Memorias y buses

Memorias y elementos
de entrada y salida
Arquitectura de computadoras
Universidad
Autónoma de
Tamaulipas
Equipo
#5

Índice
4.1 Memoria Caché Computadora
4.2 El Bus PCI
4.3 Otros Buses
4.4 Entrada en Memoria
4.5 Salida en Memoria
4.6 Memoria Interna - Memoria
Externa
4.7 Sistemas Operativos

4.1 Memoria caché computadora
Realizado por: Raymundo
Leon Christian Alejandro
La finalidad de la memoria caché es conseguir que
la rapidez de la memoria sea lo más instantánea
viable.
Una vez que el procesador aspira leer un vocablo
de memoria, se hace una comprobación para
establecer si el término está en la caché. Si es de
esta forma, se entrega esa palabra al procesador.
Si no, un bloque de memoria primaria, consistente
en un cierto número de palabras, se transfiere a la
caché y luego el término es entregado al
procesador.
Es posible que se hagan referencias futuras a la
misma postura de memoria o a otras palabras del
mismo bloque.
Fig. Memorias caché y principal.

Fig. Organización típica de caché.

TAMAÑO DE
CACHÉ
El tamaño de caché está también
limitado por las superficies
disponibles de chip y de tarjeta.
Como las prestaciones de la
caché son muy sensibles al tipo
de tarea, es imposible predecir
un tamaño
FUNCIÓN DE
CORRESPON
DENCIA
se necesita un algoritmo que
haga corresponder bloques de
memoria principal a líneas de
caché. Además, se requiere
algún medio para determinar qué
bloque de memoria principal
ocupa actualmente una línea
dada de caché.
Correspondencia
directa
La técnica más sencilla,
denominada correspondencia
directa, consiste en hacer
corresponder cada bloque de
memoria principal a solo una
línea posible de caché.

4.2 El bus PCI
• El PCI está diseñado para permitir una cierta
variedad de configuraciones basadas
en microprocesadores, incluyendo sistemas tanto de uno como
de varios procesadores.
●
●
●
• El estándar actual permite el uso de hasta 64 líneas de datos a
66 MHz, para una velocidad de transferencia de 528 MB,
o 4,224 Gbps.
•
•
• La interfaz PCI existe en 32 bits y en 64 bits a diferentes
voltajes.
● 3,3 V para los ordenadores portátiles
● 5 V para los equipos de escritorio
Fig. Sistema de sobremesa típico

El bus
PCI (Peripheral Component Interconnect,
Interconexión de Componente Periférico)
es un bus muy popular de ancho de
banda elevado, independiente
del procesador, que se puede utilizar
como bus de periféricos o bus para
una arquitectura de entreplanta como
se pude ver en la imagen.
4.2 El bus PCI en un servidor
Fig. Servidor típico

4.3 Otros buses
BUS ISA
El bus ISA (Industry Standard Architecture, Industria Estándar de
Arquitectura) lo creo IBM en 1980. El ancho de banda máximo de este bus es de
16 bits es de 16 megabytes/segundo. Este ancho de banda no es suficiente para
las computadoras actuales, por las necesidades que hoy en día seria las tarjetas
gráficas de alta resolución y este bus fue sustituido por el PCI.
Realizado por: Vela Tovar Jorge Luis

4.3 Otros buses
BUS AGP
AGP (Accelerated Graphics Port,
Puerto de Graficas Acelerados). Este
fue desarrollado por Intel en 1996. Fue
utilizado para tarjetas gráficas, solo
aparecía uno en cada placa base y el
AGP fue duplicando sus velocidades
desde el AGPx1 hasta el AGPx8.
Actualmente se usa el PCI Express en
su lugar.

4.4 Entrada en memoria
Una unidad de administración de memoria de
E/S (input–output memory management
unit, IOMMU) es una unidad de administración
de memoria (MMU) que conecta un bus de E/S
con capacidad de acceso directo a la memoria
(DMA) a la memoria principal. Al igual que una
MMU tradicional que traduce direcciones
visibles de CPU virtuales a direcciones físicas,
una IOMMU asigna direcciones visibles de
dispositivos virtuales a direcciones físicas.

4.5 Salida en memoria
• Salida aislada: Comprende un espacio de direcciones
e instrucciones especiales,
se deben usar señales especiales de
control activadas por las instrucciones.
• Salida mapeada en memoria: No existen instruccion
es especiales para acceder a ala entrada
y salida, ni a las lineas.
• Salida por acceso directo de memoria:
El programa solo realiza configuraciones y da ordines
de salida. No se encarga de
la transferencia de datos a memoria.
De estas transferencias se encargan dispositivos llam
ados controladores de DMA.

4.6 Memoria Interna - Memoria
Externa
En computadores antiguos, la forma más común de
almacenamiento de acceso aleatorio para la memoria
principal consistía en una matriz de pequeños anillos
ferromagnéticos denominados núcleos. Es por esto que la
memoria principal recibía a menudo el nombre de núcleo
(core), un término que perdura en la actualidad. La llegada
de la microelectrónica, y sus ventajas, acabó con las
memorias de núcleos. Hoy en día es casi universal el uso
de chips semiconductores para la memoria principal. En
esta sección se exploran aspectos clave de esta tecnología.
Realizado por: Contreras Bravo Esteban Gerardo.

Memoria Interna:
DRAM
La RAM dinámica (DRAM) está hecha con celdas que
almacenan los datos como cargas eléctricas en
condensadores. La presencia o ausencia de carga en un
condensador se interpretan como el uno o el cero binarios.
Ya que los condensadores tienen una tendencia natural a
descargarse, las RAM dinámicas requieren refrescos
periódicos para mantener memorizados los datos. El
término dinámica hace referencia a esta tendencia a que la
carga almacenada se pierda, incluso manteniéndola
siempre alimentada.

La RAM estática en contraste con la dinámica, un RAM
estática (SRAM) es un dispositivo digital, basado en los
mismos elementos que se usan en el procesador. En una
RAM estática, los valores binarios se almacenan utilizando
configuraciones de puertas que forman biestables (flip-
flops). Una RAM estática retendrá sus datos en tanto se
mantenga alimentada.
Es una forma de memoria en un sistema informático. Esta
memoria proporciona baja latencia y acceso a datos de alta
velocidad. Es una tecnología de memoria volátil, lo que
significa que sus datos se pierden cuando se apaga la
energía.
Memoria Interna:
SRAM

Como sugiere su nombre, una memoria de solo-lectura
(ROM, Read-Only Memory) contiene un patrón permanente
de datos que no puede alterarse. Una ROM es no-volátil; es
decir, no se requiere fuente de alimentación para mantener
memorizados los valores de los bits. Aunque es posible leer
de una ROM, no se pueden escribir nuevos datos en ella.
Memoria Interna:
ROM

El mecanismo de escritura se basa en el hecho de que un
flujo eléctrico atravesando una bobina crea un campo
magnético. Se envían pulsos eléctricos a la cabeza de
escritura, y se graban los patrones magnéticos en la
superficie bajo ella, con patrones diferentes para corrientes
positivas y negativas. La propia cabeza de lectura está
hecha de un material fácilmente magnetizable y tiene forma
de donut rectangular con un agujero a lo largo de un lado y
varias vueltas de cable conductor a lo largo del lado
opuesto.
Memoria Externa:
Discos Magnéticos

El CD es un disco no borrable que puede almacenar
más de sesenta minutos de información de audio en una
cara. El gran éxito comercial del CD posibilitó el desarrollo
de la tecnología de discos de memoria óptica de bajo coste,
que revolucionó el almacenamiento de datos en un
computador.
CD-ROM. Tanto el CD de audio como el CD-ROM (compact
disk read-only memory, memoria de
disco compacto de solo-lectura) comparten una tecnología
similar. La principal diferencia es que los
lectores de CD-ROM son más robustos y tienen dispositivos
de corrección de errores para asegurar
que los datos se transfieren correctamente del disco al
computador.
Memoria Externa:
Discos compactos (Memoria Óptica)

Los sistemas de cinta usan las mismas técnicas de lectura
y grabación que los discos. El medio es una cinta de
poliéster flexible (parecido al usado en ropa) cubierta por un
material magnetizable. La cubierta puede consistir en
partículas de un metal puro en concreto un revestimiento o
película de metal plateado vaporizado. Los datos en la
cinta, se estructuran en una serie de pistas paralelas
longitudinales. Los primeros sistemas de cintas usaban
nueve pistas.
Memoria Externa:
Cinta Magnética

El sistema operativo es un programa que administra los
recursos del computador, proporciona servicios a los
programadores y planifica la ejecución de otros programas.
Un cierto conocimiento de los sistemas operativos es
esencial para entender los mecanismos mediante los que la
CPU controla el computador. En particular, los efectos de
las interrupciones y de la gestión de la jerarquía de
memoria se explican mejor en este contexto.

Funciones del S.O
Un sistema operativo es un programa que controla la
ejecución de los programas de aplicación y actúa como
interfaz entre el usuario y el hardware del computador. Se
puede considerar que un sistema operativo tiene dos
objetivos:
• Comodidad: un sistema operativo hace que un
computador sea más fácil y cómodo de usar.
•Eficiencia: un sistema operativo permite que los
recursos del computador se utilicen de forma eficiente.

Primeros S.O
En los primeros computadores desde el final de la
década de los cuarenta a la mitad de la de los cincuenta,
el programador interactuaba directamente con el
hardware del computador. Estas máquinas se
accionaban desde una consola, constituida por luces
indicadoras, interruptores, algún dispositivo de entrada y
una impresora. Los programas en código máquina se
cargaban mediante el dispositivo de entrada (por
ejemplo, un lector de tarjetas). Si un error hacía
detenerse al programa, las luces indicaban la condición
de error. El programador debe proceder a comprobar los
registros y la memoria principal para determinar la causa
del error. Si el programa termina, la salida aparecerá en
la impresora.

En esta unidad se estudio el funcionamiento de
las distintas memorias que comprenden un sistema de
computo, sobre el bus pci y también sobre funciones del
sistema operativo. Esto deja una base de conocimiento
acerca de la interacción procesador-memoria o bus pci para
que al final el usuario mediante un sistema operativo como
interfaz saque rendimiento del trabajo en conjunto de estos
componentes.
Repaso unidad 4
Creado por: Callejas Gomez Jesus Osiris.

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