1. MEMORIA PRINCIPAL
La memoria principal es la unidad donde se almacenan los datos e instrucciones necesarios para realizar un determinado proceso. Es rápida, y está estrechamente ligada a las unidades funcionales más rápidas dentro de la computadora (la UC y la ALU). Aquí es donde deben ser cargados los programas para poder ejecutarse.
La memoria principal está formada por circuitos electrónicos capaces de almacenar sólo dos valores (0 ó 1) en cada elemento o celda de memoria. Una palabra de memoria es el menor número de celdas de memoria que se pueden leer o escribir de una vez (cuando se accede a la memoria no se accede a una sola celda, sino que se hace a un conjunto consecutivo de ellas). Es decir, una palabra es el conjunto de bits que se leen o escriben en memoria de una vez.
De esta forma, para acceder a la memoria no necesitamos numerar cada una de las celdas individuales que almacenan un bit, sino cada uno de los conjuntos de celdas, es decir, las palabras de memoria. Este número que identifica de forma única a cada posición de memoria se denomina dirección de memoria, y mediante esa dirección se puede acceder de forma directa a cualquiera de las posiciones de la memoria principal; por esto se dice que la memoria principal es una memoria de acceso directo o memoria accesible por dirección.
1.1. Tipos de memoria principal: RAM, ROM y caché
Dentro de la memoria principal podemos distinguir entre la memoria ROM (Read Only Memory), la RAM (Random Access Memory) y la memoria caché
1.1.1. Memoria RAM
Se llama memoria de acceso aleatorio porque el usuario y los programas pueden acceder a cualquier posición directamente, y el tiempo para acceder a la información no depende de la posición que ocupe dentro de la memoria.
Existen varios tipos de chips para las memorias RAM:
• DRAM (RAM dinámicas): los datos desaparecen lentamente y es necesario refrescarlos periódicamente (cientos de veces por segundo), por lo que consumen una gran cantidad de energía y requieren un control constante. Entre sus ventajas más importantes está el bajo coste en comparación con otras tecnologías y además sus prestaciones son suficientemente rápidas como para cubrir las necesidades de los procesadores actuales.
• SRAM (RAM estáticas): retiene datos mientras se suministre corriente. No precisa de tanta electricidad como la anterior para el refresco y movimiento de direcciones de memoria, por lo que funciona de forma más rápida. Sin embargo, tiene un elevado precio, por lo que generalmente se reserva para ser utilizada en la memoria caché de procesadores y placas base, cuyo tamaño suele ser muy reducido comparado con la RAM del sistema
Los chips de memoria se agrupan en módulos, que se conectan a la placa base del ordenador. Estos módulos permiten una sustitución o ampliación de memoria mucho más sencilla. Según los tipos de conectores que lleven los módulos se clasifican en módulos SIMM (Single In-line Memory Module), con 30 o 72 contactos y módulos DIMM (Dual In-line Memory Module), con 72, 144, 168 (para SDRAM), 184 (para DDR RAM) o 240 contactos (para DDR2 RAM). Los módulos DIMM incorporan mejoras en la forma de acceso a los datos ya que puede comunicarse con el procesador a 64 bits en vez de los 32 bits de los SIMM.
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1.1.2. Memoria ROM
Memoria de solo lectura. Al igual que la RAM es de acceso directo, pero solo permite acceso para lectura; su contenido lo graba el fabricante y el usuario solo puede consultar esa información. En un ordenador, se suele almacenar en ROM el programa que permite la puesta en marcha del ordenador, la carga del sistema operativo y el BIOS (Basic Input/Output System, Sistema de Entrada/Salida básico), que contiene las rutinas para acceder a los recursos del ordenador. Existen distintos tipos de memoria ROM, dependiendo de la forma en que se graban:
• PROM (Programable ROM): son chips que permiten grabar una sola vez, y no se pueden borrar.
• EPROM (Erasable Programable ROM): Permite el borrado del contenido utilizando rayos ultravioleta, aunque esta operación sólo puede realizarse unas pocas veces. La forma de borrar su contenido es hacer incidir luz ultravioleta directamente a las celdas de memoria por una pequeña ventana, que normalmente está tapada mediante un adhesivo.
• EEPROM: (Electricaly Erasable Programable ROM): Se borran eléctricamente, y permiten grabar en ellas unas 100.000 veces. La mayoría de las placas madre y controladoras actuales incluyen este tipo de memoria, para permitir la actualización del software del fabricante que los manejan.
• Memoria flash: Está basada en las memorias EEPROM pero permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación, frente a las anteriores que sólo permite escribir o borrar una única celda cada vez. Por ello son más rápidas y baratas. Permiten un número limitado de escrituras y borrados, generalmente entre 100.000 y un millón.
1.1.3. Memoria CACHÉ
Desde hace tiempo, se incorpora en los ordenadores un tipo de memoria mucho más rápida que la memoria principal (aunque también más cara) y de menor tamaño, denominada MEMORIA CACHÉ. Es una memoria de tipo SRAM, y se suele colocar entre la CPU y la RAM, para acelerar la transferencia de datos o instrucciones entre la CPU y la RAM.
La idea es la siguiente: al ser la caché mucho más rápida que la RAM, a la CPU le cuesta menos tiempo escribir o leer un dato desde la caché. Para hacer que esto funcione, es necesario cargar en la caché la parte de la RAM que esté utilizando la CPU (la caché es de menor capacidad que la RAM). Cuando la CPU necesita un dato que no está en la caché, primero hay que pasar el dato desde la memoria principal a la caché y después de la caché a la CPU. De la misma forma, es necesario que si la CPU modifica un dato y lo almacena en la caché, esta información debe ser también actualizada en la memoria principal.
