¿Cómo almacenan los datos las computadoras? – Memoria y Función

Memoria y función de la computadora

Entonces, ¿qué es la memoria de la computadora y por qué es tan importante?

La memoria de computadora es técnicamente cualquier tipo de almacenamiento electrónico. Sin él y sin acceso a él, una computadora es solo una caja inútil. Desde el inicio hasta el apagado, y todos los procesos intermedios, una computadora depende de varios tipos de memoria para funcionar.

El lugar de la memoria en una computadora

Este diagrama muestra todas las entradas/salidas y piezas de procesamiento de una computadora.

En el núcleo de la computadora se encuentra la unidad central de procesamiento o CPU, la fuente de control que ejecuta todos los programas e instrucciones. Para funcionar, las computadoras utilizan dos tipos de memoria: primaria y secundaria. El almacenamiento principal es la memoria primaria, y los datos y programas se almacenan en la memoria secundaria. Sin embargo, la memoria no se almacena en la CPU, ¡pero la CPU solo sería un lío de cables sin ella!

Memoria

Sin embargo, si tuvieras la memoria de una computadora, ¡tendrías una gran capacidad para olvidar información! Esto se debe a que la mayoría de las computadoras utilizan lo que se denomina memoria de acceso aleatorio (RAM). Esta memoria se usa solo cuando la computadora está completando una tarea. Para ayudarte a entender mejor esto, imagina lo siguiente:

Eres un experto jardinero, salvo por un inconveniente importante. Cada día, cuando sales del jardín, todo lo que completaste ese día, desde plantar hasta desherbar, se borra de tu memoria. Pero cuando te despiertas a la mañana siguiente, te piden que trabajes en el jardín. A esta orden, todos los recuerdos regresan y comienzas a trabajar duro. Cuando termina el día, todo se olvida de nuevo.

El jardín, las herramientas, las semillas, etc., pueden considerarse como la memoria secundaria en esta analogía.

Memoria y almacenamiento

Si bien los términos “memoria” y “RAM” se usan indistintamente, el término más común es memoria de acceso aleatorio o RAM, que son los datos que contienen instrucciones para procesar las operaciones de la computadora: como el desafortunado jardinero, la memoria se usa solo como siempre y cuando el programa que lo necesita se esté ejecutando. Algunas de las razones por las que una computadora solo necesita la memoria para el procesamiento incluyen:

• La computadora debe estar encendida para que se ejecuten la mayoría de los programas; una vez que se apaga, el almacenamiento de memoria se borra.
• Ningún programa individual puede usar toda la memoria. Los programas que se ejecutan simultáneamente necesitan compartir memoria, lo que significa que se divide entre esos programas.
• Es posible que el almacenamiento de la memoria no sea lo suficientemente grande para contener los datos de procesamiento, por lo que se libera cuando termina.

Cómo una computadora usa la memoria

RAM puede ser la referencia más común a la memoria de la computadora; sin embargo, las computadoras usarán todos los tipos en una jerarquía básica.

Una vez que se enciende la computadora, la computadora accede a la memoria de solo lectura (ROM) y realiza una prueba rápida de las piezas de memoria para asegurarse de que no haya errores. A continuación, la computadora inicia la entrada/salida básica (BIOS) desde la ROM. El sistema operativo se inicia después de que el BIOS realiza la rutina de inicio; el sistema operativo se carga en la memoria RAM. Esto le da a la CPU acceso rápido al sistema operativo, mejorando el rendimiento y la funcionalidad. La CPU accede a esto en un ciclo continuo, ¡y sucede millones de veces por segundo!

Sin embargo, la interfaz de firmware extensible unificada (UEFI) es una versión más contemporánea del BIOS. Arranca más rápido, tiene más gráficos e incluye funciones de seguridad adicionales.

Cuando un usuario ejecuta una aplicación, como Microsoft Word, se carga en la RAM; una vez que se está ejecutando, todos los archivos (del almacenamiento interno o externo) también se cargan en la RAM para el uso del programa. Una vez que el archivo se guarda y se cierra, la información se escribe en el almacenamiento y luego se borra de la RAM. Como en nuestro ejemplo del jardín, todo está plantado y las semillas están creciendo, pero el jardinero no recuerda lo que acaba de hacer.

Almacenamiento en caché y memoria virtual

Bien, hemos discutido la memoria primaria y secundaria, o ROM y RAM. Sin embargo, hay dos componentes adicionales que conforman el uso de la memoria en las computadoras: caché de memoria y memoria virtual.

Cache

Las CPU son increíblemente rápidas: procesan mucho más rápido de lo que tardan los datos en obtenerse de la memoria. Por lo tanto, se utiliza el almacenamiento en caché: los datos se ponen a disposición instantáneamente, creando pequeños fragmentos de memoria llamados caché de nivel 1. Por lo general, es una cantidad muy pequeña de memoria.

El caché de nivel 2 se conecta directamente a la CPU (se encuentra en la tarjeta de memoria) y tiene un tamaño grande. Alrededor del 95 % del tiempo, la CPU utiliza esta memoria caché, lo que reduce el tiempo de espera de los datos de la memoria principal.

Memoria virtual

La memoria virtual básicamente le dice a la computadora que piense que tiene más memoria de la que realmente tiene. Ayuda a la computadora a ejecutar programas enormes que no caben en la memoria RAM. Entonces, la computadora puede admitir la multitarea: sin esto, no podríamos usar una hoja de cálculo, Twitter, un editor de documentos y la calculadora simultáneamente. Las computadoras pueden crear memoria virtual e intercambiarla entre programas (de hecho, los archivos de memoria se denominan archivos de intercambio y las piezas de memoria que se intercambian se denominan páginas ). Sin embargo, si la cantidad de memoria virtual es demasiado alta, el disco tiene que trabajar más duro para intercambiar memoria, lo que puede ralentizar drásticamente el rendimiento.

Resumen de la lección

En esta lección, cubrimos la memoria y la función de la computadora, y describimos cómo una computadora usa y accede a la memoria: desde que se enciende hasta que se apaga, una computadora usa memoria caché, memoria virtual y memoria de acceso aleatorio. Sin memoria, una computadora es solo una caja de cables, ya que la memoria es un componente central de todas sus funciones.