Memoria primaria

La memoria primaria es un segmento de la memoria de la computadora al que el procesador puede acceder directamente. En una jerarquía de memoria, la memoria primaria tiene un tiempo de acceso menor que la memoria secundaria y mayor que la memoria caché. Generalmente, la memoria primaria tiene una capacidad de almacenamiento menor que la memoria secundaria y mayor que la memoria caché.

Necesidad de memoria primaria

Para mejorar la eficiencia del sistema, la memoria se organiza de tal manera que se minimiza el tiempo de acceso para el proceso listo. Se sigue el siguiente enfoque para minimizar el tiempo de acceso para el proceso listo.

• Todos los programas, archivos y datos se almacenan en un almacenamiento secundario que es más grande y, por lo tanto, tiene mayor tiempo de acceso.
• No se puede acceder directamente a la memoria secundaria mediante una CPU o un procesador.
• Para ejecutar cualquier proceso, el sistema operativo carga el proceso en la memoria primaria, que es más pequeña y se puede acceder directamente desde la CPU.
• Dado que solo esos procesos se cargan en la memoria primaria que está lista para ejecutarse, la CPU puede acceder a esos procesos de manera eficiente y esto optimiza el rendimiento del sistema.

Esta organización de la memoria en forma escalonada se conoce como Jerarquía de Memoria .

Clasificación de la Memoria Primaria

La memoria primaria se puede clasificar ampliamente en dos partes:

1. Memoria de sólo lectura ( ROM )
2. Memoria de acceso aleatorio ( RAM )

Memoria de sólo lectura

Todos los datos que no necesitan ser alterados se almacenan en la ROM. La ROM incluye aquellos programas que se ejecutan al arrancar el sistema (conocido como un programa de arranque que inicializa el sistema operativo) junto con datos como el algoritmo requerido por el sistema operativo. Cualquier cosa almacenada en la ROM no puede ser alterada o cambiada.

Tipos de ROM:

La ROM se puede clasificar en términos generales en 4 tipos según su comportamiento:

• MROM: Las ROM enmascaradas son ROM cableadas y preprogramadas. Cualquier contenido que una vez escrito no puede ser alterado de ninguna manera.
• PROM: La ROM programable puede ser modificada una vez por el usuario. El usuario compra una PROM en blanco y escribe el contenido deseado, pero una vez escrito, el contenido no se puede modificar.
• EPROM: el contenido de la ROM programable y borrable se puede cambiar borrando el contenido inicial, lo que se puede hacer exponiendo la EPROM a la radiación UV. Esta exposición a la luz ultravioleta disipa la carga de la ROM y el contenido se puede reescribir en ella.
• EEPROM: el contenido de ROM programable y borrable eléctricamente se puede cambiar borrando el contenido inicial que podría borrarse fácilmente eléctricamente. Sin embargo, se puede borrar un byte a la vez en lugar de eliminarlo de una sola vez. Por lo tanto, la reprogramación de EEPROM es un proceso lento.

Memoria de acceso aleatorio

Cualquier proceso en el sistema que deba ejecutarse se carga en la RAM que es procesada por la CPU según las instrucciones del programa. Al igual que si hacemos clic en aplicaciones como el Navegador, en primer lugar, el sistema operativo cargará el código del navegador en la RAM, después de lo cual la CPU se ejecutará y abrirá el Navegador.

Tipos de RAM:

La RAM se puede clasificar ampliamente en SRAM (RAM estática) y DRAM (RAM dinámica) en función de su comportamiento:

• DRAM: la RAM dinámica o DRAM necesita actualizarse periódicamente en unos pocos milisegundos para retener los datos. La DRAM se compone de capacitores y transistores y las fugas de carga eléctrica de los capacitores y la DRAM deben cargarse periódicamente. DRAM se usa ampliamente en PC y servidores domésticos, ya que es más barato que SRAM.
• SRAM: La RAM estática o SRAM conserva los datos siempre que se suministre energía al sistema. SRAM utiliza circuitos secuenciales como un flip-flop para almacenar un bit y, por lo tanto, no necesita actualizarse periódicamente. La SRAM es costosa y, por lo tanto, solo se usa cuando la velocidad es la máxima prioridad.

¿La memoria primaria es volátil por naturaleza?

El contenido de la memoria primaria puede o no desaparecer cuando se pierde la energía dependiendo de si está almacenado en RAM o ROM. 

• El contenido de la ROM es de naturaleza no volátil, se almacena incluso cuando se pierde la energía.
• El contenido de la RAM es de naturaleza volátil, desaparece cuando se pierde la energía.

¿Cuándo surge la memoria caché?

Se puede acceder a los datos en la memoria primaria más rápido que en la memoria secundaria, pero aun así, los tiempos de acceso a la memoria primaria son generalmente de unos pocos microsegundos, mientras que la CPU es capaz de realizar operaciones en nanosegundos. Debido al tiempo que transcurre entre el acceso a los datos y la actuación de los datos, el rendimiento del sistema disminuye debido a que la CPU no se utiliza correctamente y puede permanecer inactiva durante algún tiempo. Para minimizar este intervalo de tiempo, se introduce un nuevo segmento de memoria conocido como memoria caché.