SISTEMAS DE MEMORIA DEL COMPUTADOR

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SISTEMAS DE MEMORIA DEL COMPUTADOR

• LECCIÓN 1.
• DISEÑO DE SISTEMAS DE MEMORIA

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CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA MEMORIA (I)

• Capacidad Mide la cantidad de información que
  se puede almacenar en la memoria. Las unidades de
  medida son el Kbyte, el Mb y el Gb.
• Longitud de palabra Es la mínima información
  accesible en una memoria. Se mide en bits.
• Unidad de transferencia Indica el tamaño del
  bloque de memoria que puede ser leído o escrito
  en cada operación. Puede no coincidir con la
  longitud de palabra.

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CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA MEMORIA (II)

• Tiempo de acceso Mide el tiempo medio necesario
  para realizar una operación de lectura o de
  escritura . Se mide en ns, ?s, ms, o seg.
• Ancho de banda (tasa de trasferencia) Mide la
  velocidad de los intercambios entre la memoria y
  la CPU o los subsistemas de E/S. Se mide en
  bits/seg ó palabras/seg
• Coste por bit Mide la repercusión del precio del
  dispositivo en función de su capacidad.

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CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA MEMORIA (III)

• Método de acceso Nos indica cómo accede a la
  información almacenada
• Acceso secuencial El tiempo de acceso depende de
  la posición que ocupa.
• Acceso aleatorio El tiempo de acceso es
  independiente de la posición (memorias Random
  Access Memory)
• Acceso directo Es un caso intermedio entre los
  dos anteriores (primero es aleatorio y luego es
  secuencial. Ej los discos duros)
• Orden de almacenamiento El orden en el que se
  almacenan los bytes puede ser de izquierda a
  derecha (big endian) ó de derecha a izquierda
  (little endian)

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CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA MEMORIA (IV)

• Características físicas
• Alterabilidad Posibilidad de modificar el
  contenido de una memoria (memoria Read Only
  Memory).
• Volatilidad Algunas memorias pierden su
  contenido al suspender el suministro de energía.
• Lectura destructiva Algunas memorias (ferritas)
  pierden su contenido al leerlas y precisan de
  reescritura.

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MEMORIAS RAM

• ESTÁTICAS SRAM (biestable)
• DINÁMICAS DRAM (condensador)
• DRAM EDO (Extended Data Output)
• DRAM sincrónica SDRAM

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MEMORIAS ROM

• Programadas por máscara
• PROM
• EPROM
• EEPROM

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JERARQUÍA DE MEMORIAS
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JERARQUÍA DE MEMORIAS
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PROPIEDADES DE UN SISTEMA DE MEMORIAS

• Inclusión Si tenemos los niveles M1, M2, ... Mn
  de memoria , se verifica que M1 ? M2, M2 ? M3,
  ........, Mn-1 ? Mn.
• Coherencia Esta propiedad exige que todas las
  copias de una misma información que estén en los
  diferentes niveles de memoria sean consistentes.
  
• Write-trough los cambios en Mi se actualizan
  inmediatamente en M i1
• Write-back los cambios Mi se actualizan con
  retardo en Mi1, cuando se cumple determinada
  condición.
• Localidad Es una propiedad que describe una
  forma de comportamiento de los programas, la
  mayor parte de las referencias a memoria están
  localizadas en bloques compactos.

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PARÁMETROS DE MEDIDA DE UN SISTEMA DE MEMORIAS

• Indice de aciertos (Hit ratio) Para un nivel Mi
  se define el índice de aciertos hi como la
  probabilidad de que una determinada información
  se encuentre en el nivel Mi.
• Frecuencia de acceso a un nivel Mi se define
  como
• Fi (1- h1 ) (1- h2 ) .... (1- hn ) hi
• y nos mide la probabilidad de que una
  información esté en el nivel Mi y no esté en los
  anteriores.
• Tiempo de acceso efectivo Teff se define como
• Teff ? Fi ti
• Coste total de una jerarquía de memorias CTOTAL
  ? ci si siendo c el parámetro coste por bit
  y s la capacidad en bits.

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CIRCUITO LATCH SR COMO CELULA ELEMENTAL DE MEMORIA
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CIRCUITO ELEMENTAL DE MEMORIA
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CELULA ELEMENTAL DE MEMORIA
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ESTRUCTURA DE LA MEMORIA
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CHIP DE MEMORIA
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DISEÑO DE UNA MEMORIA CENTRAL

• Lo habitual es que la memoria requerida no
  coincida con ningún chip de memoria disponible
• Longitud de palabra múltiplo de la del chip
• Nº de palabras direccionables mayor que las del
  chip.

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EJEMPLO
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DISEÑO DE LA MEMORIA

• RAM Como los chips son de 64Kx4 necesitamos 16
  circuitos. ( 4x64 256K asociados de 4 en 4 para
  tener la longitud de palabra apropiada)
• ROM En este caso los chips son de 32Kx8 luego
  necesitamos 8 circuitos ( 4x32 128K asociados
  de 2 en dos para tener la longitud de palabra
  adecuada)

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MAPA DE MEMORIA
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DECODIFICADOR
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(No Transcript)
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OTROS TIPOS DE MEMORIAS

• COLAS Memorias de tipo F.I.F.O donde los datos
  guardan a la salida el mismo orden que tenían a
  la entrada.
• Hardware Se suele usar para compensar la
  diferencia de velocidad de la CPU y los
  periféricos ( como buffer de entrada)
• Software Se implementa en memoria principal con
  ayuda de dos punteros que apuntan a la primera
  posición libre y al primer dato introducido (
  ejemplo buffer de teclado)

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OTROS TIPOS DE MEMORIA

• PILAS Memorias de tipo L.I.F.O donde los datos
  a la salida tienen orden inverso de la entrada.
• Hardware Por ejemplo la pila del coprocesador
  matemático en Intel
• Software Mediante un puntero se señala al
  último dato introducido . La entrada y salida de
  datos se hace mediante las operaciones PUSH y POP.

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OTROS TIPOS DE MEMORIAS

• Memorias entrelazadas Disposición de memoria
  que permite el acceso simultáneo a varias
  palabras .
• Memorias asociativas Son memorias direccionables
  por su contenido.