Arquitectura del Hardware: Funcionamiento del Bus, CPU y Tipos de Memoria RAM/ROM

El Bus de Datos: Canal de Información

Un bus es un canal de información constituido por un número elevado de líneas metálicas, cada una de las cuales transmite distintos tipos de datos.

El Procesador (CPU): Ciclo de Instrucción

El funcionamiento del procesador se inicia cuando la primera instrucción se encuentra en el Registro de Instrucción y la dirección correspondiente está en el Contador de Programa (CP).

Fases del Procesamiento de Instrucciones

1. La instrucción viaja del Registro de Instrucción a la Verificación del Tipo de Instrucción, donde se comprueba que la instrucción es correcta.
2. La Unidad de Control (UC), leyendo el CP, solicita al almacenamiento la siguiente instrucción y, simultáneamente, ordena guardar la instrucción actual.
3. La instrucción viaja a la Unidad Aritmético-Lógica (ALU).
4. La UC ordena al almacenamiento proporcionar los datos necesarios para que la ALU funcione e informa a la ALU de la operación que debe realizar.

Almacenamiento de Resultados

• Si el resultado se va a utilizar inmediatamente, se guarda en el Registro de Memoria.
• Si no se utiliza inmediatamente, se guardará en el Almacenamiento (Memoria Principal).

Memoria RAM (Random Access Memory)

La Memoria RAM es una memoria de acceso aleatorio en la que se puede leer y escribir información. Es volátil (pierde los datos al apagar el equipo).

Su misión es preparar las instrucciones y los datos para que la CPU pueda procesarlos, además de almacenar temporalmente el resultado de las operaciones.

Clasificación de la Memoria RAM

Bloques de Memoria (Clasificación Histórica)

1. Memoria Convencional: Comprendida entre 0 y 640 KB.
2. Memoria Superior: Entre 640 KB y 1024 KB (1 MB).
3. Memoria Extendida: Por encima de 1 MB.

Módulos de Memoria (Según Conector)

Según el tipo de conector que lleve el módulo de memoria:

• Módulos SIMM (Single In-line Memory Module):
  • Tienen 30 o 72 contactos.
  • Su capacidad está por debajo de los 64 MB.
  • Tiempo de acceso: 70 nanosegundos (ns).
• Módulos DIMM (Dual In-line Memory Module):
  • Son más alargados y cuentan con 168 contactos.
  • Capacidad típica: 128 MB, 256 MB, etc.
  • Tiempo de acceso: Menor a 10 nanosegundos (ns).

Tipos de Tecnología RAM

La Memoria DRAM (Dynamic RAM) es la más habitual y constituye la mayor parte de la memoria del ordenador. Hay dos tipos principales:

• SDRAM (Synchronous DRAM): Memoria síncrona que toma la velocidad del microprocesador.
• DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM): Es un tipo de SDRAM con velocidades de transferencia superiores.

Memoria CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)

La RAM CMOS es una pequeña cantidad de memoria que guarda información acerca de la configuración del ordenador. Necesita una batería para no perder los datos de configuración.

Memoria Caché

La Memoria Caché es mucho más rápida y más cara que la RAM, por lo que solo dispone de una capacidad limitada (ej. 256 KB o 512 KB). Sirve para almacenar datos que el ordenador va a utilizar con frecuencia, acelerando el acceso del procesador.

Otros Tipos de Memoria: ROM

Memoria ROM (Read-Only Memory)

La Memoria ROM es un tipo de memoria que solo permite la lectura. Dentro de esta memoria se encuentra el software de arranque, conocida como Memoria BIOS (Basic Input/Output System).

La BIOS contiene instrucciones para realizar el chequeo inicial del ordenador. Durante este proceso, la información se compara con la almacenada en la memoria CMOS, detectando cualquier cambio en la configuración del hardware.