Módulos de Memoria de Lectura y Escritura

O como son generalmente conocidas, memorias RAM.

La principal diferencia de estas memorias con la memoria ROM de nuestro ordenador es que la capacidad de almacenamiento de éstas es limitado. De hecho pierden la información acumulada durante la última sesión cuando el suministro eléctrico se cierra, por lo que su contenido puede ser escrito y leído tantas veces como sea necesario (sic).

La clasficación de este tipo de memorias va pareja a su evolución en el tempo:

• Módulos SIMM:

Un SIMM, o de un solo módulo de memoria en línea, es un tipo de módulo de memoria que contiene la memoria de acceso aleatorio utilizado en los ordenadores de la década de 1980 a finales de 1990. Se diferencia de una doble en línea módulo de memoria, la forma más predominante de módulo de memoria de hoy en día, en que los contactos de un SIMM son redundantes en ambos lados del módulo. SIMM se estandarizaron según la norma JESD-21C JEDEC.

Dos modelos de SIMM de 30 pines. Fuente: webtaller.com

La primera variante de SIMM tiene 30 pines y proporciona 8 bits de datos. Fueron utilizados en AT, 386, 486, sistemas VS Wang Macintosh Plus, Macintosh II, Quadra, Atari STE y.

Éstos son las diferentes variantes de módulos de memoria SIMM:

- SIMM de 30 pines: Tamaños estándar: 256 KB, 1 MB, 4 MB, 16 MB. Los 30-pin SIMM tienen 12 líneas de dirección, que puede proporcionar un total de 24 bits de la dirección. Con una anchura de datos de 8 bits, esto conduce a una capacidad máxima absoluta de 16 MB para los dos módulos de paridad y sin paridad.

- SIMM de 64 pines:  Se hicieron varias tarjetas CPU de Great Valley Productos para el Commodore Amiga utilizan 64-pin SIMM especial. Para los Apple Macintosh IIfx se fabricaron las 64-pin SIMM de doble puerto, que se utilizaban para permitir la superposición de lectura/ciclos de escritura.

- SIMM de 72 pines: Tamaños estándar: 1 MB, 2 MB, 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB. Con 12 líneas de dirección, que puede proporcionar un total de 24 bits de la dirección, dos filas de chips, y los 32 bits de datos de salida, la capacidad máxima absoluta es de 227 = 128 MB.

Modelo de SIMM de 72 pines. Fuente: webtaller.com

• Módulos DIMM:

En las Dual In Line Memory Module, los módulos se disponen en paralelo en uno o ambos lados de la memoria, pero siempre con contactos eléctricos separados, cada uno independiente del otro.

La ventaja evidente es que la memoria DIMM podía tener hasta el doble de capacidad con la misma tecnología que las memorias SIMM que se venían utilizando hasta entonces. Por si fuera poco, al tener ya los módulos emparejados en un solo chip, permitían trabajar con 64 bits con un sólo módulo, en vez de los 32 normales de las memorias SIMM, lo que le posibilitaba trabajar con ordenadores, periféricos y sistemas operativos más modernos, que requerían 64 bits, y que por tanto hubiesen necesitado un par de memorias SIMM instaladas de forma simultánea (32 bitsx2) para poder trabajar. 

A pesar de tener una estructura común, había muchos tipos de módulos DIMM, clasificados no sólo según su capacidad (desde 32 mb hasta 512 mb por módulo), sino también según la velocidad de transferencia (las más comunes eran de 66, 100, 133 o 150 megaherzios, siendo esa velocidad limitante del rendimiento global del equipo) o del tiempo de acceso a los datos (entre 12 y 8 nanosegundos).

Los principales modelos de módulos DIMM son:

• SDRAM: Synchronous Dynamic Random-Access Memory,con las que el cambio de estado de memoria viene marcado por una señal de reloj y, de modo que está sincronizada con el bus de sistema del ordenador. El reloj también permite controlar una máquina de estados finitos interna que controla la función de pipeline --o segmentación- de las instrucciones de entrada. Esto permite que el chip tenga un patrón de operación más complejo que la DRAM asíncrona, que no tiene una interfaz de sincronización. El método de segmentación significa que el chip puede aceptar una nueva instrucción antes de que haya terminado de procesar la anterior. En una escritura de datos, el comando escribir puede ser seguido inmediatamente por otra instrucción, sin esperar a que los datos se escriban en la matriz de memoria. En una lectura, los datos solicitados aparecen después de un número fijo de pulsos de reloj tras la instrucción de lectura, durante los cuales se pueden enviar otras instrucciones adicionales (latencia).

Módulo DIMM SDRAM. Fuente: atcostpc.com

• DDR SDRAM: Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory, se trata del modelo más utilizado en la actualidad (sic); estos módulos se diferencian de sus hermanos DIMM SDRAM, principalmente, en su mayor número de pines: 184 en las DIMM DDR SDRAM frente a los 168 de las DIMM SDRAM, además de una única muesca en la placa para encajarse en la ranura. El funcionamiento de estos módulos es el siguiente: se envían los datos del proceso que se está realizando dos veces por señal de reloj, una vez en cada extremo de dicha señal, o a la ida y a la vuelta de la señal (ascendente y descendente).

Módulo DIMM DDR SDRAM. Fuente: sysadm.pp

• Módulos RIMM: 

Rambus In Line Memory Module, o módulo de memoria con bus integrado. Este tipo de módulos conforman el estándar DIMM, pero no es compatible pin a pin. Su arquitectura está basada en el requerimiento eléctrico del canal Direct Rambus, un bus de alta velocidad operando a una frecuencia de reloj de 400 MHz, el cual permite una transferencia de datos de 800 MHz. Un canal de dos bytes de ancho se usa para dar un pico de transferencia de datos de 1,6 Gb por segundo. El bus usa las líneas de transmisión características para mantener la alta integridad de la señal. Se pueden usar hasta tres módulos RIMM en una placa base de un PC de escritorio. El canal Rambus se extiende desde el controlador a través de cada módulo RIMM usado de una forma continua hasta que se alcanza la terminación del canal. Los módulos de continuidad de bajo costo se usan para mantener la integración del canal en sistemas que tengan menos de tres módulos RIMM.

Éstas son las variantes de módulos RIMM que existen actualmente:

• DDR2: Double Data Rate tipe 2, éstos son capaces de trabajar con 4 bits por ciclo, es decir 2 de ida y 2 de vuelta en un mismo ciclo mejorando sustancialmente el ancho de banda potencial bajo la misma frecuencia de una DDR SDRAM tradicional. Este sistema funciona debido a que dentro de las memorias hay un pequeño buffer que es el que guarda la información para luego transmitirla fuera del modulo de memoria, y almacenando 4 bits para luego enviarlos, lo que a su vez redobla la frecuencia nominal sin necesidad de aumentar la frecuencia real de los módulos de memoria. Esto causa que las memorias DDR2 tienen mayores latencias que las conseguidas con las DDR convencionales, perjudicando su rendimiento, debido a que se necesita mayor tiempo de "escucha" por parte del buffer y mayor tiempo de trabajo por parte de los módulos de memoria, para recopilar esos 4 bits antes de poder enviar la información.

Módulo RIMM DDR2. Fuente: Emilio y Sergio (PCPI de informática)

• DDR3: Éstas son una mejora de las memorias DDR2, pues proporcionan significantes mejoras en el rendimiento en niveles de bajo voltaje, lo que lleva consigo una disminución del gasto global de consumo. Los módulos  DDR3 tienen 240 pines, el mismo número que DDR2; sin embargo, son físicamente incompatibles debido a una ubicación diferente de la muesca.

Módulo RIMM DDR3. Fuente: PC Componentes

• DDR4: Éstos tienen un total de 288 pines. La velocidad de datos por pin, va de un mínimo de 1,6 GT/s hasta un objetivo máximo inicial de 3,2 GT/s. Las memorias RIMM DDR4 tendrán un mayor rendimiento y menor consumo que las memorias DDR predecesoras. Tienen un gran ancho de banda en comparación con sus versiones anteriores, voltajes, interfaz física y otras. Sin embargo, su principal ventaja es su tasa más alta de frecuencias de reloj y de transferencias de datos (2133 a 4266 MT/s en comparación con DDR3 de 800M a 2.133MT/s), la tensión es también menor a sus antecesoras (1,2 a 1,05 para DDR4 y 1,5 a 1,2 para DDR3) DDR4 también apunta un cambio en la topología descartando los enfoques de doble y triple canal, cada controlador de memoria está conectado a un módulo único.

Módulo RIMM DDR4. Fuente: PC Componentes

 

Fuentes de este post: E-Centro | Master Magazine | SDRAM |Conozca su Hardware | DUIOPS | Ensamble y configuración de equipo de cómputo | DDR3 | DDR4

Heatpipe

Por lo general, todos tenemos ventiladores dentro de la torre del ordenador que, en un principio, nos garantizan que todo el hardware y en especial el microprocesador se mantengan a una temperatura soportable haciendo que el aire circule desde un punto de entrada a uno de salida. Si no es así, la vida media de tu terminal será muy breve.

Maneras de mantener una temperatura adecuada para nuestro dispositivo, por la cuenta que nos tiene, hay varias. Pero cuando por una vez hacemos caso a la física elemental, en concreto a la convección natural, y ponemos a nuestro servicio la ingeniería, es cuando nacen los heatpipes.

Se trata de uno de los métodos más eficientes para mantener dichas condiciones de temperatura, basándose en el principio físico descrito en el siguiente gif animado:

Fuente: Wikipedia

Como podemos observar, el propio cambio de temperatura hace que circule una masa de aire (o agua) dentro de un circuito cerrado.

Ahora, como decíamos más arriba, este principio físico lo aplicamos a nuestro sistema con el tubo de termofusion básico, o heatpipe, en el que reconoceremos el mismo proceso que acabamos de explicar:

Fuente: Wikipedia

Y aplicado a computación, lo que podemos obtener en su forma más simple es un ventilador acoplado a una rejilla y tuberías por las que circulará agua, que absorberá el calor desprendido por el microprocesador, como podemos ver a continuación:

Precisamente éste modelo de heatpipe podemos encontrarlo por un módico precio de 39.99€ aquí.

Padres de la Computación

Aquí os dejo un vídeo presentación que he hecho acerca de las figuras más importantes de la computación:
Y para saber un poco más:

• El Ordenador, documental de History Channel
• Código Linux, documental de La 2
• Mundo Hacker, documental de Discovery MAx
• Así se convirtió Intel en el rey de los chips cuando Silicon Valley estaba en pañales, de hojaderouter

Software Base de los principales sistemas informáticos

A la hora de interactuar con un ordenador, lo primero que hacemos desde el primer segundo desde que presionamos el botón de encendido es, una vez haya terminado todo el proceso de arranque, es tener acceso como usuarios con el Sistema Operativo.

El sistema operativo  se encarga de crear el vínculo entre los recursos materiales, el usuario y los diferentes programas instalados en el terminal (procesador de texto, videojuegos, reproductores de audio y vídeo, software de desarrollo, de tratamiento de imagen, etcétera). Cuando un programa desea acceder a un recurso material, no necesita enviar información específica a los dispositivos periféricos; simplemente envía la información al sistema operativo, el cual la transmite a los periféricos correspondientes a través de su driver , o controlador. Si no existe ningún driver, cada programa debe reconocer y tener presente la comunicación con cada tipo de periférico (fuente).

Así, esta clase de software necesita ir evolucionando al mismo ritmo que el resto de la tecnología dentro de la que se engloba, sino más rápido. Éstos son los sistemas operativos más modernos los fabricantes más populares a día de hoy:

• Windows: Windows 8.1 en su versión de escritorio y tablet, Windows 2012 R2 para su versión de servidor (Windows Server).

• Apple: Apple iOS 8.1 para sus dispositivos móviles, OS X 10.10 (o Yosemite) para su serie Macintosh.

• Linux: kernel 3.13.6, tanto para servidores como para escritorio.

• Ubuntu: Ubuntu 14.04.1 LTS tanto para servidores como para escritorio.

• Android: Lollipop 5.0.

John von Neumann y su arquitectura

Fuente: history.mcs

John von Neumann (Budapest, 1903 - Washington, 1957) Matemático húngaro, nacionalizado estadounidense. Nacido en el seno de una familia de banqueros judíos, dio muestras desde niño de unas extraordinarias dotes para las matemáticas.

Entre 1944 y 1946 colaboró en la elaboración de un informe para el ejército sobre las posibilidades que ofrecía el desarrollo de las primeras computadoras electrónicas; de su contribución a dicho desarrollo destaca la concepción de una memoria que actuase secuencialmente y no sólo registrara los datos numéricos de un problema sino que además almacenase un programa con las instrucciones para la resolución del mismo. 

De esta manera estableció la estructura que, hasta día de hoy, es la base del hardware de un ordenador digital. Es la siguiente:

Fuente: Hardware - El lado duro del ordenata

Como podemos observar en la imagen, los elementos más importantes de esta estructura son:

• Memoria principal: donde todo aquello que vaya a ser procesado debe estar almacenado aquí, ya que a la hora de ejecutar una instrucción se busca en la memoria principal.

• Unidad Central de Procesos (CPU): es el elemento más importante de todos, pues se encarga de realizar las operaciones aritmetico-lógicas y controlar que cada componente funcione correctamente enviando las señales de control. A su vez se compone de:
•  Unidad aritmético-lógica: donde se realizan operaciones básicas algebraicas y lógicas. Los datos con los que se trabajan aquí están almacenados en la memoria principal, muchos de ellos temporalmente. 
• Unidad de Control: lee una tras otra las instrucciones de máquina almacenadas en la memoria principal.

• Unidad de entrada/salida (E/S): transfiere información del exterior de todo tipo, suelen ser los componentes llamados periféricos. 

Fuentes: John Von Neumann; "Sistemas Informáticos", de I. M. Jiménez Cumbreras, Ed. Garceta.

Similitud entre el Monstruo de Frannkstein y un ordenador.

Buena pregunta. Ehm, dejando a parte la consideración filosófica aquélla que enmarcaba el subtítulo de la obra original (eso de "el moderno Prometeo" y demás), ya que no me lo he leído y tampoco es plan de hacer referencias a malas películas de mitología griega, voy a centrarme en la idea de un nuevo elemento que a su vez se compone de otros elementos. ¿Elementocepcion? Nope.

Vamos a empezar por el comienzo, que nunca es mala idea. Más allá de lenguaje computacional, arquitectura de hardware, historia de la programación, Turing, Wozniak, Torvalds y otras pedanterías, la idea a la que me dirijo es que, en su origen, el ordenador que conocemos no era ni remotamente como lo que hoy tenemos en nuestro salón/cuarto. Y tampoco me refiero al tamaño, por mucho que pueda importar, no nos engañemos.

Como decía, cuando el ordenador comenzó a existir, todo era un complejo de mecanismos que interactuaban entre sí mediante una serie de lenguaje lógico matemático. Pero vamos a su parte más externa: si damos un salto importante y nos plantamos en mitad de la década de los años 80, vemos que poco a poco los fabricantes no desechan la idea de desarrollar piezas completas que sean compatibles entre diferentes terminales. Exceptuando algún fabricante concreto, ehem, vemos como la idea de un ordenador personal que podamos "perfeccionar", mejorar, tiene cada vez más éxito sin necesidad de que todo software e incluso hardware tenga que tener un visto bueno por parte del fabricante. Y hasta hoy.

Es aquí donde encuentro esa similitud con el conocido monstruo de Frankenstein: tenemos nuestra colección de piezas que al conectarlas entre sí conforman un aparato capaz de adecuarse a nuestras necesidades y aficiones, con el cual podemos comunicarnos con el mundo, entretenernos y hasta más de uno, ganarse un sueldo.

Así hemos llegado a lo que hoy llamamos "ordenador": un monstruo de la tecnología salido de la mente humana, creado para hacer que nuestra vida sea perfecta, cuestionando en ocasiones la misma existencia de un dios.

Acertijos

Atención, pregunta: ¿Cuál es el sentido de la Vida, el Universo y Todo lo Demás?
Respuesta: 101010, en binario.

¿No lo pillas?

¿Y así? Respuesta: 52, en octal.

Prueba otra vez, esta vez en hexadecimal: 2A.

¿Nada? Bueno, la próxima vez que lo intentes no olvides llevar una toalla contigo.

¿Cómo generar electricidad de forma casera?

La electricidad es la forma más versátil y usada a la hora de consumir energía, pudiéndose utilizar tanto para servicios avanzados como alimentar un ordenador como para servicios básicos como calentar el agua. Ya que no se vé y es distribuída mediante cables, no se tiene una percepción exacta ni de dónde viene, de cómo se genera ni de las consecuencias medioambientales que puede acarrear una producción de electricidad descontrolada.

En esencia, la electricidad es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica.

El método más común de generar corriente eléctrica alterna se basa en el movimiento, como la obtenemos mediante el uso de turbinas eólicas o las de una presa hidroeléctrica; un ejemplo que podríamos denominar casero, sería el siguiente:

• Partiendo de la base dada por por David Halliday y Robert Resnick en su libro "Fundamentos de la física", «cuando un cable cerrado corta las líneas de campo de un imán, los electrones en el cable experimentan una fuerza electromotriz (emf)». 
• De esta entidad, puedes generar electricidad con imanes usando un poco más que artículos caseros. Gira una pila de imanes justo al lado de una bobina en un circuito para hacer un emf en la bobina que oscila hacia adelante y hacia atrás, creando una corriente alterna (CA).
•  Entre más giros haya en la bobina, la mayor emf que experimentará el circuito. Para aumentar el número de giros, utiliza cable fino.

He aquí un vídeo que siervirá de tutorial para nuestro experimento:

Y aquí las intrucciones para llevarlo a cabo:

1. Dobla dos pliegues estrechos en un trozo de cartón de 15 a 30 centímetros de largo. Los pliegues deben ser un poco más anchos que el imán que has seleccionado.
2. Dobla dos pliegues más cercanos a 10 cm de los dos primeros pliegues, hanciendo que estén tan lejos entre sí como fueron los dos primeros. El cartón debe plegarse haciendo una caja de cuatro lados, tal y como se vé en el vídeo .
3. Perfora un clavo largo todo el camino por el centro de ambos lados de la cartulina.
4. Pega con cinta adhesiva un clavo en el interior de la caja. Si no puedes alcanzar el clavo adentro, recorta algo de cartulina (esto no afectará el resultado). Un tamaño de imán ideal es de un tamaño de 2,5x2,5x0,6 cm. Estarás girando el clavo para voltear el imán, por lo que es preferible un pequeño imán ligero.
5. Envuelve el cable de cobre delgado aislado alrededor de la caja, enredando todo en la misma dirección, con los devanados todos paralelos entre sí. Los bobinados pueden superponerse y estar en ambos lados del clavo. El recuento del bobinado puede contar entre los cientos. Según el libro de "Fundamentos de la física" de Halliday y Resnick, entre más bobinados haya, más fuerte será la fuerza electromotríz que actuará sobre los electrones en los devanados.
6. Raspa el aislamiento de los dos extremos del cable enrollado alrededor del protector de cartón y fija los extremos desnudos a los dos puntos de contacto en una bombilla eléctrica con cinta aislante (los dos puntos de contacto en un foco de luz son la punta de metal y la rosca de metal).
7. Gira el clavo y observa la bombilla de luz. Ahora estás generando corriente alterna. 

 

Fuentes:

Cómo generar electricidad con imanes 

Generación de energía eléctrica

Electricidad

Solarizate

Resistencias, condensadores, diodos y transistores

Los elementos que componen el hardware de un ordenador, en su origen, son circuitos electrónicos. Lo que en esencia forman dichos componentes elecctrónicos --tales como las tarjetas gráficas, de sonido, memoria RAM, placa base, etcétera; son esas diminutas piezas electrónicas, enormes en los albores de la informática, que controlan el flujo e intensidad de la corriente continua eléctrica de la que se alimenta nuestra máquina. Entre todas ellas, he decidido destacar las cuatro siguientes para aclarar cuál es su función en un circuito:

Resistencia

Resistencia: La resistencia eléctrica es una propiedad que tienen los materiales de oponerse al paso de la corriente. Los conductores tienen baja resistencia eléctrica, mientras que en los aisladores este valor es alto. La resistencia eléctrica se mide en Ohm (Ω). El elemento circuital llamado resistencia se utiliza para ofrecer un determinado valor de resistencia dentro de un circuito. Para los fabricantes resulta prácticamente imposible  fabricar resistencias de todos los valores óhmicos, es por ello que han adoptado una serie de valores determinados y estandarizados.  Aquí es donde entra en juego la tolerancia, ya que la máxima tolerancia superior de un valor coincide con la máxima tolerancia inferior del siguiente (fuente1 y fuente2).

Condensadores

Condensador: Los condensadores son dispositivso que almacenan carga eléctrica. El condensador está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios. Los condensadores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy útiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico. Los condensadores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes condensadores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia (fuente3).

Diodos

Diodo: Un diodo es un componente discreto que permite la circulación de corriente entre sus terminales en un determinado sentido, mientras que la bloquea en el sentido contrario. Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico, fabricándose tanto en versiones de silicio (la más utilizada) como de germanio. El diodo se puede puede hacer funcionar de dos maneras diferentes: mediante polarización directa, que es cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del ánodo A al cátodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo), significando que el diodo está abierto; y mediante la polarización inversa, que es cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido de cátodo a ánodo, así la corriente no atraviesa el diodo y se comporta prácticamente como un circuito abierto, pese a que el diodo se encuentra bloqueado (fuente4 y fuente5).

Transistor

Transistor: El Transistor es un componente electrónico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automóviles, ordenadores, etc. Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas. Gracias a ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente "transistores", televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color, etc. Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían.
Un transistor es un componente que tiene, básicamente, dos funciones: deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando, como un interruptor; o también como un elemento amplificador de señales.
Pero el Transistor también puede cumplir funciones de oscilador, conmutador o rectificador. (fuente5).