Jerarquia de memoria

JERARQUIA DE MEMORIA
INRODUCCIÒN
La memoria principal (main memory) es la parte del ordenador donde residen los programas y los datos que éstos utilizan en el momento de su ejecución. Cuando se desea ejecutar un programa, como normalmente está almacenado en un dispositivo de almacenamiento secundario, lo primero que se hace es copiarlo en la memoria. Este proceso lo realiza el sistemaoperativo teniendo también que gestionar las posiciones de memoria donde se va a cargar el programa, una vez la copia ha finalizado, el procesador inicia la ejecución de las instrucciones leyéndolas de memoria a partir de la posición donde el S.O. ha cargado del programa.
El tamaño máximo que puede tener la memoria física de un ordenador viene determinado por el número de líneas de direcciones queposee el procesador. Se define al espacio de direccionamiento del procesador como la cantidad de posiciones de memoria a las que se puede acceder.
Dependiendo de la anchura de octetos que pueden ser transferidos de forma simultánea en un ciclo de bus. Cuanto antes lleguen las instrucciones y los datos desde la memoria al procesador mayor será la velocidad de ejecución de los programas. Para medirla velocidad del sistema de memoria se consideran los siguientes parámetros:
* Tiempo de acceso: tiempo mínimo que trascurre desde que las direcciones se depositan en el bus y se recogen los datos, en el caso de una lectura.
* Tiempo de ciclo: tiempo mínimo que tiene que trascurrir entre dos operaciones de memoria consecutiva.
Es importante hacer un buen diseño del sistema de memoriapara minimizar estos tiempos y por tanto aumentar el rendimiento del ordenador al máximo.
Para implementar el sistema de memoria se utiliza memorias RAM, caracterizadas principalmente porque su tiempo de acceso es independiente tanto de la posición a la que se quiere acceder como de las secuencias de los accesos anteriores. Frente a estos dispositivos se encuentran las memorias de accesosecuencial.
Otro aspecto que influye notablemente en el diseño del sistema de memoria ha sido el aumento del espacio de direccionamiento de los procesadores convencionales. A medida de las necesidades de utilización de los sistemas informáticos han ido creciendo, los programadores han realizado aplicaciones más complejas con unos requerimientos de memoria mayores. Para aumentar el tamaño de la memoria seva a utilizar la memoria de almacenamiento secundario para guardar parte de los programas.
A medida que empezaron a hacerse populares los lenguajes que permitían la implementación de programas más complejos y conforme el programador estaba cada vez menos familiarizado con en el sistema informático, la eficiencia de los programas basados en overlays fue decreciendo. Empezó a surgir el problema dela asignación de memoria.
A continuación se invento la memoria virtual, que es una técnica que permite a la CPU generar direcciones virtuales que son trasladadas en direcciones físicas que se utilizan para acceder a la jerarquía de memoria.
PRINCIPIO DE LOCALIDAD
Existen dos tipos diferentes de localidad:
* Temporal: si hace referencia a un objeto, existe una cierta tendencia a volver areferenciarlo en un corto espacio de tiempo (bucles en un programa o llamadas a subrutinas).
* Espacial: si se hace referencia a un objeto, también tendrán a ser referenciados los demás objetos que están ubicados en direcciones próximas a este (acceso a vectores de datos o a la memoria de instrucciones).
Para aprovechar la localidad, se va a implementar la memoria como una memoria jerárquicade manera que existirán diferentes niveles de memoria con distintos tamaños y velocidades.la memoria más rápida constituirá el nivel superior y se colocara próxima al procesador. El nivel inferior constituido por la memoria más lenta, que tiene un precio mucho menor, se colocara detrás del nivel superior, los programas se dividirán en bloques de tamaño fijo que se cargaran en la memoria más...