El sistema de memoria

La memoria es un dispositivo donde se guarda información. Antes que nada es importante distinguir entre dos tipos de memorias:

  • Memoria volátil: Es aquella que pierde la información que contiene cuando deja de tener suministro eléctrico. Al apagarse el equipo que la contiene se queda en blanco.
  • Memoria no volátil: Son los dispositivos de almacenamiento que guardan la información incluso sin necesidad de energía.

La memoria no volátil será, pues, aquella donde el usuario guarda sus ficheros (documentos, imágenes, vídeos,…), y también donde el propio sistema guarda sus ficheros y los programas. El principal dispositivo de memoria no volátil es el disco duro interno. Normalmente tendrá una capacidad de almacenamiento relativamente grande y un acceso lento. También se conoce como memoria secundaria.

La memoria volátil no servirá para tener almacenados documentos, sino que servirá para tener cargada temporalmente la información que el sistema está utilizando. Tendrá una capacidad proporcionalmente pequeña y un tiempo de acceso pequeño. También se denomina memoria principal y el principal ejemplo es la memoria RAM.

Cuando un computador arranca, la memoria principal está vacía. Cuando el equipo tiene que ejecutar un programa, va a buscarlo al disco duro donde está almacenado (acceso lento) y lo copia en la memoria principal, donde la CPU podrá acceder a cada instrucción de una manera más rápida. De la misma manera, cuando se abre un fichero, primero se debe buscar en el disco duro para copiarlo a la memoria principal para que así el sistema pueda manipularlo más rápidamente. Si el fichero abierto se ha modificado y no se ha guardado otra vez en el disco duro, y hay un corte de energía, los cambios hechos en el fichero se perderán. Afortunadamente muchos programas hacen guardados automáticos sin que se lo pidamos para evitar estos problemas.

La memoria está internamente compuesta por celdas, cada una de las cuales almacena un bit. Varias celdas se organizan formando palabras de memoria, concepto que vimos en el tema anterior. A cada palabra le corresponde una dirección única, por tanto, una dirección de memoria se refiere a la palabra almacenada en ella. La longitud de palabra y el número de palabras de la memoria determinan cuál es la capacidad total de la memoria.

La memoria puede clasificarse, además, por su forma de acceso en dos tipos: secuencial y aleatorio:

  • Secuencial: Este modo de acceso requiere que se recorra todo el espacio para llegar al punto buscado, como sucedía con las viejas cintas de casete que debíamos rebobinar para encontrar la canción que queríamos. No hay muchos dispositivos informáticos de este tipo. Lo son, por ejemplo, el disquete y la cinta magnética, dispositivo de gran capacidad que se utiliza para copias de seguridad.
  • Aleatorio: Este modo de acceso permite acceder físicamente a un dato de forma directa sin tener que pasar por otros. Siguiendo con la analogía anterior, este es el caso del CD de música, en el que tan sólo tenemos que indicar la pista para que vaya directamente. Ejemplos hay muchos más: el disco duro, los CD-ROM’s y DVD’s, etc. Y precisamente la memoria RAM que obtiene su nombre de aquí: Random Access Memory, Memoria de Acceso aleatorio.

Otra diferenciación que hay que hacer en la memoria es si son de lectura/escritura o sólo lectura:

  • Lectura/escritura: Indica que pueden ser modificadas
  • Sólo lectura: No puede modificarse su contenido, sólo leerse. Se identifica con su nombre en inglés: Read Only Memory, ROM.

Hemos comentado que el ejemplo más representativo de memoria principal es la memoria RAM, aunque hay otros ejemplos. La memoria RAM tiene una controversia en su propia razón de ser. Por un lado, es bueno que sea grande ya que así el sistema podrá tener más programas y documentos abiertos y agilizar su funcionamiento. Pero, también se necesita que tenga un acceso rápido y cuanto mayor es la capacidad más lento es el acceso. No puede hacerse de mayor capacidad y acceso más rápido a la vez. Por ello, se organiza la memoria principal según una jerarquía con varios niveles que vemos a continuación ordenados de menor a mayor capacidad:

  • Registros: los registros de la CPU no dejan de ser un espacio donde guardar información, aunque su tamaño es muy pequeño. Su acceso es inmediato. Como ya sabemos, forman parte del microprocesador.
  • Memoria caché: Su existencia se debe precisamente a los problemas que comentábamos de la memoria RAM. Se trata de una memoria de menor tamaño y de acceso más rápido que la memoria RAM, también su coste por tamaño es mucho mayor. De manera inteligente se reconoce que grupos de datos o instrucciones se utilizan más o tienen más posibilidades de ser utilizados y se copian en esta memoria, por lo que la CPU accederá menos veces a la RAM, que es más lenta, traduciéndose en un rendimiento más alto del sistema.

Como con el avance de la tecnología la caché también ha tenido que aumentar su tamaño se ha ido dividiendo en niveles:

  • Caché de nivel 1 (L1): Integrada en el núcleo del microprocesador. Su tamaño puede estar entre los 64 y los 256 KB.
  • Caché de nivel 2 (L2): Dentro del microprocesador pero no en el núcleo. Ronda los 2 MB.
  • Caché de nivel 3 (L3): Sólo está en algunos equipos y se encuentra fuera del microprocesador.
  • Memoria RAM: Su tamaño, en ordenadores personales actuales está en entre 1 y 8 GB, y su coste por tamaño es pequeño comparado con la caché.
  • Memoria virtual: Se llama así porque es irreal. Consiste en utilizar el disco duro para ampliar la capacidad de la memoria, simulando que hay datos que están en la memoria aunque reamente están en el disco duro. Necesita utilizar una parte vacía del disco duro.

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