Memoria

Unidades de memoria

Bit

El bit es la unidad mínima de memoria. Sólo puede contener un cero o un uno. En un bit sólo se pueden almacenar cosas como blanco/negro (en una imagen) o verdadero/falso; es decir un dato que sólo pueda  tener dos valores. 

1 bit

Sí queremos representar datos que puedan tener más de dos valores, no lo podemos hacer cun un bit individual, sino que tenemos que agruparlos. Por ejemplo con 2 bits podríamos representar 4 (22) cosas diferentes. Por ejemplo los números del 0 al 3:

.2bits  

o los colores blanco, negro y dos grises

2 bits

A la asignación entre el valor de una combinación de bits y un significado se llama código.

Si asociamos 3 bites podemor representar 8 (23) cosas diferentes. Podríamos representar los números del 0 al 7:

3 bits

u ocho colores diferentes:

3 bits

Todo depende del código que usemos.

Así, cuantas más cosas diferentes queremos representar,  más bits tenemos que asociar.

Byte

El Byte es una agrupación de 8 bits. Un byte puede rellenarse con ceros y unos de 256 (28) maneras diferentes. En un byte se puede almacenar una letra, un número, un signo de puntuación...

Multiplicadores habitualmente usados en informática

Kilobyte

Son 210= 1024 bytes. Aunque en unidades de memoria el prefijo Kilo se refiere a 1024, en la práctica  pensamos en él como 1000 para que el significado de Kilo sea el que se usa con otras unidades. En un KB podríamos almacenar 1000 letras, nos cabría un pequeño escrito de una cara de un fólio.

Megabyte

Son 220=1048576 Bytes. En la práctica pensamos en él como un millón (106) de  bytes. En un MB podríamos almacenar un millón de letras, así que cabría un libro entero.

Gigabyte

Son 230=1073741824Bytes. En la práctica pensamos en él como 1000 millones (109) de  bytes. En un GB podríamos almacenar el contenido de una furgoneta llena de libros.

Terabyte

Son 240=1152921504606846976. Pensamos en él como un millón de millones (1012) de bytes. Podríamos almacenar el contenido de todos los libros de una bibioteca grande.

Almacenamiento físico.

Los bits que contienen la información del ordenador pueden estar almacenados en un CD, en un pendrive, un disco duro, etc. En todos los casos lo que hay son elementos físicos capaces de estar en dos estados distintos. Por ejemplo, en un CD lo que tenemos es que la superficie del disco se divide en puntos que pueden estar quemados con un laser (representa un bit con un 1) o sin quemar (representa un bit con un 0). En el caso de un disco duro, lo que tenemos es un material magnetico también dividido en puntos que pueden estar magnetizados (representa un bit con un 1) o sin magnetizar (representa un bit con un 0).

disco
A representa una pista,
B un sector,
C un registro 
D un cluster.
Un registro es un lugar (una porción de disco que contiene un conjunto de bits consecutivos) donde se van a almacenar datos. El tamaño del registro depende de la arquitectura del ordenador y en los actuales puede ser de 32 o de 64 bits.

El disco se divide en pistas (segmentos concéntricos, como si fueran donuts de disco) y sectores (el espacio de un ángulo, como si fueran porciones de tarta). Cada registro está en la intersección de una pista con un sector( como si fuera una porción de donut). En un registro se almacena un dato.

Los registros se organizan en cluster, que son un conjunto de registros consecutivos. El cluster es la mínima porción de memoria que se ocupa para almacenar datos. Si en el cluster caben 1000 bits y  guardamos un archivo que solo ocupa 100, consumimos un cluster entero del que sólo hemos usado un 10% y el resto no nos sirve para otro archivo. Los cluster son como si fueran las páginas de un libro el el que cada capítulo comienza siempre en una página nueva. Si un cápitulo termina con una sóla palabra en una página, el resto queda vacía, hasta la siguiente en la que empezará el próximo capítulo.

Para que el ordenador acceda a un dato debe conocer cuál es su posición (en que pista y sector comienza), entonces el cabezal lector se situa en esa posición y comienza a leer los datos a medida que el disco gira. Esto significa que los datos están físicamente organizados uno detrás de otro..


Organización lógica de la memoria

Como hemos visto, los datos están ordenados físicamente uno detras de otro, ocasionalmente con zonas en medio que no contienen nada. Encontrar lo que uno busca de esa manera es algo dificilísimo. Por eso los datos tienen una estructura lógica de almacenamiento diferente.

Los archivos son colecciones de datos que el software del ordenador usa para hacer sus diferentes trabajos. Además del contenido propiamente dicho, los archivos tienen más información que da datos al ordenador sobre el archivo, como por ejemplo su nombre, su tamaño y lo que se llama extensión que le indica al ordenador qué programa debe gestionar esos datos.

Una de las funciones más importantes del sistema operativo (software básico que controla directamente los distintos componentes físicos del  ordenador) es la gestión de archivos. Por ejemplo distintos sistemas operativos permiten distintas longitudes de nombres de archivos. No es igual de fácil encontrar y organizar la información usando nombres  de archivos de 8 caracteres (como ocurría con DOS, un  sistema operativo antiguo) que poder usar hasta 255 caracteres (como pasa con windows XP). Prueba a crear un documento con un procesador de texto, por ejemplo. No escribas nada y guárdalo. Aunque aparentemente no contenga nada, sí contiene. Pincha sobre el archivo con el botón derecho y pinche en propiedades, verás su tamaño. Tú no has metido ningún dato (sólo el nombre del archivo), pero el ordenador sí ha introducido datos.

La extensión del archivo es una colección de unos pocos caracteres (normalmente tres) que siguen al nombre y se separa de este por un punto. La extensión indica al ordenador qué hacer con ese archivo, si por ejemplo son datos que necesita un programa o si lo que contiene son instrucciones que él mismo debe ejecutar y que por tanto van a ir a la unidad de control.  Algunos sistemas operativos permiten que el usuario no vea la extensión de un archivo, pero esa es una práctica muy mala, que no se debe re alizar por seguridad informática.  Por ejemplo, los archivos terminados en .exe son archivos ejecutables, que contienen instrucciones para que la unidad de control trabaje. Muchos virus tienen esa característica y, como norma general no debemos abrir nunca un archivo .exe que nos manden por correo electrónico.

arbolLos sistemas operativos modernos permiten organizar los archivos en carpetas. Se trata de una organización  virtual, no real.  Para poder usar un archivo debemos saber dónde está localizado, lo que en informática se denomina su dirección.  En las carpetas, en realidad no se almacenan los archivos, sino las direcciones de los mismos. Por eso cuando cambias un archivo de una carpeta a otra, el proceso es muy rápido, aunque el archivo sea muy grande. Porque en realidad lo que estamos aciendo es almacenar su dirección en una carpeta diferente. o ocurre lo mismo cuando intentamos mover archivos entre unidades diferentes de almacenamiento, porque en ese caso sí que hay que cambiar los datos de sitio.

Las carpetas son archivos que contienen datos. Los datos que contienen son direcciones de otros archivos que a su vez pueden ser direcciones de carpetas. Esto permite una organización lógica jerarquizada  que llamamos árbol. Un usuario competente de informática tiene que saber guardar sus documentos en carpetas y subcarpetas que le permiten encontrarlos fácilmente cuando los usa.

Particiones

Las particiones son divisiones de un disco en partes. Cuando un disco se particiona se crea un registro en el que se guardan datos sobre las particiones. Esos datos indican desde que sector hasta que sector del disco ocupa la partición;  si se trata de una partición primaria (que puede contener un sistema operativo desdel el que el ordenador puede arrancar) y algunos datos más. En el tamaño del registro de particiones sólo caben datos para indicar las características de 4 particiones. Por tanto un disco sólo puede particionarse en 4 partes de este tipo. Estas partes se llaman primarias si pueden contener un sistema operativo o extendidas (secunsarias) si no lo pueden contener. Sólo puede haber una partición extendida por disco.

Las particiones extendidas se pueden particionar a su vez en otras particiones llamadas particiones lógicas. Una partición extendida se puede partir en 23 particiones lógicas.  Las particiones lógicas sirven para contener datos.

El funcionamiento de las particiones desde el punto de vista del usario es como si fueran discos físicamente distintos, pero no lo son. De manera que si las direcciones de una partición que indican las posiciones de los archivos se pierden, perderemos los datos de esa partición pero no los de las demás. Sin embargo, como no son discos físicamente diferentes, si se estropea el motor que mueve el disco, no podremos acceder a ninguno de los datos de ninguna de las particiones.

Organizar los discos con particiones es una medida de seguridad muy interesante para salvaguardar los datos.

Formateado de un disco

El formateado de un disco lo prepara para contener información. Consiste en implantar un sistema de archivos que asigna sectores a los archivos e indica que tipo de información contendrán los distintos registros de cada cluster, si porejemplo contienen el nombre del archivo, su extensión, su tamaño, su fecha de creación etc. Antes de usar una unidad de disco debe ser formateada. Si no hace falta hacerlo, es porque viene formateada de fábrica.

El formateado de una unidad borra todo su contenido, porque se cambia la asignación de los sectores a los archivos. A veces se utiliza el formateado de discos para eliminar virus, pero también elimina los datos.

Memoria caché

La memoria caché es un tipo de memoria que almacena copias de datos que no son los originales para poder acceder a ellos cuando hacerlo a los originales es lento. Se usa mucho en los navegadores de internet. Cuando se visita una página, parte de la información queda almacenada en el ordendaor, de forma que cuando se vuelve a visitar, no hace falta descargar esa parte que ya tenemos en nuestro ordenador.