Memoria Informática: Tipos, Características y más

No podemos imaginarnos un computador sin que no esté relacionado a algún tipo de memoria informática. De tal suerte que en este post te explicaremos todo lo que debes saber sobre un dispositivo tan necesario en el mundo de hoy.

Memoria informática

Qué es una memoria informática

Wikipedia explica en términos informáticos qué es una memoria:

“La memoria es el dispositivo que retiene, memoriza o almacena datos informáticos durante algún periodo de tiempo. La memoria proporciona una de las principales funciones de la computación moderna: el almacenamiento de información y conocimiento. Es uno de los componentes fundamentales de la computadora, que interconectada a la unidad central de procesamiento (CPU, por las siglas en inglés de Central Processing Unit) y los dispositivos de entrada/salida, implementan lo fundamental del modelo de computadora de la arquitectura de Von Neumann.”

Pero en tiempos más actuales, el término «memoria», también alude a una forma de acopio de estado sólido. Esto es lo que se conoce como memoria RAM o de acceso aleatorio. Aunque en otras ocasiones igualmente puede referirse a formas distintas de acopio rápido, pero en este caso de manera temporal.

Pero la expresión es tan vasta que abarca mucho más. Así que también puede aludir a modalidades de acopio masivo. Estas se puede incluir los discos ópticos y magnéticos, como los discos duros, entre otros más lentos que las RAM, aunque de mayor duración.

Estos aspectos actuales son de ayuda, ya que resultan imprescindibles para la arquitectura de ordenadores de manera general.

Aparte, en ellos se refleja una diferenciación técnica de primer orden entre lo que son la «memoria de una computadora» y los «dispositivos de almacenamiento masivo».

Esta es una diferencia que se ha ido evaporando por el empleo consuetudinario de dos expresiones. Una es «almacenamiento principal» -para memorias de acceso aleatorio-. Mientras que la otra es «almacenamiento secundario», empleado en la distinción de dispositivos de acopio masivo.

Jerarquía de almacenamiento

Los componentes imprescindibles de los PCs de índole general, son el CPU, el área de acopio y los Periféricos de entrada y salida.

Mientras que en los Fundamentos de programación destaca la habilidad para acopiar las órdenes que conforman un programa y la información que maniobran esas órdenes. Esto es lo que a los computadores elaborados siguiendo la arquitectura de programas acopiados, les otorga su particular versatilidad.

En este sentido debemos entender, que un computador digital simboliza toda la información empleando el Sistema binario.

De esta manera tanto los textos como los números, pueden ser transmutados en una secuencia de bits o dígitos binarios. Lo mismo que las imágenes, sonidos y por lo general cualquier otra modalidad de información. En este caso cada uno de estas nuevas figuras representa un valor de 1 o 0.

La unidad más popular para medir la memoria informática es el byte, que se compone por 8 bits (ver la diferencia entre la “y” y la “i”). Así que una información en particular puede ser operada por cualquier computador. Pero esto será siempre que el área acopio sea lo bastante grande para albergar el dato proporcionado o el signo binario del mismo.

Para tener una mejor idea, imaginemos un computador con un espacio de acopio de 8 millones de bits -que es lo mismo que un megabyte-, puede ser usado para hacer la edición de una pequeña novela.

Por último hay que tener presente, que se han creado varias modalidades de memoria informática inspiradas en distintos fenómenos naturales. Pero no existe ninguna de uso práctico universal, además que la totalidad de ellas presentan sus desventajas.

En consecuencia, un Sistema informático está conformado por varios modelos de acopio, cada uno con un particular propósito.

Memoria informática

Almacenamiento principal

La memoria principal o primaria, está acoplada de manera directa al CPU del PC. Es indispensable para que la CPU ejecute cualquiera de sus funciones. En tanto que el almacenamiento principal está conformado por la memoria principal del sistema, que a su vez contiene los programas en realización y los datos con que éstos maniobran.

De esta manera se puede trasladar información rápidamente. Por lo general ocurre en menos de cien -como que se le conoce- “ciclos de reloj”, entre una búsqueda del microprocesador y las colocaciones del acopio principal.

En este punto vale señalar que los computadores de estos tiempos recientes, emplean una memoria informática de acción aleatoria. La misma está basada en el dispositivo de estado sólido, que se haya enchufado directo al CPU mediante “buses” de datos, direcciones y control.

No obstante, el acopio exige un requisito indispensable: que todas sus localidades se puedan direccionar de manera directa. Lo que se entiende como que cualquier dato acopiado en memoria informática, tiene que poder ubicarse por intermedio de su dirección. Es así que los reportes del procesador no pueden definirse como almacenamiento principal.

Vale acotar, que las referencias a éstos reportes se realizan por nombre, de manera directa y no siguiendo su dirección.

En este sentido los reportes muestran una idea del estatus del cómputo en ese momento. Así como de la data empleada seguidamente, aunque no pueden acopiar un programa. Esto se debe a que apenas está en capacidad de apuntar al lugar de ejecución en el momento.

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La Caché

Por otra parte, la diferencia abismal de velocidad entre el procesador y la memoria principal, originó la Caché. Se trata de una memoria informática de súper velocidad, de entre 10 y 100 veces superior a la velocidad de la memoria principal. La misma se utiliza para optimizar rendimiento del CPU. Así parte de los satos contenidos en la memoria principal se duplican en la memoria caché.

Contrastada con los registros, la caché es algo más lenta, aunque tiene más capacidad. No obstante, es más veloz, pero con una capacidad bastante más baja que la memoria primaria. Algunos entendidos señalan a la caché como en una escala aparte. Pero hay que entender que al no ser “direccionable” -lo que refiere que puede acopiar únicamente copias de la información utilizable en la memoria primaria-, se suele presentar como parte utilitaria del acopio principal.

Almacenamiento secundario

La memoria informática secundaria necesita que el computador emplee sus entradas y salidas para poder tener acceso a la información. Periférico se usa para acopio de información persistente a largo plazo. No obstante, la mayoría de los programas operativos emplean los dispositivos de acopio secundarios como área de permuta.

Esto es con la finalidad de aumentar simuladamente la cantidad figurada de memoria principal en el computador. Tal empleo del almacenamiento secundario se conoce como memoria virtual. Mientras que la memoria secundaria también se distingue como «almacenamiento masivo». Para tener una mejor idea, un disco duro es una modalidad de almacenamiento secundario.

Por lo general, la memoria almacenamiento masivo dispone de más espacio de acopio que la memoria primaria, aunque es más pausada. En los computadores de última generación, los discos duros pueden emplearse como aparatos de acopio masivo.

Memoria informática

Diferencia abismal

En este caso, el tiempo estimado para “abrir” un byte de información específico, acopiado en un disco duro de componentes magnéticos, es de unos cuantos milisegundos. Mientras que el tiempo para “abrir” la misma información en una RAM, se calcula en nanosegundos, que es lo mismo que la milmillonésima fracción de un segundo. Esto explica lo abismal que resulta la diferencia entre la velocidad de las memorias “sólidas” y la de los aparatos rotantes de acopio óptico o magnético.

En este sentido vale agregar que los discos duros funcionan cerca de un millón de veces más despacio que la memoria informática principal. Mientras que los CD y DVD, también conocidos como aparatos rotantes de acopio óptico, son incluso más lentos. No obstante es posible que su rapidez de acceso aumente con los avances de la tecnología.

De tal suerte que puede decirse, que el empleo de esta modalidad de acopio virtual (un millón de veces más lenta que la memoria informática real), hace más lento el desempeño de cualquier computador. Varios programas operativos ejecutan la memoria virtual con otros nombres, como el de «fichero de caché», por citar uno.

Pero si debemos destacar la ventaja más relevante en el tiempo de la memoria informática virtual, sin duda que esta es el precio. Resulta que esta modalidad de acopio es bastante más económica que la memoria real.

Aunque a decir verdad, tal ventaja ha perdido relevancia desde que se implementó y usó por vez primera hasta hoy día. Sin embargo, muchos programas operativos continúan trabajando con ella, a pesar de generar un funcionamiento ostensiblemente más demorado.

Almacenamiento terciario

Ahora nos referiremos a la memoria terciaria. Se trata de un sistema en el que un brazo robotizado montará o desconectará un aparato de acopio masivo “fuera de línea”, de acuerdo a las exigencias del programa operativo del computador.

Esta modalidad de acopio terciario se emplea en el ámbito del depósito de información industrial y empresarial, además de la informática científica grandes sistemas. Es algo que quienes trabajan con PCs corrientes jamás ven directamente.

Almacenamiento fuera de línea

El almacenamiento fuera de línea, también conocido como “off-line”, es un procedimiento que permite que el medio de acopio sea extraído con facilidad del aparato de almacenamiento. Esta modalidad de memoria informática suele emplearse para traslado y resguardo de data.

En computadores recientes son de uso frecuente para este fin elementos como discos ópticos, disquetes y las memorias flash, donde se incluyen los pendrive. Pero de igual manera hay discos duros de entrada USB de fácil conexión.

Es de recordar los aparatos de acopio o memoria informática “fuera de línea” que se empleaban en el pasado. En este añejo grupo destacan las cintas magnéticas en variados tamaños y formatos, además de las pilas recargables de discos Winchester.

Almacenamiento de red

Sobre este punto hay que decir que el acopio de red se refiere a cualquier modalidad de acopio en memoria informática. Esto incluye la posibilidad de acceso a la información mediante una red informática. Aunque es un asunto controvertido, el acopio de red ayuda a agrupar el “control de la información” en una organización. De esta manera se minimiza la duplicidad de los datos.

Pero ahora veamos lo que incluye el acopio en red:

  • El acopio vinculado a red es una memoria informática que puede ser secundaria o terciaria. La misma se ubica en un computador al que otro computador puede ingresar de varias maneras. Esto es por red de área local, red de área extensa, red privada virtual o –si es el caso de acopio de ficheros en línea- por Internet.
  • Las redes de computadores son computadores carentes de memoria informática secundaria. En su defecto, los documentos y demás datos son acopiados en un dispositivo de la red.

Características de las memorias

Recordemos que la diferencia entre memoria virtual primaria, secundaria, terciaria y fuera de línea, tiene que ver con la jerarquía de memoria o la distancia que la separa de la CPU. No obstante, existen otras maneras de caracterizar a las diferentes modalidades de memoria. Veamos:

Volatilidad de la información

  • La memoria informática volátil necesita energía continua para mantener la información acopiada. Esta modalidad de memoria informática suele emplearse únicamente en memorias preferentes. La RAM es una memoria informática volátil, ya que pierde información cuando le falta energía eléctrica.
  • Por el contrario, la memoria informática no volátil mantendrá la información acopiada inclusive cuando no recibe electricidad constante. Este es el caso de la memoria ROM, que se emplea para acopiar a largo plazo. Así que en consecuencia, se utiliza en memorias virtuales secundarias, terciarias y fuera de línea.
  • Esta modalidad dinámica de acopio es una índole volátil, que igualmente requiere que habitualmente se le chequee los ficheros acopiados, leídos y reescritos sin que se le hayan hecho cambios.

Accesibilidad secuencial o aleatoria a información

Según la facilidad para ingresar a la información contigua o distante, una memoria informática se puede clasificar de la siguiente manera:

  • Acceso aleatorio: esto quiere decir que se puede acceder a cualquier localización de la memoria informática en cualquier momento en un mismo lapso de tiempo, que por lo general es breve.
  • De Acceso secuencial. En este caso la posibilidad de acceder a una unidad de información demorará un lapso de tiempo cambiante. El mismo dependerá de la unidad de información que haya sido leída con anterioridad. Para lo cual el aparato puede requerir la búsqueda o dar vueltas mientras espera que la posición correcta se presente. Esto lo hace debajo del cabezal de lectura-escritura en un medio que gira constantemente.

Habilidad para cambiar la información

  • Este es el caso de la memoria informática de lectura y/o escritura, también llamada “cambiable”. La misma permite que la información sea reescrita en cuando se considere necesario. Una computadora sin un componente como este como memoria principal, resultaría inservible para muchas actividades. Incluso los computadores más actuales también emplean regularmente estos componentes a modo de memoria secundaria.
  • La memoria informática de sólo lectura (ROM) reserva la información acopiada en el momento de su fabricación. Mientras que la memoria informática de escritura única y lectura múltiple (WORM), como su nombre lo revela, permite que la información se apunte una única vez en algún momento después la fabricación. Pero también encontramos las memorias inmutables. Estas se emplean tanto en la memorias informáticas terciarias como en las fuera de línea. Tal es el caso de los CD-ROM.
  • Las memorias informáticas de escritura lenta y lectura rápida, son memorias de lectura y/o escritura. Estas modalidades de acopio facilitan que la información se reescriba en diversas oportunidades. Aunque esto se hace mucho más despacio que en el caso de la de lectura. Aquí podemos citar los CD-RW.

Direccionamiento de la información

  • En la memoria informática de ubicación direccionable, cada componente de información que permite acceso de manera individual en la memoria, es ubicado con su dirección numérica. En los ordenadores más actuales, la memoria de ubicación direccionable por lo general se limita a memorias primarias. Estas son leídas en la parte interna por programas informáticos. Esto es porque la ubicación direccionable es muy eficiente. No obstante resulta difícil de emplear para las personas.
  • En el caso de las memorias informáticas de sistema de ficheros, la información se secciona en ficheros informáticos de longitud variable. Luego uno concreto de estos se ubica en directorios y nombres de ficheros legible por las personas. El aparato subyacente sigue siendo de ubicación direccionable. Aunque el programa operativo del computador suministra la abstracción del sistema de ficheros para que la maniobra sea más fácil de comprender. En los ordenadores más actuales, esta variedad de acopio de orden secundario, terciario y offline, emplea la modalidad de ficheros.
  • En la memoria informática de contenido direccionable, cada componente de información que puede ser leído de manera individual, se marca con un símbolo hash o un marcador corto. Pero esta marca no debe tener relación con la dirección de memoria en la que se acopia la información. Una memoria de esta modalidad, puede elaborarse mediante software o hardware. Aunque vale saber que la opción de hardware es más expedita y cara.

Capacidad de memoria

Las memorias informáticas de elevada capacidad son la resultante de la vertiginosa evolución tecnológica de los elementos semiconductores.

Recordemos que los duelos iniciales de ajedrez se realizaban en aparatos que empleaban memorias magnéticas. Pero a comienzos de los 70’s llegan las memorias compuestas por semiconductores, como las usadas en la serie de computadores IBM 370.

Pero la velocidad de los ordenadores se elevó, multiplicándose por cerca de 100 mil veces, mientras que la capacidad de memoria informática también creció en igual proporción.

El hecho es de particular importancia para los programas que emplean tablas de transposición. Resulta que a medida que se incrementa la velocidad del ordenador, se requieren memorias con una capacidad acorde. Sólo de esta manera se puede mantener la cantidad adicional de posiciones que el programa busca.

La tendencia es a que la capacidad de procesadores continúe aumentando en lo sucesivo. En este sentido no es exageración advertir que la capacidad de memoria informática seguirá expandiéndose de manera sorprendente. De tal manera que las modalidades de acopio más espaciosas podrán ser empleadas por programas con tablas de Hash de mayor extensión. Pero manteniendo la información permanentemente.

Capacidades según el equipo

  • Minicomputadoras. Se diferencian por su configuración elemental regular. Esta puede estar conformada por un monitor, disco, dispositivos de disquete e impresora, entre otros. El nivel de espacio de acopio oscila entre 16 y 256 KiB.
  • Macrocomputadoras. Aquí se ubican las que dentro de su configuración fundamental presentan dispositivos proveedores de capacidad ingente de información, como monitores. En este caso el nivel de espacio de acopio oscila entre los 256 y 512 KiB. Aunque de igual manera puede tener varios megabytes o hasta gigabytes, dependiendo de los requerimientos de la empresa.
  • Microcomputadores y PCs. Con los progresos de la microelectrónica en los los ‘70s del pasado siglo, ya era factible unir todos los componente del procesador central del PC. Esto se hacía en un único circuito integrado conocido como microprocesador. Fue la fase germinal de las PCs conocidas como microcomputadoras. El evento que tuvo lugar en los EE. UU a raíz de la comercialización de los nacientes microprocesadores.

Pero en la década de los ‘80 inició la verdadera masificación de los PC de IBM, un aparato apoyado en el microprocesador INTEL 8008. Disponía de rasgos llamativos que ampliaban su radio de operaciones. Sobre todo debido a que su novedoso programa operativo estandarizado, llamado MS-DOS, Microsoft Disk Operating Sistem. Además de una mejor nitidez visual, le conferían mayor atractivo, al tiempo que la hacían fácil de emplear.

De esta manera vale decir que el PC ha pasado por varias evoluciones o generaciones. Estas son:

  1. XT (Tecnología Extendida)
  2. AT (Tecnología Avanzada)
  3. PS/2 (Personal System/2)

 

Tipos, tecnologías y medios

En este apartado veremos una gran variedad de tecnologías, aparatos y medios vinculados a la memoria informática. Veamos:

Memoria de semiconductor

La memoria informática de semiconductor emplea circuitos integrados fundados en semiconductores para el acopio de datos. Un chip de acopio de semiconductor puede albergar millones de diminutos transistores o condensadores.

Hay memorias de semiconductor de ambas modalidades, es decir: volátiles y no volátiles. En el caso los computadores más actuales, la memoria primaria es casi únicamente una memoria de semiconductor volátil y dinámica. Esta es la popular memoria dinámica de acceso aleatorio o RAM.

Pero el nuevo siglo trajo un crecimiento constante en el empleo de una novedosa modalidad de memoria de semiconductor no volátil, conocida como memoria flash. El auge de la misma se ha presentado sobre todo en el ámbito de las memorias fuera de línea en computadores de uso hogareño.

Pero hay que destacar que las memorias de semiconductor no volátiles, se están empleando de igual manera como memorias secundarias en diferentes aparatos de alta tecnología. Así como en computadores, bien sean especializados o no.

Memoria magnética

La memoria informática magnética emplea diferentes esquemas de magnetización, sobre un área cubierta con un manto magnetizado para acopiar información.

Estas modalidades de acopio son de índole no volátil. Se llega a los datos empleando uno o más cabezales de lectura y/o escritura. Como estos cabezales sólo cubren una parte de la zona en cuestión, el acopio magnético procede a modo de secuencia, Así que debe buscar o dar vueltas en redondo, o ambas cosas.

Pero veamos cómo es la superficie magnética en algunos de los computadores más recientes:

  1. Disquete: empleado para memoria fuera de línea.
  2. Disco duro: empleado para memoria secundario.
  3. Cinta magnética: empleada para memoria terciaria y fuera de línea.

En los computadores iniciales, el acopio magnético se empleaba también a modo de memoria principal, por medio de las siguientes maneras de memorias:

  • Tambor
  • Núcleo
  • Hilera de núcleo
  • Película delgada
  • Twistor o memoria de burbuja

Aparte, contrario a hoy, las cintas magnéticas se podían emplear como memoria secundaria.

Memoria de disco óptico

Las memorias informáticas en disco óptico, efectúan su función de acopio por intermedio de diminutos orificios marcados con láser en la superficie de un disco redondo. Luego el registro puede ser leído por el aparato, al ser iluminada esa zona con la luz de un láser y observada la reflexión que se genera.

Esta modalidad de memoria informática son de índole “no volátil” y su acceso se efectúa en secuencia.

Veamos las versiones más comunes:

  • CD, CD-ROM, DVD. Son memorias de sólo lectura, empleadas para distribución masiva de información digital. Especiales para música, vídeo y programas informáticos.
  • CD-R, DVD-R, DVD+R. Estas son memorias de escritura única, empleadas como memoria terciaria y fuera de línea.
  • CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM. En este caso nos referimos a memorias de escritura lenta y lectura rápida. Son empleadas a modo de memoria terciaria y fuera de línea.
  • Blu-ray. Este es un formato de disco óptico ideado para almacenar vídeo de alta calidad y datos. Para su impulso se elaboró la BDA, en la que se encuentran el Sony o Phillips, por citar sólo dos nombres.
  • HD DVD.

Memoria de disco magneto/óptico

Los discos magneto/ópticos son discos de memoria informática de índole óptica, en los cuales se produce la acción de acopio en la zona magnética de un plano ferromagnético. Como su nombre revela, lo acopiado se percibe ópticamente y se escribe mezclando procedimientos magnéticos y ópticos. Estas modalidades de acopio son de índole “no volátil”. Pero además son de ingreso en secuencia, de redacción pausada y de leer veloz. Se emplean como memoria informática terciaria y offline.

Otros métodos iniciales

Las tarjetas agujereadas fueron empleadas de manera inicial por Basile Bouchon y estaban orientadas a controlar los telares de la empresa textil francesa. En 1801 el ingenio de Bouchon es mejorado por Joseph Marie Jacquard. Éste inventor elaboró un aparato automático, conocido como Telar de Jacquard.

Casi noventa años después, Herman Hollerith ideó y elaboró la tecnología de procesamiento de datos de tarjetas agujereadas para el Censo de EE. UU de 1890. Luego fundaría la Tabulating Machine Company, que resultaría una de las predecesoras de IBM.

Pero sería la propia IBM la compañía que desarrollaría dicha tecnología como un poderoso instrumento para el procesamiento de datos fabriles. De tal suerte que montó una vasta línea de aparatos de exploración. Los mismos empleaban papel agujereado para el acopio de datos, siendo además éstos procesados automáticamente.

Ya para 1950, las tarjetas IBM y sus aparatos de registro se habían convertido en imprescindibles tanto en la manufactura como en la burocracia estadounidense. Pero en la década de los 60’s, las tarjetas agujereadas fueron sustituidas paulatinamente por las cintas magnéticas. No obstante el uso de este sucesor no fue muy popular sino hasta la mitad de los 70’s, apoyada en la llegada de los discos magnéticos.

En esta nueva modalidad de acopio, la información también era grabada en las tarjetas haciéndole perforaciones. Mientras que su lectura se llevaba a cabo mediante sensores eléctricos, que luego serían ópticos, donde una ubicación individual podía estar perforada o no.

Vida efímera

Pero la novedad era que para acopiar la información, los tubos Williams empleaban un tubo de rayos catódicos. Mientras que los “Selectrón” empleaban un colosal tubo de vacío. No obstante, ambos aparatos de memoria informática primaria fueron muy efímeros. Esto es como consecuencia de que el tubo de Williams no era confiable. Aparte el tubo de Selectrón era en extremo caro.

También hay que decir, que la memoria informática de línea de retardo para guardar información, empleaba ondas sónicas en un líquido como el mercurio. Tal ingenio era una memoria dinámica de índole volátil y con ciclo en secuencia de lectura/escritura. Era empleada como memoria informática primaria.

Otros métodos propuestos

Pero no podemos despedirnos sin hacer referencia a otras modalidades de acopio propuestas y en estudio, que muy pronto pueden llegar a formar parte de la Historia de la informática. Una de estas es la memoria de cambio de fase. Esta, como su nombre revela, emplearía las fases de un ingrediente de cambio de fase para acopiar información. Información que será leída mediante la observación de la resistencia eléctrica variable del ingrediente.

Tal ingenio sería una memoria informática de lectura/escritura de índole “no volátil”. Pero que además sería de entrada aleatoria y que podría ser empleada como memoria principal, secundaria y offline. Otra propuesta es la memoria holográfica. La misma acopiaría de manera óptica la información en fotopolímeros o cristales. En esta propuesta destaca que pueden usar todo el volumen del medio de acopio, contrario a las memorias de discos ópticos. Recordemos que éstas están limitadas a un mínimo grupo de superficies en mantos.

Memoria informática

Este ingenio podría ser “no volátil”, además de tener acceso en secuencia. También funcionaría tanto de escritura única como de lectura/escritura. Pudiendo ser empleada como memoria secundaria o como una offline.

Otra propuesta es la memoria molecular. Ésta acopia la información en una suerte de plásticos, capaces de guardar puntas de carga eléctrica. Es un ingenio particularmente atrayente como memoria primaria.

Por último destaca la propuesta emplear el spin de un electrón como memoria. ¿Podría haber algo más novedoso y alucinante? Resulta que se ha demostrado que es posible desplegar un circuito electrónico que lea el spin y lo transforme en una señal eléctrica.

Amanecerá y veremos, pero con esto de la memoria informática se puede esperar de todo.

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