MEMORIA ROM
La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de Read Only Memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite solo la lectura de la información y no su escritura,1 independientemente de la presencia o no de una fuente de energía.
Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de manera rápida o fácil. Se utiliza principalmente para contener el firmeware (programa que está estrechamente ligado a hardware específico, y es poco probable que requiera actualizaciones frecuentes) u otro contenido vital para el funcionamiento del dispositivo, como los programas que ponen en marcha el ordenador y realizan los diagnósticos.
En su sentido más estricto, se refiere solo a la ROM de máscara -en inglés, mask ROM o MROM- (el más antiguo tipo de ROM de estado sólido), que se fabrica con los datos almacenados de forma permanente, y por lo tanto, su contenido no puede ser modificado de ninguna forma. Sin embargo, las ROM más modernas, como EPROM y Flash EEPROM, efectivamente se pueden borrar y volver a programar varias veces, aun siendo descritos como "memoria de solo lectura" (ROM). La razón de que se las continúe llamando así es que el proceso de reprogramación en general es poco frecuente, relativamente lento y, a menudo, no se permite la escritura en lugares aleatorios de la memoria. A pesar de la simplicidad de la ROM, los dispositivos reprogramables son más flexibles y económicos, por lo cual las antiguas ROM con máscara no se suelen encontrar en hardware producido a partir de 2007.
El tipo más simple de ROM en estado sólido es de la misma antigüedad que la propia tecnología semiconductora. Las puertas lógicas combinacionales pueden usarse en conjunto para indexar una dirección de memoria de n bits en valores de m bits de tamaño (una tabla de consultas). Con la invención de los circuitos integrados se desarrolló la ROM de máscara. La ROM con máscara consistía en una cuadrícula de líneas formadas por una palabra y líneas formadas por un bit seleccionadas respectivamente a partir de cambios en el transistor. De esta manera podían representar una tabla de consultas arbitraria y un retardo de propagacióndeductible.
En las ROM con máscara los datos están físicamente codificados en el mismo circuito, así que solo se pueden programar durante la fabricación. Esto acarrea serias desventajas:
- Solo es económico comprarlas en grandes cantidades, ya que el usuario contrata fundiciones para producirlas según sus necesidades.
- El tiempo transcurrido entre completar el diseño de la máscara y recibir el resultado final es muy largo.
- No son prácticas para I+D por el hecho de que los desarrolladores necesitan cambiar el contenido de la memoria mientras refinan un diseño.
- Si un producto tiene un error en la máscara, la única manera de arreglarlo es reemplazando físicamente la ROM por otra.
Los desarrollos posteriores tomaron en cuenta estas deficiencias, así pues se creó la memoria de solo lectura programable (PROM). Inventada en 1956, permitía a los usuarios modificarla solo una vez, alterando físicamente su estructura con la aplicación de pulsos de alto voltaje. Esto eliminó los problemas 1 y 2 antes mencionados, ya que una compañía podía pedir un gran lote de PROMs vacías y programarlas con el contenido necesario elegido por los diseñadores. En 1971 se desarrolló la memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM) que permitía reiniciar su contenido exponiendo el dispositivo a fuertes rayos ultravioleta. De esta manera erradicaba el punto 3 de la anterior lista. Más tarde, en 1983, se inventó la EEPROM,
resolviendo el conflicto número 4 de la lista ya que se podía reprogramar el contenido mientras proveyese un mecanismo para recibir contenido externo (por ejemplo, a través de un cable serial). En medio de la década de 1980 Toshiba inventó la memoria flash, una forma de EEPROM que permitía eliminar y reprogramar contenido en una misma operación mediante pulsos eléctricos miles de veces sin sufrir ningún daño.
Todas estas tecnologías mejoraron la versatilidad y flexibilidad de la ROM, pero lo hicieron a expensas de un alto incremento del costo por chip. Por eso las ROM de máscara se mantuvieron como la solución económica durante bastante tiempo. Esto fue así aproximadamente hasta el año 2000, cuando el precio de las memorias reprogramables hubo descendido lo suficiente como para comenzar a desplazar a las ROM no reprogramables del mercado.
El producto más reciente es la memoria NAND, otra vez desarrollada por Toshiba.4 Los diseñadores rompieron explícitamente con las prácticas del pasado, afirmando que enfocaba "ser un reemplazo de los discos duros", más que tener el tradicional uso de la ROM como una forma de almacenamiento primario no volátil. En 2007, NAND ha avanzado bastante en su meta, ofreciendo un rendimiento comparable al de los discos duros, una mejor tolerancia a los shocks físicos, una miniaturización extrema (como por ejemplo memoria USB y tarjetas de memoria MicroS), y un consumo de potencia mucho más bajo.
- LA BIOS
El sistema básico de entrada-salida o BIOS (del inglés Basic Input/Output System) es un estándar de facto que define la interfaz de firmware para computadoras IBM PC compatibles1. También es conocido como BIOS del sistema, ROM BIOS y BIOS de PC. El nombre se originó en 1975, en el BIOS usado por el sistema operativo CP/M.2
El firmware del BIOS es instalado dentro de la computadora personal (PC), y es el primer programa que se ejecuta cuando se enciende la computadora.
El propósito fundamental del BIOS es iniciar, y probar el hardware del sistema y cargar un gestor de arranque o un sistema operativo desde un dispositivo de almacenamiento de datos. Además, el BIOS provee una capa de abstracción para el hardware, por ejemplo, que consiste en una vía para que los programas de aplicaciones y los sistemas operativos interactúen con el teclado, el monitor y otros dispositivos de entrada/salida. Las variaciones que ocurren en el hardware del sistema quedan ocultas por el BIOS, ya que los programas usan servicios de BIOS en lugar de acceder directamente al hardware. Los sistemas operativos modernos ignoran la capa de abstracción provista por el BIOS y acceden al hardware directamente.
El BIOS del PC/XT de IBM original no tenía interfaz interactiva con el usuario. Los mensajes de error eran mostrados en la pantalla, o codificados por medio de una serie de sonidos. Las opciones en la PC y el XT se establecían por medio de interruptores y jumpers en la placa base y en las placas de los periféricos. Las modernas computadoras compatibles Wintel proveen una rutina de configuración, accesible al iniciar el sistema mediante una secuencia de teclas específica. El usuario puede configurar las opciones del sistema usando el teclado y el monitor.
El software del BIOS es almacenado en un circuito integrado de memoria ROM no volátil en la placa base. Está específicamente diseñado para trabajar con cada modelo de computadora en particular, interconectando los diversos dispositivos que componen el conjunto de chips complementarios del sistema. En computadoras modernas, el BIOS está almacenado en una memoria flash, por lo que su contenido puede ser reescrito sin retirar el circuito integrado de la placa base. Esto permite que el BIOS sea fácil de actualizar para agregar nuevas características o corregir errores, pero puede hacer que la computadora sea vulnerable a los rootkit de BIOS.
El MS-DOS (PC DOS) fue el sistema operativo de PC dominante desde principios de la década de 1980 hasta mediados de la década de 1990. Dependía de los servicios del BIOS para las funciones de disco, teclado y visualización de textos. Windows NT, Linux y otros sistemas operativos de modo protegido en general no lo usan después de cargarse en memoria.
La tecnología de BIOS está en un proceso de transición hacia la interfaz de firmware extensible unificada (UEFI) desde el año 2010.3
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