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Memorias del sistema

http://www.informaticamoderna.com/Memoria_ROM.htm 

Animación del funcionamiento de una memoria ROM Como apoyo a tu aprendizaje, mostramos el principio básico del funcionamiento

de una memoria ROM: 

Figura 1. Animación del funcionamiento básico de una memoria ROM Definición de memoria ROM 

ROM es la sigla de ("Read Only Memory") ó memoria de solo lectura. Se trata de un

circuito integrado que se encuentra instalado en la tarjeta principal - Motherboard , dónde se almacena información básica referente al equipo, lo que se denominaBIOS que integra un programa llamado POST encargado de reconocer inicialmentelos dispositivos instalados como el teclado, el monitor CRT, la pantalla LCD, disqueteras, la memoria RAM, etc., y otro programa llamado Setup para que elusuario modifique ciertas configuraciones de la máquina. Actualmente se está buscando eliminar por completo el uso de chips ROM y utilizar

sólo chips de memoria flash NAND, para evitar el uso de baterías, ya que esteúltimo tipo de memoria es capaz de almacenar datos hasta por 10 años sin

necesidad de una pila eléctrica. 

Figura 2. Memoria ROM M919, con el software AMIBIOS 486PCI-ISA de American Megatrends®, ubicada en unatarjeta principal ("Motherboard ") marca P&Q®, modelo L-9645-8 ML-1 94V-0. 

Otros nombres utilizados 

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  Otros nombres muy utilizados son los siguientes, aunque cada uno es parte de laROM, no significa que sean sinónimo de ROM como la mayoría lo deduce: 

  BIOS: proviene de las siglas ("Basic In Out System") ó sistema básico deentrada y salida. Se le llama así al conjunto de rutinas que se realizan desdela memoria ROM al encender la computadora, permite reconocer losperiféricos de entrada y salida básicos con que cuenta la computadora así como inicializar un sistema operativo desde alguna unidad de disco o desdela red. 

  CMOS: proviene de las siglas de ("Complementary Metal Oxide

Semiconductor ") ó semiconductor complementario óxido-metálico. Es eltipo de material con el que está basada la fabricación de un circuito especialllamado del mismo nombre "CMOS", el cuál tiene la característica deconsumir un nivel muy bajo de energía eléctrica cuando está en reposo. Eneste material esta basada la construcción de la memoria ROM. 

  SETUP: es un software integrado en la memoria ROM, desde el cuál elusuario puede acceder y modificar ciertas características del equipo antes deque cargue la interfaz de usuario, es decir, el sistema operativo. 

Características generales 

  Hace algunos años, la ROM era una memoria para una sola escritura dedatos, en la fábrica se grababa la información y ya no era posiblemodificarla. 

  Almacena configuraciones básicas de la tarjeta principal ("motherboard "),tales como la información del fabricante, la fecha de manufactura, elnúmero de serie, el modelo, etc. 

  Integra un programa denominado POST que se encarga de realizar unarevisión básica a los componentes instalados en el equipo antes de que se

visualice algo en pantalla.   Integra otro programa llamado SETUP, que contiene una serie de menús

sobre las configuraciones avanzadas del equipo, las cuáles pueden sermodificados por el usuario (forma de arranque, dar de alta discos duros, disqueteras, unidades de CD/DVD, velocidad del microprocesador, etc.). 

  Para almacenar los datos que el usuario modifica, cuenta con una memoriallamada CMOS alimentada constantemente desde una batería integrada enla tarjeta principal. 

  Actualmente es posible borrarlas e incluso actualizarlas vía Internet ya queintegran nueva tecnología de modificación de datos. 

Tipos actuales de memoria ROM   Hay actualmente 3 tipos principales: 

+ Memorias PROM: son las siglas de ("Programable Read Only Memory ") ómemoria programable de sólo lectura. Esta memoria permite una únicaprogramación con un programador PROM, una vez concluida esta equivale a unaROM. + Memorias EPROM: son las siglas de ("Erasable Programable Read Only  

Memory ") ó memoria borrable y programable de sólo lectura. Es una variante quepermite el borrado por medio de rayos ultravioleta sobre una ventana que tiene elcircuito integrado y la reprogramación electrónica por medio de un programadorPROM. 

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+ Memorias EEPROM: son las siglas de ("Electrically Erasable Programable Read 

Only Memory ") ó memoria eléctricamente borrable y programable de sólo lectura.Es la variante que permite alterar el contenido mediante señales eléctricas sinnecesidad de programadores o borradores. Este tipo de memorias se puedenactualizar con un software de la misma computadora. 

Ubicación de la ROM en la tarjeta principal "Motherboard " 

Figura 3. Localización de la memoria ROM en la tarjetaprincipal marca P&Q®, modelo L-9645-8 ML-1 94V-0,

para microprocesador 486DX. 

La memoria ROM se puede localizarde muy diferentes formas, tamaños ylugares dentro de la tarjeta principal.Sin embargo es importante destacarque la mayor parte de las veces selocaliza cerca de la batería y junto a laROM se encontrará un "jumper", ó

algunos "microswitches" parareiniciarla.

Figura 4.Batería derespaldo

marca KTS®,

tipo CR2032.para la

memoria ROM.

Al apagarse lacomputadora, todos loselementos dejan derecibir el suministro decorriente excepto lamemoria ROM, la cuálcontinúa alimentándosede electricidad por mediode una batería montadaen la tarjeta principal, por

ello es que se sigueconservando la fecha yhoras actuales aunque elequipo esté apagado. 

Reinicio de una memoria ROM / Respaldo de una memoria ROM En caso de ser necesario, una memoria ROM puede volver a sus estado original

con los datos de fábrica y borrar las modificaciones del SETUP, esto con solocambiar de posición un pequeño puente (" Jumper"), que se encuentra en la tarjeta

principal ó en algunos casos un ("Microswitch"). Pero hay que ser cuidadosos, estepuente es específico para ello y viene ilustrado en el manual de la tarjeta, ya que sino se elige el adecuado, se puede cambiar la configuración de otros elementos. 

Como se mencionaba, la memoria ROM cuenta con una pequeña memoria CMOSque guarda las configuraciones que hace el usuario, y para mantener alimentadaesta última, la tarjeta principal integra una batería.

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 Figura 5. Esquema de un panel de " Jumpers".  Figura 6. "Microswitches" utilizados en algunos

equipos. 

Actualización de las memorias ROM Hay varias formas de actualizarlas, esto es, adquirir la última versión del

software para esa memoria:   Usando el programador PROM.   Borrándolas mediante rayos ultravioleta y reescribiéndolas.   En las mas actuales mediante software y el uso de la Internet desde el sitio

Web de la marca que la manufacturó. El software SETUP de la memoria ROM Al encender el equipo, se realiza una serie de auto pruebas rápidas de

diagnóstico llamadas "POST "; durante este, es posible acceder a una opción paraacceder a un programa que permite al usuario cambiar ciertas configuracionescomo el orden de arranque de las unidades de disco, cambiar la fecha, cambiar lahora, dar de baja y de alta dispositivos, cambiar la velocidad del microprocesadorentre otras.

Como acceder al Setup de la memoria ROM La manera de acceder varía según la marca del equipo pero regularmente es

oprimir alguna tecla como DEL, F1, F2, F12, S, ó alguna combinación de teclascomo Crt+Esc, Ctl+Alt+F1, entre otras formas; ello inmediatamente al encender lacomputadora, siendo lo mas recomendable consultar el manual de la tarjetaprincipal (Motherboard), ya que si se modifican ciertos parámetros, es posible queel equipo no funcione de manera correcta.

Usos específicos de la memoria ROM Se utilizan para el arranque de las computadoras, ya que tienen datos sobreel equipo e información que el usuario no debe modificar, por ello son de solo

lectura. Estas almacenan también datos importantes como la fecha, la hora, los

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dispositivos instalados, algún pequeño antivirus, etc., los cuáles el sistemaoperativo lee, utiliza y modifica como la hora y fecha. 

Definición de memoria RAM 

RAM proviene de ("Read Aleatory Memory ") ó memoria de lectura aleatoria: esun dispositivo electrónico que se encarga de almacenar datos e instrucciones demanera temporal, de ahí el término de memoria de tipo volátil ya que pierde losdatos almacenados una vez apagado el equipo; pero a cambio tiene una muy altavelocidad para realizar la transmisión de la información.

En la memoria RAM se carga parte del sistema operativo (Linux Ubuntu,Apple® MacOS, Microsoft® Windows 7, etc.), los programas como (Office,Winzip®, Nero®, etc.), instrucciones desde el teclado, memoria para desplegar elvideo y opcionalmente una copia del contenido de la memoria ROM. 

+ Ejemplo: cuando damos doble clic a la aplicación Microsoft® Word, elprograma será leído desde el disco duro e inmediatamente la computadora buscará

almacenarlo en la memoria RAM, ello para que el usuario lo utilice sin la lentitudque implicaría trabajarlo desde el disco duro, y una vez terminada de usar laaplicación, la RAM se libera para poder cargar el próximo programa a utilizar. 

Figura 1. Memoria RAM tipo DDR, marca Kingston®, modelo KVR266, capacidad 128 MB, bus 266 MHz. Tipos de memorias DRAM comerciales 

Hay tres tipos de memorias RAM, la primeras son las DRAM, SRAM y unaemulación denominada Swap: 

Tipo 1, DRAM: las siglas provienen de ("Dinamic Read Aleatory Memory ") ódinámicas, debido a que sus chips se encuentran construidos a base decondensadores (capacitores), los cuáles necesitan constantemente refrescar sucarga (bits) y esto les resta velocidad pero a cambio tienen un precio económico. 

+ Ejemplo: hagamos una analogía con una empresa que fabrica hielo pero nocuenta con una toma de agua, sino que constantemente necesita de pipas con agua

para realizar su producto. Esto la hace lenta ya que tiene que esperar que le llevenlas pipas ó carros tanque, descargarlas, etc. 

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La siguiente lista muestra las memorias RAM en modo descendente, la primerliga es la mas antigua y la última la mas reciente. 

1.  Memoria RAM tipo TSOP. 2.  Memoria RAM tipo SIP. 3.  Memoria RAM tipo SIMM. 4.  Memoria RAM tipo DIMM - SDRAM. 5.  Memoria RAM tipo DDY y SO-DDR. 6.  Memoria RAM tipo RIMM. 7.  Memoria G-RAM / V-RAM (Actual). 8.  Memoria RAM tipo DDR2 y SO-DDR2 (Actual). 9.  Memoria RAM tipo DDR3 y SO-DDR3(Actual). 10. Memoria RAM tipo DDR4 y SO-DDR4 (Próxima Generación). 

Tipos de memorias SRAM comerciales 

Tipo 2. SRAM: las siglas provienen de ("Static Read Aleatory Memory ") óestáticas, debido a que sus chips se encuentran construidos a base detransistores, los cuáles no necesitan constantemente refrescar su carga (bits) yesto las hace sumamente veloces pero también muy caras. El término memoriaCaché es frecuentemente utilizada pare este tipo de memorias, sin embargotambién es posible encontrar segmentos de Caché adaptadas en discos duros,memorias USB y unidades SSD. 

+ Ejemplo: hagamos una analogía con una empresa que fabrica hielo que sicuenta con una toma de agua, por lo que no necesita esperar las pipas ó carrostanque, sino que inmediatamente puede realizar sus funciones. Esto la hace

rápida ya que tiene la materia prima a la mano.   Memorias SRAM para insertar en ranura de la tarjeta principal

(Motherboard).   Memorias Caché integradas en los discos duros.   Memorias Caché integradas en los microprocesadores. 

Que es la memoria virtual - Swap y para que sirve  

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 Figura 2. Asignación de SWAP en el disco duro 

Tipo 3. Swap. La memoria virtual ómemoria Swap ("de intercambio") no setrata de memoria RAM como tal, sino deuna emulación (simulación funcional),esto significa que se crea un archivo degrandes dimensiones en el disco duro óunidad SSD, el cuál almacena informaciónsimulando ser memoria RAM cuándo estase encuentra parcialmente llena, así seevita que se detengan los servicios de lacomputadora. 

Este tipo de memoria se popularizócon la salida al mercado de sistemasoperativos gráficos tales como MacOS deMacintosh® (actualmente Apple®) óWindows de Microsoft®, debido a que lamemoria instalada en la computadora esregularmente insuficiente para el uso deventanas, aunque al parecer el sistemaoperativo UNIX lo utilizaba de maneranormal antes que sus competidores. 

En los sistemas operativosMicrosoft® Windows Vista/Microsoft®Windows 7, con el software ReadyBoost®y en Microsoft® Windows XP con ayudade algunas utilidades como EBoostr®, esposible utilizar un archivo de intercambio(Swap) en memorias USB e incluso en

memorias SD, MemoryStick®, etc., quepermiten aumentar la velocidad delequipo. Básicamente no debe ser menor a256 MB la capacidad disponible deldispositivo, tener una velocidad alta detransmisión de datos y asignarse delsiguiente modo: 

a) Mínimo: (Total de RAM) + (1/2Total de RAM) 

b) Máximo: 3X(Total de RAM) Ejemplo: Si tengo 1 GB en RAM, debo

tener mínimo (1 GB + 0.5 GB)= 1.5 GB, ymáximo 3X(1 GB)= 3 GB. 

Nota: Es bien sabido que el uso "puro" de la RAM es lo más veloz, ya que el

tiempo de acceso es mucho menor que el de una memoria Flash (USB, SD, MMC,etc.) ó de un disco duro; esto se logra deshabilitando la memoria virtual en el Panelde Control, sin embargo sólo se recomienda si se cuenta con una gran cantidad deRAM disponible (Microsoft® Windows 95, 98 y ME con 512 MB, Microsoft® WindowsXP con más de 1 GB, Microsoft® Windows 7 con más de 3 GB), en caso de no

contar con RAM suficiente, Windows® automáticamente creará el archivo SWAPpara evitar detener sus servicios, en el caso de Linux, es requisito contar conespacio asignado para memoria Swap. 

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Estructura lógica de la memoria RAM 

Desde las primeras computadoras, la estructura lógica ha sido la siguiente:  

Memoria base: desde 0 hasta 640 KB (KiloBytes), es en esta zona dóndese almacena la mayoría de los programas que el usuario utiliza.   Memoria superior y reservada: de 640 a 1.024 MB (MegaBytes), carga

unas estructuras llamadas páginas de intercambio de información y unosbloques de memoria llamados UMB. 

- Bloques UMB (Upper Memory Blocks): se trata de espaciosasignados para el sistema dentro de la memoria superior, pero debido a laconfiguración de diversos dispositivos como el video, en algunos casos estosespacios quedan sin utilizar, por lo que se comenzó a pensar en utilizarlos de modofuncional, lo que se logra con optimizadores de memoria como el comando"memmaker" de Ms-DOS®, que se utilizaba estos bloques para cargar ciertosDrivers (controladores que permiten al Hardware ser utilizado en el sistema). 

  Memoria expandida: se trata de memoria paginada que se asigna aprogramas en memoria superior, la cuál algunas veces no se utilizabadebido a la configuración del equipo y con este método se puede utilizar. 

  Memoria extendida: de 1.024 MB hasta 4 GB (GigaBytes), se cargan todaslas aplicaciones que no caben en la memoria base. 

Antes debido a que los equipos contaban con memoria RAM limitada, existíanutilerías que reacomodaban los programas cargados en memoria para optimizar sufuncionamiento, inclusive el sistema operativo Microsoft® Ms-DOS necesitaba de uncontrolador especial (himem.sys), para reconocer la memoria extendida, sin él solo

reconocía 640 KB aunque hubiera instalados más de 1 MB. 

Figura 3. División lógica de la memoria RAM. Definición de Buffer de memoria 

Un Buffer (amortiguador), es un espacio físico en cualquier dispositivo dealmacenamiento masivo de lectura/escritura, comúnmente en RAM, que se asignapara almacenar información que será procesada casi inmediatamente y tenerla enespera de proceso, hasta que una vez utilizados los datos, estos se borren paraesperar nuevos. Estos segmentos se utilizan mucho en las impresoras, que guardanen Buffer los documentos en cola de impresión, en los antiguos Discman®, quepara evitar que la melodía se detuviera, iban almacenando unos segundos más demúsica en caso de un movimiento brusco en el aparato y finalmente en YouTube®que mientras reproduce, se va adelantando en descargar el resto del video. Tabla de tipos de memorias actuales en general 

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Tabla basada en la descripción de la revista "PC a Fondo" y complementada: Tipo de

memoria Significado  Descripción 

Tipo RAM 

RAM 

"Random Aleatory

Memory", memoria de

acceso aleatorio 

Memoria primaria de la computadora, en la

que puede leerse y escribirse información en

cualquier momento, pero que pierde la

información al no tener alimentación

eléctrica. 

EDO RAM 

"Extended Data Out

Random Access

Memory", memoria deacceso aleatorio con

salida de datos

extendida

Tecnología opcional en las memorias RAM

utilizadas en servidores, que permite acortarel camino de la transferencia de datos entre

la memoria y el microprocesador. 

BEDO

RAM 

"Burst EDO Random

Access Memory",

memoria de acceso

aleatorio con salida de

datos extendida y

acceso Burst 

Tecnología opcional; se trata de una

memoria EDO RAM que mejora su velocidad

gracias al acceso sin latencias a direcciones

contiguas de memoria. 

DRAM 

"Dinamic Random

Access Memory",

memoria dinámica de

acceso aleatorio 

Es el tipo de memoria mas común y

económica, construida con capacitores por lo

que necesitan constantemente refrescar el

dato que tengan almacenado, haciendo el

proceso hasta cierto punto lento. 

SDRAM 

"Synchronous Dinamic

Random AccessMemory", memoria

dinámica de acceso

aleatorio 

Tecnología DRAM que utiliza un reloj para

sincronizar con el microprocesador la entrada

y salida de datos en la memoria de un chip.

Se ha utilizado en las memorias comerciales

como SIMM, DIMM, y actualmente la familia

de memorias DDR (DDR, DDR2, DDR3,

DDR4, GDDR, etc.), entran en esta

clasificación. 

FPM

DRAM 

"Fast Page Mode

Dinamic Random Access

Memory", memoria

dinámica de paginación

de acceso aleatorio 

Tecnología opcional en las memorias RAM

utilizadas en servidores, que aumenta el

rendimiento a las direcciones mediante

páginas. 

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RDRAM 

"Rambus DRAM",

memoria dinámica de

acceso aleatorio para

tecnología Rambus 

Memoria DRAM de alta velocidad

desarrollada para procesadores con velocidad

superior a 1 GHz, en esta clasificación se

encuentra la familia de memorias RIMM. 

SRAM /

Caché 

"Static Random Access

Memory", memoria

estática de acceso

aleatorio 

Memoria RAM muy veloz y relativamente

cara, construida con transistores, que no

necesitan de proceso de refresco de datos.

Anteriormente había módulos de memoria

independientes, pero actualmente solo se

encuentra integrada dentro de

microprocesadores y discos duros para

hacerlos mas eficientes. 

Tipo ROM 

ROM "Read Only Memory",

memoria de solo lectura 

Memoria que permite un número

indeterminado de lecturas pero no puede ser

modificada.

PROM 

"Programmable Read

Only Memory",

memoria programable

de solo lectura 

Memoria ROM que permite una programación

y posteriormente un número indeterminado

de lecturas pero no puede ser modificada. 

EPROM 

"ErasableProgrammable Read

Only Memory",

memoria programable y

borrable de solo lectura 

Memoria PROM que permite reprogramación

por medio de un dispositivo especial y

borrado por medio de luz ultravioleta. 

EEPROM 

"Electrically Erasable

Programmable Read

Only Memory",

memoria eléctricamente

programable y borrablede solo lectura 

Evolución de las memorias EROM que

permite alterar su contenido por medio de

señales eléctricas. Es la mas utilizada en las

computadoras actuales para albergar el

SetUp de la computadora. 

Tipo Flash 

Flash

NAND 

"Flash NAND", el

término Flash es debido

a la alta velocidad que

puede manejar y NAND

a un tipo de conexión

especial de sus

elementos electrónicos

Memoria que permite almacenar datos y

mantenerlos almacenados sin necesidad de

alimentación eléctrica hasta por 10 años. Se

utiliza en las memorias USB , memorias SD, 

MemoryStick de Sony®, unidades SSD, e

incluso para BIOS, etc. 

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(Compuerta tipo NAND) 

Tipo Swap 

Swap /

Virtual

Memory 

De intercambio ó

memoria virtual 

Se trata de una simulación de RAM en unárea de un disco duro, lo cuál no permite que

se detengan servicios al escasear memoria

RAM pero ralentiza a la computadora.

También se puede actualmente crear SWAP

en una memoria USB, utilizando el Software

ReadyBoost de Microsoft® Windows Vista u

otros programas para Microsoft® Windows

XP, de este modo se vuelve mas eficiente el

equipo de cómputo. 

Otros 

Buffer  "Amortiguador" 

Soporta información que se encuentra en

espera de ser procesada y una vez realizado

ese proceso, la borra para esperar nuevos

datos, puede ser espacio asignado en una

memorias RAM ó en un disco duro.