Direccionamiento o selección informática

Todos los bloques de que se compone una computadora pueden comunicarse independientemente con la CPU a través del mismo bus de direcciones. Estos bloques permanecen «dormidos», es decir, inhabilitados, hasta que la CPU le ordena a uno de ellos que «despierte», es decir, lo habilita. Para ello, la CPU los direcciona mediante el bus de direcciones. Cada uno de los bloques que componen una computadora, a excepción de la CPU, tiene una dirección asignada. Esta dirección debe ser diferente para cada una de las unidades. En una ciudad, cada ciudadano tiene un lugar de residencia específico. De este modo, si se le desea enviar alguna notificación, se debe incluir su dirección en el mensaje. Además, esta dirección debe preceder al mensaje y no debe confundirse con él. Por eso, la información va en el interior de un sobre y la dirección en el exterior. Cualquier miembro de la comunidad puede tener en sus manos el sobre, pero tan solo lo abrirá y leerá la información el ciudadano cuya dirección coincida con la del sobre.

Volviendo a la computadora, cuando la CPU desea dialogar con una determinada unidad, coloca en el bus de direcciones (address bus) la dirección correspondiente a la unidad. El bus de direcciones llega siempre a todas las unidades. Por consiguiente, cada vez que la CPU ponga una dirección en el bus, esta será captada y controlada por todas las unidades direccionables por la computadora, pero solo habrá una unidad que, al coincidir su dirección con la que viaja por el bus, sea la que establezca el diálogo con la CPU. Si la CPU pone en su bus de direcciones de 8 bits el valor 2E (hexadecimal) o 00101110 (binario), tan solo se habilitará la unidad cuya dirección es 2E. En este momento, la CPU podrá enviarle datos o pedir información, o sea, habrá un diálogo. A este proceso se lo conoce como direccionamiento o selección. Hablaremos de direccionamiento cuando hagamos referencia a direcciones de memoria, y de selección cuando hagamos referencia a otros tipos de unidades, por ejemplo, controladores o puertos de entrada/salida.

Ejemplo de selección de un puerto de entrada/salida

Supongamos que tenemos una computadora cuyo bus de direcciones es de 8 bits, o sea, 8 vías o hilos por donde viajan las direcciones, y un bus de datos independiente, también de 8 bits.

Tenemos, además, un puerto de salida, o circuito para la conexión de periféricos, cuya dirección hexadecimal es 35 (binario 00110101), el cual controla una impresora.

En un momento dado, dentro del proceso de elaboración de los datos por la computadora, la CPU desea enviar un carácter al controlador de la impresora para que posteriormente sea escrito en la unidad de impresión. Previamente, la CPU seleccionará el controlador cuya dirección es 35. Pone sobre el bus de direcciones el valor 35 hexadecimal; este valor selecciona al controlador.

Seguidamente, dejando un cierto intervalo de tiempo, pone en el bus de datos el valor del carácter que desea enviar: sea el carácter A, cuyo valor hexadecimal es 41 (binario 01000001). Este es captado por el controlador, que a su vez enviará el carácter leído en el bus a la impresora.

Unidades de memoria

En el proceso de elaboración de una pieza en un taller tenemos, en primer lugar, la entrada de la materia prima. Esta, después de ser controlada y verificada, pasa a un almacén, debidamente codificada, a la espera de su posterior elaboración o transformación en producto acabado. Del mismo modo, cuando nosotros introducimos una determinada información en la computadora, esta va a ocupar un lugar o una celda de memoria. Cada una de estas celdas tiene una dirección. Así, cada vez que la unidad de control desea memorizar o guardar una información, le asignará una dirección que corresponderá a una celda y luego guardará la información deseada en ella. La memoria es un elemento capaz de almacenar información. Las memorias reales de la computadora están divididas en celdas. Cada celda tiene una dirección específica. Las memorias normalmente están organizadas como una cuadrícula o matriz, en la que hay filas y columnas. La cantidad de información que puede almacenar una memoria depende del número de bits que posea.

Cada celda puede ser direccionada por la CPU y está compuesta de otras ocho celdas elementales, cada una de las cuales puede tomar el valor de 0 o 1. De esta forma, en cada celda direccionable podemos guardar 1 byte de información. Recordemos que 1 byte es igual a 8 bits.

En el estudio de las memorias como unidades que almacenan información es necesario tener en cuenta las siguientes características:

• Tiempo de acceso. Media de los tiempos de lectura y de escritura. Deberá distinguirse entre tiempo de acceso medio y tiempo de acceso máximo.
• Tiempo de lectura. Tiempo que transcurre entre el momento en que la selección de la dirección aplicada está en el bus y el instante en que los datos o la información están disponibles a la salida.
• Tiempo de escritura. Tiempo que transcurre desde que se sitúa la información que se almacenará en la entrada de la memoria hasta el instante en que la información queda realmente memorizada.
• Capacidad. Número de bits que puede memorizar la computadora.
• Densidad de información. Cantidad de información por unidad de volumen.
• Volatilidad. Tiempo de pérdida de la información almacenada si se produce un corte en la alimentación.
• Potencia disipada. Potencia que consume la memoria, expresada en milivatios.
• Coste. Precio por cada bit de información almacenada.

Tipos de memoria central

Memorias de núcleos de ferrita

Se componen de pequeños anillos o núcleos de óxido de hierro magnetizable (ferrita), que pueden tomar alternativamente dos estados distintos de imantación.

Las propiedades del núcleo son:

• Se imanta al aplicar un campo magnético.
• Permanece imantado incluso después de cesar el campo magnético.
• Puede magnetizarse en cualquiera de los dos sentidos, dependiendo de la dirección del campo magnético.

Estas propiedades permiten definir al núcleo de ferrita como un dispositivo biestable, capaz de mantener un estado 1 (imantación en un sentido) o 0 (imantación en el sentido contrario), en función de la dirección del campo magnético. La importancia de este tipo de memoria radica en el importante papel que desempeñó durante los primeros tiempos de la computación.