Acces Memory) Es la memoria con la cual el usuario proporciona las
órdenes para acceder y programar a la computadora. Es de tipo volátil, o sea, la información que se le proporciona,
se pierde cuando se apaga la computadora. Su acceso es aleatorio, esto indica que los datos no tienen un orden
determinado, aunque se pueden pedir ó almacenar en forma indistinta.
* Memoria NVRAM (No Volatil Random Acces Memory) similar a la memoria RAM, se
caracteriza por tener una batería que actúa sobre la misma memoria y de esta manera se mantiene la información.
*Memoria SAM (Serial Access Memory). En ésta memoria los datos para trabajar en la
computadora se encuentran seriados, son utilizados para la lectura o escritura de documentos, en forma de serie ó
de uno en uno. Esto indica que el orden de almacenamiento y salida de la información debe ser el mismo.
*Memoria ROM (Read Only Memory).- En esta memoria están almacenados los programas que
hacen trabajar a la computadora y normalmente se graban y protegen desde su fabricación. Es de lectura exclusiva
por lo que no se puede escribir en ella.
*Memoria PROM (Programmable Read Only Memory).- Esta memoria se caracteriza
por programarse una sola vez, su circuito integrado está hecho para aceptar la información e inmediatamente
cerrarse. A esta memoria solo se accede exclusivamente para su lectura.
*Memoria EPROM (Eraser Programmable Read Only Memory).- Esta memoria
trabaja como la memoria PROM, se diferencia por que su información puede ser modificada mediante un aparato que
emite
* de rayos ultravioleta.
*Memoria EEPROM (Eraser Electrical Programmable Read Only
Memory).- Esta memoria también se programa como la memoria PROM, los datos pueden alterarse por medio
de flujos eléctricos.

3. *
* MEMORIA RAM (RANDOM ACCESS MEMORY): Es una memoria de acceso aleatorio ya que
los datos, se guardan de forma dinámica. Es volátil ya que pierde su información cuando
se interrumpe la electricidad en el mismo. Su capacidad puede estar entre 512 Kbytes
hasta 2 Gbyte o mas.
Se clasifican en:
* SIMM (SINGLE IN-LINE MEMORY MODULE): También conocido como Memoria EDO
(Extended Data Out).
Estas memorias
trabajan a 60 ns,70 ns
u 80 ns, siendo las más
rápidas las de 60 ns .

4. *
* DIMM (DUAL IN-LINE MEMORY MODULE): Tambien es conocido como SDRAM (Sequential-
Dynamic Random Access Memory).
Trabajan a 7,8,10
ó 12 ns siendo las
de 7 ns las más
rápidas.

5. *
* RIMM O RANBUS: el cual utiliza los flancos de subida y bajada del reloj del
Microprocesador, consiguiendo la comunicación a 200MHz.

6. *
* RIMM O RANBUS: el cual utiliza los flancos de subida y bajada del reloj del
Microprocesador, consiguiendo la comunicación a 200MHz.

7. *
* DDR Y DDR2:Los módulos DDR2 son capaces de trabajar con 4 bits por ciclo, es decir 2
de ida y 2 de vuelta en un mismo ciclo mejorando sustancialmente el ancho de banda
potencial bajo la misma frecuencia de una DDR SDRAM tradicional (si una DDR a 200
MHz reales entregaba 400 MHz nominales, la DDR2 por esos mismos 200 MHz reales
entrega 800 MHz nominales).

8. *
* DDR Y DDR2:Los módulos DDR2 son capaces de trabajar con 4 bits por ciclo, es decir 2
de ida y 2 de vuelta en un mismo ciclo mejorando sustancialmente el ancho de banda
potencial bajo la misma frecuencia de una DDR SDRAM tradicional (si una DDR a 200
MHz reales entregaba 400 MHz nominales, la DDR2 por esos mismos 200 MHz reales
entrega 800 MHz nominales).

9. *La Memoria

13. *La Memoria
Memoria Virtual.
*Espacio libre que utiliza el Sistema Operativo.
*Generalmente el doble de la RAM.
*En Windows se conoce como memoria Virtual.
*Se identifica como Pagefile.sys

14. *La Memoria
Memoria Mecánica.
*Discos Duros IDE, SATA
*CD´s.
*DVD´s.
*ZIP´s.
*Cintas Magnéticas, etc.
Memoria Solida.
*USB Flash Drives
*Discos Duros SSD

15. *
1.4 Dispositivos de
almacenamiento de
datos

16. *
Los sistemas computacionales requieren del uso de sistemas de
almacenamiento masivo debido al volumen de información manipulado.
*Opciones disponibles:
*Almacenamiento basado en medios magnéticos: Floppy, hard, Zip, cintas
magnéticas
*Medios Ópticos: CD-ROMs, DVD-ROMs
*Memorias Basadas en semiconductores: SRAM, SDRAM, Flash, SSD

17. *
Memorias de Almacenamiento Magnético.

18. *
Antiguo disco duro de IBM (modelo 62PC,
«Piccolo»), de 64,5 MB, fabricado en 1979
Disco Duro

19. *
Antiguo disco duro de IBM (modelo 62PC,
«Piccolo»), de 64,5 MB, fabricado en 1979
Disco Duro

20. *
Discos Duros. Un disco duro o disco rígido (en inglés hard disk drive) es un
dispositivo de almacenamiento no volátil, que conserva la información aun
con la pérdida de energía, que emplea un sistema de grabación magnética
digital.
Dentro de la carcasa hay una serie de platos metálicos apilados girando a
gran velocidad. Sobre los platos se sitúan los cabezales encargados de leer o
escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares para comunicar un
disco duro con la computadora; las interfaces más comunes son Integrated
Drive Electronics (IDE, también llamado ATA), SATA (o Serial ATA) y SCSI
generalmente usado en servidores y SATA, este último estandarizado en el
año 2004.

21. *
Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un
sistema operativo. Antes se deben definir en él un formato de bajo nivel,
una o más particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser
entendido por nuestro sistema.
Su traducción del inglés es unidad de disco duro, pero este término es
raramente utilizado, debido a la practicidad del término de menor extensión
disco duro (o disco rígido).

22. *
Estructura física. Dentro de un disco duro hay uno o varios platos (entre 2 y 4
normalmente, aunque hay hasta de 6 ó 7 platos), que son discos (de aluminio o
cristal) concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura
y escritura) es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven
hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos
están las cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal
pueden leer tanto zonas interiores como exteriores del disco.
Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para
cada cara (no es una cabeza por plato, sino una por cara). Por tanto, hay 8
cabezas para leer 4 platos, aunque por cuestiones comerciales, no siempre se
usan todas las caras de los discos y existen discos duros con un número impar de
cabezas, o con cabezas deshabilitadas.

23. *
Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy
cerca (hasta a 3 nanómetros) ó 3 millonésimas de milímetro, debido a una
finísima película de aire que se forma entre éstas y los platos cuando
éstos giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los
cabezales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una
velocidad de giro que garantice la formación de esta película). Si alguna
de las cabezas llega a tocar una superficie de un plato, causaría muchos
daños en él, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos
(uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a 129 km/h en el borde
de un disco de 3,5 pulgadas).

24. *

25. *
Cabezal de disco duro IBM sobre el plato del disco

26. *
Funcionamiento mecánico. Un disco duro suele tener:
*Platos en donde se graban los datos.
*Cabezal de lectura/escritura.
*Motor que hace girar los platos.
*Electroimán que mueve el cabezal.
*circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora,
memoria caché.
*Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad.
*Caja, que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algún
filtro de aire. Los discos duros no están sellados al vacío en sus cajas como a
menudo se piensa; de hecho, muchos discos tienen un sistema mecánico que no
deja salir a los cabezales a la superficie de los platos si éstos no tienen una
velocidad de giro adecuada, y este sistema consiste en una pestaña que es
empujada por el aire del interior de la caja del disco cuando éste se mueve a
suficiente velocidad.
*Tornillos, a menudo tipo Torx.

27. *

28. *

29. *

30. *

31. *

32. *
*Maestro ('Master'). Si es el único dispositivo en el cable, debe tener esta
configuración, aunque a veces también funciona si está como esclavo. Si hay otro
dispositivo, el otro debe estar como esclavo.
*Esclavo ('slave'). Debe haber otro dispositivo que sea maestro.
*Selección por cable (cable select). El dispositivo será maestro o esclavo en
función de su posición en el cable. Si hay otro dispositivo, también debe estar
configurado como cable select. Si el dispositivo es el único en el cable, debe
estar situado en la posición de maestro. Para distinguir el conector en el que se
conectará el primer bus Ide (Ide 1) se utilizan colores distintos.
Este diseño (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se
accede a un dispositivo el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar.
En algunos chipset (Intel FX triton) no se podría usar siquiera el otro IDE a la vez.

33. *

34. *
Serial ATA o SATA (acrónimo de Serial Advanced Technology Attachment). Interfaz
de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de
almacenamiento, como puede ser el disco duro, u otros dispositivos de altas
prestaciones que están siendo todavía desarrollados. SATA proporciona mayores
velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varios discos, mayor longitud del
cable de transmisión de datos y capacidad para conectar discos en caliente (con la
computadora encendida).
Actualmente es una interfaz extensamente aceptada y estandarizada en las placas
base de PC. La Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO) es el grupo
responsable de desarrollar, manejar y conducir la adopción de especificaciones
estandarizadas de Serial ATA. Los usuarios de la interfaz SATA se benefician de
mejores velocidades, dispositivos de almacenamientos actualizables de manera
más simple y configuración más sencilla.

35. *
Velocidades. Al referirse a velocidades de transmisión, conviene recordar que en
ocasiones se confunden las unidades de medida, y que las especificaciones de la
capa física se refieren a la tasa real de datos, mientras que otras especificaciones
se refieren a capacidades lógicas.
Los discos que soportan la velocidad de 3Gb/s son compatibles con un bus de 1,5
Gb/s.
En la siguiente tabla se muestra el cálculo de la velocidad real de SATA 1.5 Gb/s y
SATA 3 Gb/s:
SATA I SATA II SATA III
Frecuencia 1500 MHz 3000 MHz 6000MHz
Bits/clock 1 1 1
Codificación
8b10b
80% 80% 80%
bits/Byte 8 8 8
Velocidad real 150 MB/s 300 MB/s 600 MB/s

36. *
Historia de producción
Diseñado en 2003
Sustituye a ATA o IDE
Especificaciones
Conectable en caliente Si, con soporte de otros componentes del sistema.
Externo Si, con eSATA. Y por USB, con case o caja externa.
Cable Cable plano
Pines 7
Patillaje
Pin 1 GND Tierra
Pin 2 HT+/DR+ Transmisión diferencial +
Pin 3 HT-/DR- Transmisión diferencial -
Pin 4 GND Tierra
Pin 5 HR-/DT- Recepción diferencial -
Pin 6 HR-/DT+ Recepción diferencial +
Pin 7 GND Tierra

37. *
RAID(Redundant Array of Independent Disks, «conjunto redundante de discos
independientes»), hace referencia a un sistema de almacenamiento que usa
múltiples discos duros entre los que distribuye o replica los datos.
Dependiendo de su configuración (a la que suele llamarse «nivel»), los
beneficios de un RAID son uno o varios de los siguientes: mayor integridad,
mayor tolerancia a fallos, mayor rendimiento y mayor capacidad. En sus
implementaciones originales, su ventaja clave era la habilidad de combinar
varios dispositivos de bajo coste y tecnología más antigua en un conjunto que
ofrecía mayor capacidad, fiabilidad, velocidad o una combinación de éstas que
un solo dispositivo de última generación y coste más alto.
En el nivel más simple, un RAID combina varios discos duros en una sola unidad
lógica. Así, en lugar de ver varios discos duros diferentes, el sistema operativo
ve uno solo.

38. *
Los RAID suelen usarse en servidores y normalmente (aunque
no es necesario) se implementan con unidades de disco de la
misma capacidad. Debido al decremento en el precio de los
discos duros y la mayor disponibilidad de las opciones RAID
incluidas en los chipsets de las placas base, los RAID se
encuentran también como opción en los ordenadores
personales más avanzados. Esto es especialmente frecuente
en los computadores dedicados a tareas intensivas de
almacenamiento, como edición de audio y vídeo.

39. *
Unidades en paralelo (Raid 0)

40. *
Operación de un Mirrored Array (Raid 1)

41. *
Unidades de CD y Digital Versatile Disk (DVD).
*CDs. Los datos son almacenados en pits y lands creados durante el proceso
de grabación o fijación. La longitud del pit o land determina el dato
*CD-R. Cuando se graba, el láser causa que el material se torne no-reflectivo.
Solo se escribe una vez
*CD-RW. Construido de un material diferente que el CD-R. El material se torna
no reflectivo con una configuración del láser. El material se torna reflectivo
con una configuración del láser diferente.
Los datos son almacenados en una pista espiral contigua. La longitud de las
áreas de los pits/lands o superficies reflejante/no-reflejante determinan los
datos almacenados. El disco es conducido a una velocidad variable del motor
de tal manera que el cabezal de lectura pasa por los datos a una velocidad
constante.

42. *
Codificando datos en un CD-ROM

43. *

44. *
Memorias Basadas en Semiconductores
*Son Usados generalmente para la memoria principal y las memorias cache
para mantener los datos y programas
*Tienen tiempos de acceso reducidos y son en general muy veloces
*Son mas caras por Mbyte que las otras dos tecnologías

45. *
También existe otro tipo de discos denominados de estado sólido que utilizan
cierto tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la
información. El uso de esta clase de discos generalmente se limitaba a las
supercomputadoras, por su elevado precio, aunque hoy en día ya se puede
encontrar en el mercado unidades mucho más económicas de baja capacidad
(hasta 512 GB) para el uso en computadoras personales (sobre todo
portátiles).

46. *
Unidad de estado sólido. O SSD (del inglés solid state drive)
*Es un dispositivo de almacenamiento de datos que usa memoria no volátil
tales como flash, o memoria volátil como la SDRAM, para almacenar datos,
en lugar de los platos giratorios encontrados en los discos duros
convencionales.
*Una unidad de estado sólido es un dispositivo de almacenamiento secundario
hecho con componentes electrónicos de estado sólido para su uso en
computadoras en reemplazo de una unidad de disco duro convencional, como
memoria auxiliar o para la fabricación de unidades híbridas compuestas por
SSD y disco duro.
*Sin partes móviles, una unidad de estado sólido pretende reducir
drásticamente el tiempo de búsqueda, latencia y otros, esperando
diferenciarse positivamente de sus primos hermanos los discos duros.

47. *
Diseño y funcionamiento. Los SSD basados en memoria volátil como la SDRAM
están caracterizados por su rápido acceso a datos, menos de 0.01 milisegundos
y son usados primariamente para acelerar aplicaciones que de otra manera
serían frenados por la latencia de los discos duros.
Los SSD basados en DRAM típicamente incorporan una batería interna y
sistemas de respaldo de disco para asegurar la persistencia de datos. Si la
potencia se pierde por cualquiera razón, la batería podría mantener la unidad
encendida lo suficiente como para copiar todos los datos de la memoria RAM al
disco de respaldo. Después de la restauración de energía, los datos se vuelven
a copiar desde el disco de respaldo a la RAM y el SSD continua su operación
normalmente.

48. *
Sin embargo, la mayoría de los fabricantes usan memoria flash no volátil para
crear alternativas más compactas y fuertes que los SSD basados en DRAM. Estos
SSD basados en flash, también conocidos como discos flash, no requieren
baterías, permitiendo a los fabricantes replicar tamaños estándar del disco
duro (1'8 pulgadas, 2'5 pulgadas. y 3'5 pulgadas). Además, la no volatilidad
permite a los SSD flash mantener memoria incluso tras una perdida repentina
de energía, asegurando la permanencia de los datos. Al igual que los SSD
DRAM, los SSD flash son extremadamente rápidos al no tener partes móviles,
reduciendo ostensiblemente el tiempo de búsqueda, latencia y otros retardos
electromecánicos inherentes a los discos duros convencionales. Aunque los SSD
flash son significativamente más lentos que los SSD DRAM.

49. *
Las unidades de estado sólido son especialmente útiles en una computadora
que ya llegó a máximo de memoria RAM. Por ejemplo, algunas arquitecturas
x86 tienen 3,2GB de limite, pero este puede ser extendido colocando un SSD
como archivo de intercambio (swap). Estos SSD no proporcionan tanta rapidez
de almacenamiento como la memoria RAM principal debido al cuello de botella
del bus que los conecta, pero aun así mejoraría el rendimiento de colocar el
archivo de intercambio en una unidad de disco duro tradicional

50. *
Ventajas. Los dispositivos de estado sólido basados en Flash tienen varias
ventajas únicas:
*Arranque más rápido.
*Gran velocidad de escritura
*Mayor rapidez de lectura, Más de 10 veces más que los discos duros
tradicionales más rápidos gracias a RAIDs internos en un mismo SSD.
*Lanzamiento y arranque de aplicaciones en menor tiempo.
*Menor consumo de energía y producción de calor, resultado de no tener
partes mecánicas.
*Sin ruido, La misma carencia de partes mecánicas los hace completamente
inaudibles.

51. *
*Seguridad, permitiendo una muy rápida "limpieza" de los datos almacenados.
*Rendimiento deterministico, a diferencia de los discos duros mecánicos, el
rendimiento de los SSD es constante y deterministico a través del
almacenamiento entero. El tiempo de "búsqueda" constante, y el
rendimiento no se deteriora mientras el medio se llena.
*Menor peso y (dependiendo del tipo) tamaño.
*Resistente - Soporta golpes y vibraciones sin estropearse y sin descalibrarse
como pasaba con los antiguos Discos Duros
*Borrado más seguro e irrecuperable de Datos

52. *
Desventajas. Los dispositivos de estado sólido basados en flash tienen también
varias desventajas:
*Precio, Son considerablemente más altos, y la principal razón de su baja
demanda.
*Menor recuperación, Después de un fallo mecánico los datos son
completamente perdidos pues la celda es destruida, mientras que en un
disco duro normal que sufre daño mecánico los datos son frecuentemente
recuperables usando ayuda de expertos.
*Vulnerabilidad contra ciertos tipo de efectos, Incluyendo pérdida de energía
abrupta (especialmente en los SSD basado en DRAM), campos magnéticos y
cargas estáticas comparados con los discos duros normales (que almacenan
los datos dentro de una Jaula de Faraday).
*Capacidad, A día de hoy, tienen menor capacidad que la de un disco duro
convencional que llega a los 2,5 Terabytes

53. *

54. *
*Floppy están organizados como discos duros
*Sectores y pistas
*No hay distinción entre el formato en bajo nivel y el formato
en alto nivel
*El particionamiento no es soportado
*Nota: la unidad A: Floppy de ser instalada después del dobles
al final del cable

55. *

56. *

57. *

58. *