Memoria caché

En informática, la caché es la memoria de acceso rápido de una computadora, que guarda temporalmente los datos recientemente procesados (información).

La memoria caché es un búfer especial de memoria que poseen las computadoras, que funciona de manera similar a la memoria principal, pero es de menor tamaño y de acceso más rápido. Es usada por el microprocesador para reducir el tiempo de acceso a datos ubicados en la memoria principal que se utilizan con más frecuencia.

La caché es una memoria que se sitúa entre la unidad central de procesamiento(CPU) y la memoria de acceso aleatorio (RAM) para acelerar el intercambio de datos.

Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en la caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que sea menor el tiempo de acceso medio al dato. Cuando el microprocesador necesita leer o escribir en una ubicación en memoria principal, primero verifica si una copia de los datos está en la caché; si es así, el microprocesador de inmediato lee o escribe en la memoria caché, que es mucho más rápido que de la lectura o la escritura a la memoria principal.

-Memoria caché nivel 1 (L1):

 Se encuentra en el núcleo del microprocesador. Es utilizada para acceder a datos importantes y de uso frecuente, es el nivel en el que el tiempo de respuesta es menor. Su capacidad es de hasta 128 kb. Este nivel se divide en dos:

·         Nivel 1 Data Cache: Se encarga de almacenar datos usados frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos, accede a ellos en muy poco tiempo, por lo que se agilizan los procesos.

·         Nivel 1 Instruction Cache: Se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, inmediatamente las recupera, por lo que se agilizan los procesos.

-Memoria caché nivel 2 (L2):

Se encarga de almacenar datos de uso frecuente. Es más lenta que la caché L1, pero más rápida que la memoria principal (RAM). Se encuentra en el procesador, mas no es su núcleo. Genera una copia del nivel 1. Su capacidad es de hasta 1 Mb.

·         Caché Exclusivo: Los datos solicitados se eliminan de la memoria caché L2.

·         Caché Inclusivo: Los datos solicitados se quedan en la memoria caché L2.

-Memoria caché nivel 3 (L3):

Esta memoria se encuentra en algunos procesadores modernos y genera una copia a la L2. Es más rápida que la memoria principal (RAM), pero más lenta que L2. En esta memoria se agiliza el acceso a datos e instrucciones que no fueron localizadas en L1 o L2.

Es generalmente de un tamaño mayor y ayuda a que el sistema guarde gran cantidad de información agilizando las tareas del procesador.

Medidas de la información

Bit: es una unidad de medida de almacenamiento de información; es la mínima unidad de memoria obtenida del sistema binario y representada por 0 ó 1. Posee capacidad para almacenar sólo dos estados diferentes, encendido (1) ó apagado (0).
Las computadoras, trabajan con el sistema de numeración binario, basado en sólo esos dos valores (0 y 1). El motivo de esto es que las computadoras son un conjunto de circuitos electrónicos y en los circuitos electrónicos existen dos valores posibles: que pase corriente (identificado con el valor 1) o que no pase corriente (identificado con el valor 0). Cada dígito binario recibe el nombre debit (Binary digiT).
Para disponer de los numerosos caracteres que se necesitan en el lenguaje escrito (letras, números, símbolos, etc.) se requiere que los bits se unan para formar agrupaciones más grandes, cuyas combinaciones permitan identificar distintos caracteres. Esta agrupación de bits, se denomina byte.

Byte: También es una unidad de medida de almacenamiento de información. Pero esta unidad de memoria equivalente a 8 bits consecutivos. Al definir el byte como la combinación de 8 bits, se pueden lograr 256 combinaciones (2^8). Estas son más que suficientes para todo el alfabeto, los signos de puntuación, los números y muchos otros caracteres especiales. Cada caracter (letra, número o símbolo) que se introduce en una computadora se convierte en un byte siguiendo las equivalencias de un código, generalmente el código ASCII.

Kilobyte (KBytes): [Abrev. KB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 bytes.

Megabyte (MBytes): [Abrev. MB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Kilobytes. Es la unidad mas típica actualmente, usándose para verificar la capacidad de la memoria RAM, de las memorias de tarjetas gráficas, de los CD-ROM, o el tamaño de los programas, de los archivos grandes, etc. Parece que todavía le queda bastante tiempo de vida aunque para referirse a la capacidad de los discos duros ya ha quedado obsoleta, siendo lo habitual hablar de Gigabytes.

Gigabyte (GBytes): [Abrev. GB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Megabytes.

Terabyte (TByte): [Abrev. TB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Gigabytes. Es una unidad de almacenamiento tan desorbitada que resulta imposible imaginársela, ya que coincide con algo mas de un trillón de bytes.

Petabyte (PByte): [Abrev. PB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Terabytes.

Exabyte (EByte): [Abrev. EB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Petabytes.

Zetabyte (ZByte): [Abrev. ZB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Exabytes.

Secuencia de arranque de un ordenador

Lo primero que realiza un ordenador es una comprobación de que todos los dispositivos del ordenador funcionan correctamente. En el caso de que no se encuentren anomalías en el sistema el proceso continúa con la secuencia de arranque del ordenador. Este proceso es conocido como “booting” y su información se encuentra grabada en una pequeña memoria ROM llamada CMOS (Complementary Metal-Oxide Semicondutor).

Para iniciar el proceso, la BIOS localiza en primer lugar la información de configuración del CMOS, que contiene datos como la fecha y hora actualizada, configuración de puertos, parámetros del disco duro y la secuencia de inicialización.

La secuencia de inicialización es una de las partes más importantes del CMOS y se encarga de indicarle a la BIOS el orden en que debe comenzar a examinar los discos o soportes que guardan la información para encontrar dónde se encuentra el sistema operativo.

En los ordenadores personales actuales la BIOS está programada para que el POST se dirija a buscar el “boot sector” (Sector de arranque al disco duro).

En el primer sector físico del disco duro, que corresponde también al sector de arranque, se encuentra grabado el MBR (Master Boot Record). El MBR se encarga de cargar la memoria RAM de una parte de los ficheros del sistema operativo que se encuentran grabados en la partición activa del disco duro y que permite iniciar el proceso de carga.

Generalmente el disco duro suele tener una partición activa que normalmente coincide con la unidad “C:\”. En ella se suele encontrar localizado el sistema operativo. No obstante esto puede variar en función de lo que el usuario configure.

Los sistemas operativos más comunes son en primer lugar Windows (Microsoft), Linux (código abierto) y Mac-OS (Macintosh Operating System) empleado en ordenadores Apple.